市政排水设施需砌筑检查井等构筑物,传统的做法是用黏土砖砌或黏土砖、混凝土混合两类。国务院要求所有城市从2010年起全面禁止使用实心黏土砖,但是黏土砖砌筑的检查井在我国很多城市还占有相当大的比例。
6.1.2.1 检查井类型
检查井按材料和砌筑方式可分为:砖砌检查井、预制装配式混凝土检查井、混凝土模块式检查井。
1.砖砌检查井
砖砌检查井的主要缺点:
(1)黏土砖强度低、耐久性差,使用7~8年就会发生因腐蚀而使黏土砖酥烂的现象,导致检查井下沉,引起路面凹坑,影响道路行车质量,如图6.4所示。
(2)易渗漏。砖块酥烂后渗漏更为严重,污水的泄漏,引起地下水质下降。
图6.4 检查井下沉
(3)机械化施工水平低,现场作业时间长、湿作业工作量大、养护时间长,开槽后较长时间不能回填,不利于道路缩短施工工期、快速放行的要求,甚至影响四周环境和建筑物的安全,给人民生活带来不便。
(4)烧制黏土砖,大量毁坏农田。
2.预制装配式混凝土检查井
预制装配式混凝土检查井井室、井筒由预制钢筋混凝土调节拼块拼装而成,如图6.5所示。检查井的形状有圆形、扇形或矩形,如图6.6所示。各调节拼块之间,垂直方向的接缝为企口连接,由聚氨酯、橡胶圈或水泥砂浆密封;水平方向的接缝是螺栓连接,由聚氨酯或水泥砂浆密封。井室和管道有插口或承口,接口处由密封圈或砂浆密封。井室和井筒由不同模数的调节拼块层叠或侧连拼装而成;承插式钢筋混凝土排水管道无管基敷设,配合预制装配式混凝土检查井,可与柔性接口排水管配套,实现管道装配化快速施工。
图6.5 装配式检查井井筒
图6.6 预制装配式检查井形状
(1)预制装配式混凝土检查井优点。
1)不需要在现场进行大量湿作业,可以明显提高检查井的施工速度,可以实现管道装配化快速施工。
2)整体性好,抗震能力强。
3)容易做到井体和管材之间及井体各部件之间的接缝严密,或做成橡胶密封圈柔性连接,避免渗漏,防止对地下水源的污染。
4)检查井刚度大,可用强夯提高检查并四周回填土的密实度,减少回填土下沉,提高道路质量。
5)耐久性好,使用寿命长。
(2)装配式混凝土检查井缺点。
1)自重大,施工中一般需用起重设备配合。
2)井壁预留孔位置、方向由设计预定,在现场施工连接支管时改动较为困难。
3)在已有的检查井中接入支管,因混凝土强度高,开孔的难度及工作量较砖砌检查井大。
3.混凝土模块式检查井
混凝土模块由砂、石、水泥、粉煤灰等原材料按照一定配合比经高频振捣,垂直挤压成型。应用于圆形检查井的弧形模块的基本尺寸是将各类井型进行整体切割,利用周长与直径的关系形成单元块尺寸规格,用少数几种型式的模块,即可满足各类井型的应用需要,形成系列化尺寸模块。模块的上下左右四面设有凹凸槽结构,组成砌筑后形成链锁,使井壁墙体各个方向的抗剪力远远优于平摩擦砌体的机构型式。模块为中空结构,组合砌筑后形成纵向孔孔相贯,横向孔孔相通的网状孔,芯柱后型式为现浇混凝土网状结构,起到闭水作用。
(1)混凝土模块式检查井优点。
1)替代黏土烧结砖作为井体材料。
2)施工时一般不需要起重设备。
3)容易接入不同方向、不同管径、不同埋深的进水和出水管。
(2)混凝土砌块式检查井缺点。
1)仍需在现场进行湿作业,施工周期长。
2)检查井砌体的结合缝较多,抗震、防渗效果不佳。
3)管道与井体的连接难以做成柔性密封连接。
6.1.2.2 检查井施工
1.砖砌检查井
(1)检查井类型及选用条件。
1)圆形井。有φ700mm、φ1000mm、φ1250mm、φ1500mm4种井径的井,适用于管径D=200~1000mm雨污排水管道上。
2)小方井。适用于管径D=200~400mm的污水管,井深不大于1.5m,不下人。
3)跌水井。有竖管式和竖槽式两种型式,雨水管上下游跌差不小于1m,污水管上下游跌差不小于50cm时必须使用跌水井。
(2)采用材料。
1)砖砌体。采用MU10机制标准砖,用M7.5砂浆砌筑,内、外壁粉20mm厚1∶2水泥砂浆(分层抹灰)。
2)钢筋混凝土。盖板:C25、井圈:C30;钢筋:∅-HPB235。
3)井基。采用C10混凝土。
4)抹面。采用1∶2(体积比)防水水泥砂浆抹面厚20mm。
5)流槽。采用与井墙一次砌筑的砖砌流槽,如改用C10混凝土时,浇筑前应先将检查井之井基、井墙洗刷干净,以保证共同受力。
6)预制盖板。应在适当位置加吊环。
(3)砖砌检查井施工工艺。放出中心线→按检查井尺寸(半径)摆出井壁砖墙大样→井壁砌筑→踏步安装→井盖安装→内墙抹灰→分层压实。
1)在已安装好混凝土管检查井处,放出检查井中心位置,按内径尺寸摆出井壁砖墙位置。
2)检查井壁砌筑时应随时检查井径尺寸及垂直度。井筒砌筑采用M7.5水泥砂浆砌MU10砖,井筒内壁抹20mm厚1∶2防水水泥砂浆。
3)踏步安装:按标准图要求安装,向心安放,外露长度应一致,必须安装牢固,位置正确。检查井内的踏步要随砌随安,埋入半壁的位置准确,踏步安装后,在砌筑砂浆或混凝土未达到规定抗压强度前不得踩踏。
4)砌完井室后,应及时安装盖座。安装时砖墙顶面用水冲净后铺砂浆,按设计高程找平。
5)井口抹面后直径制作模具进行控制;采用两遍法施工,砂浆全部为1∶2水泥砂浆。必须做到抹面压光,无空鼓、裂纹,严禁刷浆。
6)检查井砌筑至规定高程后,应及时安装井圈、盖好井盖,以保证现场施工安全。
(4)砖砌检查井的施工注意事项。
1)砌筑所用材料应符合设计要求,砖强度达到规定等级,砂采用中砂、粗砂,采用设计规定的标号并保证具有良好的流动性、保水性、拌和均匀性。
2)砌筑前应将砖用水浸透,保证砌筑砖含水量为10%~15%。砌筑应满铺满挤、上下搭砌,水平缝厚度与竖向缝厚度宜为10mm,并不得有竖向通缝,必须为上、下错缝,内外搭接。如井身不能一次砌完,在二次接高时,将原砖面上的泥土杂物清理干净,然后用水清洗砖面并浸透。
3)砌筑井室,用水冲净基础后,先铺一层砂浆,再压砖砌筑,做到满铺满挤,砖与砖间灰缝保持1cm。
4)壁面处理前必须清除表面污物、浮灰等。
5)盖板、井盖安装时加1∶2防水砂浆坐浆及抹三角灰,井盖顶面要求与路面相平。
6)混凝土盖板均为底层配筋,盖板在运输时不得倒置。
7)若支、干管基础落于井室肥槽中时,肥槽须进行处理。其做法:用级配砂石、混凝土或砖填实。
8)钢筋及混凝土的制作要求,按《混凝土结构工程施工质量验收规范》有关条款执行。
9)回填土必须在隐蔽工程验收后进行。回填土时,先将盖板坐浆盖好,在井墙和井筒周围同时回填,回填土密度根据路面要求而定,但不应低于95%。回填土前要清除肥槽内杂物,要严格控制回填土质量,回填时土中不得含碎砖、石块及大于10cm硬土块。检查井周围还土要严格分层夯实,确保检查井周围不沉降。
2.预置装配式钢筋混凝土排水检查井
(1)检查井类型及选用条件。
1)使用时应根据接入管的管径、数量、方向、转角、高程、覆土厚度和有无井室盖板等条件选用井型。
2)接入圆形检查井和矩形检查井的支管(接户管或连接管)数不宜超过3条。
3)矩形三通、四通式检查井适用于上游管中心线与下游管中心线分别成90°、180°、270°交角的管道上。
4)井盖和踏步可选用国标图集《井盖及踏步》(97S501-1)及《双层井盖》(02S501)或由设计人自行设计。步距为360mm,流槽处设置脚窝。
5)圆形检查井和矩形检查井适用范围,见表6.1和表6.2。
表6.1 圆形检查井井型适用范围表
表6.2 矩形检查井井型适用范围表
(2)采用材料。
1)混凝土最低强度等级为C30,抗渗等级为S8,最大水灰比为0.50,最小水泥用量为300kg/m3,最大氯离子含量0.1%,最大碱含量为3.0kg/m3。
2)钢筋采用HPB235、HRB335,钢筋的混凝土保护层厚度一般为:井室底板下层筋及盖板下层筋保护层为40mm,其他部位为35mm。
3)构件吊环所用钢筋采用HPB235级,严禁使用冷加工钢筋。吊环应焊接或绑扎在钢筋骨架上。
4)井室井筒采用塑钢或铸铁小踏步。
(3)预置装配式钢筋混凝土排水检查井施工工艺。铺筑碎石砂垫→井底板、底座吊装→排水干管接入→井室段吊装→支管插入段安装→收缩口段吊装→现浇混凝土井环→管接口处理→防盗井盖安装。
1)吊装。装配式检查井由各预制配件组合构成,施工时采用吊机由下至上,逐一吊装各预制配件,混凝土配件的装嵌要严格按照设计要求施工。每段预制井构件设计有4个装配吊环,对称分布在构件外壁四周,吊时起吊角必须大于60°,防止出现过大的水平应力造成构件受损。起吊过程中调节绳索长度保证构件平放,现场由人工配合起重机械进行安装,如图6.7所示。
2)管接口处理。检查井每段预制件安装完后,在预制件顶部安装止水胶圈,止水胶圈为2cm厚的橡胶圆环,安装好后即可进行下段预制件吊装。为保证橡胶圈的止水效果,预制件搭接处的内外空隙部位,要用水泥浆填封。支管口接入时应插进井筒内壁,伸出的管头用铁锤砸掉后用砂浆修整平顺。预制构件连接,利用机械油封原理由上部井身自重将接口橡胶条压紧即可,大大节约施工时间,且能很好适应现场施工环境,对辅助措施(如抽水、支护等)要求大大降低。
图6.7 装配式检查井的吊装
3)预制井装嵌完毕后,现浇C35井环混凝土,井盖按设计要求放置平稳,与路面的高差由井环高度调节。完工后确保与路面标高保持一致。
(4)预置装配式钢筋混凝土排水检查井的制作及施工安装注意事项。
1)预制混凝土检查井与管道接口接触面均应“凿毛”处理。
2)接缝做法。检查井与钢筋混凝土管、混凝土管及铸铁管连接时采用1∶2水泥砂浆或采用聚氨酯掺合水泥砂浆,掺合量为代替20%~50%的水量,接缝厚度为10~15mm。当采用塑料管等其他管材时,应按其管材要求进行。
3)填土时,在井室或井筒周围同时回填,回填土密实度根据路面要求而定,但不应低于95%。冻土深度范围内,应回填300mm宽的非冻胀土。
4)若支、干管基础落于井室肥槽中时,肥槽须进行处理。其做法:可用混凝土、级配砂石或其他无毛细吸水性能的土料,并控制压实密度,压实系数不应低于97%。
5)检查井底板下铺100mm厚碎石层。
6)检查井井筒和圆形检查井井室钢筋采用滚焊机成型,其余绑扎成型,预留孔处钢筋截断并做加强处理。
7)厂家可利用现有成熟制管工艺制造圆形构件,矩形井及圆形井的构件质量应符合钢筋混凝土管道产品标准。
8)吊环严格按照图纸所示位置设置,严禁在预留孔位置上方安装起吊环。
3.混凝土模块式排水检查井
(1)检查井类型及选用条件。(www.xing528.com)
1)圆形井。有φ700mm、φ800mm、φ900mm、φ1100mm、φ1300mm、φ1500mm6种直径的井,分别适用于管径D=200~800mm的雨污水管道上。
2)矩形井。分为直线井、90°三通井及90°四通井,分别适用于管径D=900~2000mm的雨水管道上,管径D=900~1500mm的污水管道上。
3)跌水井。有竖管式、竖槽式和阶梯式3种型式,适用于污水管上下游跌差不小于0.5m的情况。
(2)采用材料。
1)井壁材料。
混凝土井壁墙体模块:MU10。
砌筑砂浆:M10砌块专用水泥砂浆。
灌芯混凝土:C25。
包封混凝土:C25。
勾缝、坐浆、抹三角灰:1∶2(防水)水泥砂浆。
2)盖板。C25钢筋混凝土盖板。
3)底板。
圆形井φ<900mm,采用C25素混凝土。
圆形井φ≥900mm,采用C25钢筋混凝土。
矩形井,采用C25钢筋混凝土。
4)垫层。C15素混凝土。
5)流槽。采用C15素混凝土浇筑或采用与检查井配套的材料砌筑。
6)井筒。井筒直径φ700mm、φ800mm,其做法参见φ700mm、φ800mm圆形检查井。
7)钢筋。HPB235级钢或HRB335级钢。
8)混凝土最大碱含量不得大于3.0kg/m3。
9)钢筋保护层厚度。
圈梁:两侧迎水面为40mm,上下面为25mm。
底板:40mm,顶板:35mm。
(3)混凝土模块式排水检查井施工工艺。准备工作→混凝土垫层→井室砌筑→流槽→踏步安装→盖板安装→井筒砌筑→抹面勾缝→井圈及井盖安装。
1)放线。圆形井以两节管预留间距中心为圆心画圆,矩形井以两节管预留间距中心按设计尺寸向四边放线。为防止塌方,放线时要随时跟踪放坡大小,同时要根据图纸控制好检查井标高。
2)砌筑。如图6.8所示,首层混凝土模块应按设计图纸要求定位,根据检查井尺寸正确的摆放模块。圆形井每层模块数量为d/100(其中d为检查井的直径)。例如,φ1100圆形检查井采用1100弧形块,每层为11块。矩形井根据标准块、转角块的尺寸来确定每层砌块排放数量。当连接接入管时,模块可用切割机切割,切割后的连接缝应控制在10~15mm,坐浆应密实,凹凸槽口衔接牢固,以便流入砂浆,防止渗漏。
图6.8 混凝土模块式检查井的砌筑
3)灌芯。混凝土灌芯前应将杂物及落灰清理干净,墙体做必要的支撑加固。分次灌注时,应灌至灌注最上层砌块的2/3,剩下的1/3灌注容量要等下次灌注施工时灌注(图6.9),混凝土灌芯应分层捣固(图6.10),但两个灌层灌注间隔时间不得超过下层混凝土的冷凝时间。芯浇灌最好连续,确保混凝土连续性和整体黏结性。
图6.9 混凝土模块式检查井的灌芯
图6.10 混凝土模块式检查井的捣固
4)勾缝。井壁应进行勾缝,随砌随勾缝,勾缝采用1∶2(防水)水泥砂浆,在砌筑检查井时应同时安装预留支管,预留支管的管径、方向、高程应符合设计要求,管道与井壁衔接处应严密。
5)流槽。流槽与井室同时进行砌筑。流槽表面采用20mm厚1∶2.5水泥砂浆抹面,压实抹光,与上下游管道平顺一致,以减少摩阻。
6)踏步安装(图6.11)。踏步可直接镶嵌于两层砌块之间,用切割机在设计安装位置切割数刀,凿出槽孔,放入踏步,用混凝土包裹严实,同时调整好踏步夹角、平整度,外露长度。踏步安装,应随砌随安,混凝土凝固前不得踩踏步。
7)安装盖板、井圈、井盖(图6.12)。检查井砌筑或安装至规定高程后,应及时浇筑或安装盖板、井圈,盖好井盖。检查井施工完毕后,应加强养护,混凝土及砂浆未达到设计强度前不得进行回填,如有特殊要求,由设计人员确定回填时间,并提出相应的技术保障措施。
图6.11 混凝土模块式检查井踏步安装
图6.12 混凝土模块式检查井井盖安装
(4)施工注意事项。
1)所有砌体均应灌芯,砌体施工质量控制等级为B级。
2)预制和现浇混凝土构件须保证表面平整、光滑。
3)混凝土模块进入施工现场必须提供产品的合格证,标明生产厂家、模块的强度等级、型号、批次和生产日期等。
4)井筒或井室在地面至地面以下1500mm范围内以及寒冷地区地面至冻土线以下800mm范围内应配筋,每孔内配112竖筋,工程量自行计算。
5)流槽施工前应先将检查井之井基、井墙及模块接触表面洗刷干净。
6)混凝土盖板均为底层配筋,盖板在运输及堆放时不得倒置。
7)盖板、井盖安装时加1∶2防水水泥砂浆坐浆及抹三角灰,井盖顶面标高要求与铺装路面相平,设于非铺装地面时顶面应高出地面50mm或由设计人员确定。
8)回填土前应先将盖板盖好,井墙与井筒周围回填土需同时进行,回填土压实系数根据路面要求确定,但不应低于0.95,在寒冷地区井壁在冰冻线以上回填时,沿井壁外侧加填300mm宽的非冻胀土并满足路基要求(用于车行道下)。
9)支、干管基础落于井室肥槽土中,肥槽须进行处理。其做法为:用级配砂石或素混凝土等填实。
10)圈梁遇管道时断开,圈梁主筋锚入管道包封内35d(d为钢筋直径)。
11)砌筑前应清理模块表面和孔洞内的杂物及污物,气候炎热干燥时,砌筑前1~2小时应将模块喷水湿润。
12)首层混凝土模块应按设计图纸要求定位。
13)砌筑时宜采用专用工具施工,确保砂浆饱满,灰浆均匀,井壁应进行勾缝,随砌随勾缝,勾缝采用1∶2(防水)水泥砂浆。严禁使用断裂、壁肋上有竖向裂缝的模块砌筑。当砌筑3~4层时,应备好模板,紧锢器将模块周边收紧,防止模块移位,同时随砌随复核井室尺寸。
14)砌筑中应注意上下层对孔、错缝,严禁在模块砌体上留设脚手架孔。
15)灌芯混凝土应符合有关的规范及规程的要求,当采用泵送混凝土时,其坍落度为140~160mm。灌芯时混凝土灌注量应达到计算需用量,质量检查时,用小锤敲击砌体,应无异常无空洞,必要时应凿开异常声响处的模块,进行灌芯混凝土质量检查。
6.1.2.3 质量检查与竣工验收
1.质量检验
(1)钢筋工程。
1)保证项目。
a.钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准规定。进口钢筋焊接前必须进行化学成分检验和焊接试验,符合有关规定后方可焊接。检查钢筋出厂质量证明书和试验报告。
b.钢筋表面应保持清洁。带有颗粒状或片状老锈,经除锈后仍有麻点的钢筋严禁按原规格使用。
c.钢筋对焊或电焊焊接接头:按规定取试件,其机械性能试验结果必须符合钢筋焊接及验收的专门规定。
2)基本项目。
a.钢筋的绑扎、缺扣、松扣的数量不超过绑扣数的10%,且不应集中。
b.弯钩的朝向正确。绑扎接头应符合施工规范的规定,其中搭接长度均不少于规定值。
c.用Ⅰ级钢筋或冷拔低碳钢丝制作的箍筋,其数量、弯钩角度和平直长度均应符合设计要求和施工规范的规定。
d.对焊接头无横向裂纹和烧伤,焊包均匀,接头处弯折不大于4°,轴线位移不大于0.1d且不大于2mm。电弧焊接头、焊缝表面平整,无凹陷、焊瘤、接头处无裂纹、气孔、夹渣及咬边。接头处不大于4°,轴线位移不大于0.1d,且不大于3mm,焊接厚不大于0.05d,宽不小于0.1d,长不小于0.5d。
3)允许偏差项目。见表6.3。
表6.3 圈梁、板缝钢筋绑扎允许偏差
(2)模板工程。
1)保证项目。模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性,其支撑部分应有足够的支撑面积,如安装在基土上,基土必须坚实,并有排水措施。对湿陷性黄土,必须有防水措施;对冻胀性土,必须有防冻融措施。
2)基本项目。
a.模板接缝处应严密,预埋件应安置牢固,缝隙不应超过1.5mm。
b.模板与混凝土的接触面应清理干净并采取防止黏结措施,黏浆和漏刷隔离剂累计面积应不大于400cm2。如模板涂刷隔离时应涂刷均匀,不得漏刷或沾污钢筋。
3)模板工程允许偏差项目。见图6.4。
表6.4 模板工程允许偏差项目
(3)抹灰工程。
1)保证项目。所用的材料品种,质量必须符合设计要求,各抹灰层之间及抹灰层与基体之间必须黏结牢固、无脱层、空鼓、面层无爆灰和裂缝(风裂除外)等缺陷。
2)抹灰工程允许偏差项目。见表6.5。
表6.5 墙面一般抹灰允许偏差
(4)回填土工程。
1)保证项目。
a.基底处理必须符合设计要求或施工规范的规定。
b.回填的土料,必须符合设计要求或施工规范的规定。
c.回填土必须按规定分层夯压密实。取样测定压实后的干土质量密度,其合格率不应小于90%;不合格的干土质量密度的最低值与设计值的差,不应大于0.08g/cm3,且不应集中。环刀取样的方法及数量应符合规定。
2)回填土工程允许偏差项目。见表6.6。
表6.6 回填土工程允许偏差
2.检查井质量验收
(1)井壁必须互相垂直,不得有通缝,必须保证灰浆饱满,灰缝平整,抹面压光,不得有空鼓、裂缝等现象。
(2)井内流槽应平顺,踏步应安装牢固,位置准确,不得有建筑垃圾等杂物。
(3)井框、井盖必须完整无损,安装平稳,位置正确。
(4)检查井允许偏差应符合表6.7的规定。
表6.7 检查井允许偏差
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