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1、下水井坍塌原因及防治高军【摘要】：本文介绍了因土壤含水率高造成土壤冻胀和井室基础不牢等原因是井室坍塌的主要原因，并从井室的安装质量、降低井室周边土壤的含水率、提高井室的维护质量、合理选择井室位置等几方面阐述对井室坍塌的预防。【关键词】：下水 井室 坍塌 原因 预防 水暖厂各种井室遍布矿区的各个住宅区，光大明地区就有 3000 多个，他们大多位于彩砖和路面上，少部分位于草坪中。位于路面上和彩砖上的井室的完好程度直接影响居民的出行安全和车辆的行驶安全。水暖厂每天都对井室进行巡查；每年不定期对损坏下水井室进行修复。每年还有零星的因井室井盖损坏造成的行人及车辆与水暖厂的纠纷，影响水暖厂的安全管理和社会
2、形象。1.下水井坍塌原因的分析因为井室完好程度对水暖厂安全管理和社会形象的重要性，所以有必要对井室的坍塌损毁规律进行分析总结，并制定出预防措施。下水井是水暖厂最多的井室，坍塌总发生在冬春季节，很多又是重复修理过的，现主要对下水井坍塌原因进行分析：11 冻土对井室构筑物的危害111 冻土的冻结机理土体之所以发生冻胀，是因为井室周围地基土中存在无数毛细管，地下水主要通过基土中毛细管上升到基层底面。冬季来临，当大气负温传入土中时，土中的自由水首先冻结成冰晶体，随着土温继续下降，结合水的最外层也开始冻结，使冰晶体逐渐扩大，并在土中形成冰夹层，土体随之发出隆起，出现冻胀现象。1.1.2冻害分析土壤冻结时
3、具有较高的强度及较小的压缩性，当井室基础埋深小于冻层时，在基础侧面作用着切向冻胀力，也就是相对于园井的径向力，在基地作用着轴向力。如果基础的荷载 N 和自重 G 不足于平衡径向和轴向力时，基础就被土抬起。融化时，冻胀力消失，承载力大为降低，压缩性急剧增加，基础就产生溶沉。冻深发展的不平衡和土层在水平方向的不均匀及土壤含水率、土壤土质不同等因素使井室基础隆起和溶沉不等。这里土壤含水率是决定性因素，土壤含水率高，冰冻时土壤膨胀变化大，往上抬拱的厉害；含水量小，土壤膨胀变化小。土壤解冻时，土壤中积存的冰晶融化，使土体中含水量大大的增加。加之细粒土排水能力差和基底中还有没有解冻的土层，上面以融化土层中
4、的水渗透不到土层深处。基底土层处于饱和软化状态，强度大大降低，使井室发生下陷。这种不均匀的冻胀与溶陷交替，造成浅层基础开裂。所以说处于地下水位高、地基承载力差、土中细粒多的环境中的井室坍塌的多，冬春季节井室坍塌的多。1.2井室本身的结构性缺陷1.2.1 检查井施工质量不合格。检查井砌筑时，基础垫层厚度、强度符合标准要求，而且采用的红砖、水泥等质量不合格，砌筑时又不按照规范要求进行操作，基础厚度不够； 砌筑砂浆不饱满、质量不合格砂浆与砖砌体结合不好，灰缝不密实、不饱满、井室内抹面厚度不一、不均匀、不平整。抹面砂浆与墙体结合不好造成裂缝、空鼓、脱落、 降低了检查井整体强度，使井室在雨、污水的腐蚀下
5、失去强度，造成井室坍塌、下沉。在行车荷载作用下，基础断裂致使井室下沉破碎，导致检查井周围路面下沉、龟裂。 1.2.2检查井支线管接设时没按规范要求进行施工。井室支线管接设施接口处处理不当， 井周围回填不密实，会没按要求操作，支线管埋深不合理，在车辆行驶过程中被压坏断裂、破碎，造成井墙破碎。2、解决下水井坍塌的方法2.1提高井室的安装质量2.1.1下水井要有一个牢固的基础地基基础设计是井室设计的一个重要组成部分。设计时，要考虑场地的工程地质条件，同时也要考虑井室的使用要求、上部结构特点和施工条件等各种因素。基础设计时，除了要保证基础本身有足够的强度和稳定性以支撑上部结构传来的荷载外，同时还要考虑
6、地基的强度、稳定性及变形必须在容许的范围内，这是建筑物地基基础设计的基本要求。在调兵山地区，冬季严寒，土层冻结严重，建筑基础易受冻胀。如果在设计与施工中重视不够、措施不当，可能因基础受冻胀而导致建筑物裂缝、倾斜或倒塌。而在地势低洼、地下水位高、土质松软、含水率高的地区，土层的冻胀力更大。所以，给基础（尤其浅基础）带来的危害性也就更为严重，设计时要特别注意地基土冻胀的影响。具体有以下几点：1）基础埋深要足够，并且要超过冻层。调兵山地区冻层厚度在 1200mm，井室基础深度一定要超过 1600mm。这就要求和设计单位和施工单位沟通，接收时严把质量关。2）在强冻胀性和特强冻胀性地基上，浅基础要设置具
7、有足够刚度的现浇钢筋混凝土圈梁及基础梁，并控制上部建筑的长高比，增强井室的整体刚度，用以调节因土冻胀引起的不均匀变形。3）冬季施工井室基础要有保温措施。2.1.2 在满足排水设计和规范规定的同时，检查井施工时井室底板尽量采用预制底板，并带 0.3 米的经墙，在连体井墙上砌筑，以增强底板的强度和井室的整体性，同时检查井全部采用盖板进行收口。 2.1.3、砂浆现象：砂浆和易性不好，砌筑时铺、挤困难或保水性差，产生沉淀泌水现象，与砖体粘结困难；砖墙灰缝砂浆不饱满，竖缝内砂浆不实或无砂浆。危害：砂浆和易性不好，影响饱满度和与砖的粘结，容易造成空缝，尤其是竖缝，影响砖砌体的整体结构强度；空缝空隙会造成渗
8、水，侵蚀砖砌体结构，形成薄弱部位，致使井体有被挤压甚至被挤垮的可能。原因分析：采用了过细的砂子与高标号水泥拌和，使砂子颗粒间水泥用量减小，摩擦力加大，造成和易性差，同时由于砂粒间缺少足够的胶结材料，易出现沉淀和泌水现象；配合比不准确，搅拌不均匀，或拌好的砂浆存放时间过长，使之沉淀硬结；砌筑时砌体干燥，砂浆中水分被吸收，失去塑性，同时干砖表面的粉屑形成隔离层，消弱了砖与砂浆的粘结度；使用和易性不好的砂浆或操作人员的不重视，均可造成砌筑砂浆不饱满。预防措施：严格执行施工技术规程，按设计配合比拌制砂浆，并保证搅拌均匀；严格控制原材料的质量，不使用不合格的材料后或以次充好；操作时不得长距离铺浆（会因砌
9、筑速度跟不上导致砂浆失水） ，严禁用水冲浆灌缝，而应采用流动性好的砂浆灌严灌实砖缝；砌筑前应将砖体用水浸透。2.1.4墙体抹面现象：检查井内外壁没有抹面或抹面脱落；局部抹面空鼓、裂缝。危害：没有抹面、抹面脱落或抹面空鼓、裂缝，均可导致墙体渗水，破坏井体结构和影响检查井的使用功能。原因分析：操作人员偷工省事，应该抹面而不抹面或者马虎了事；粉刷时地下水位较高，来及时采取有效措施排水，导致抹面砂浆掉落；抹面前未洒水湿润基底，砂浆水份被墙体吸收干，出现空鼓、裂缝；抹面后未进行覆盖洒水养生，遭遇风干暴晒。防止措施：加强对操作人员的教育，严格按设计要求及施工规程进行施工；抹面前要清除墙面垃圾、浮尘并将墙面
10、洒水湿润，抹面后要及时覆盖洒水养生；遇有地下水较多时，要及时排水直至砂浆凝固。2.1.5圆井收口不均匀。现象：圆形检查井收口的收进尺寸不一致，过大或过小；出现竖缝间间距小于规定的距离（丁砖）或通缝；外侧砖缝过大或形成空穴。危害：收口不统一，会造成收口砖端头的脆断，导致井盖、井室坍塌；不合要求的竖缝和空穴影响检查井的整体结构强度，属于质量通病。防冶措施：强化对半成品材料的质量管理，选用合格的砖材，规格尺寸必须符合要求且品种必须齐全；填缝楔形砖或专制的使用必须按照先铺砂浆后稳砖的程序操作；使用操作熟练和有较高技术水平的人员进行圆径砌筑，同时要加强技术交底和自检。2.2降低井室周围土壤含水率2.2.
11、1 井室底部留 200mm 以上的凹槽，以利于水中杂质沉淀，降低排水管路的堵塞，保证排水通畅，防止积水渗入周围土壤。2.2.2 保证污水井的内衬层（防水层）的施工质量。防水层长时间受侵蚀和不均匀沉降易脱落。脱落后要及时修补，防止积水透过损坏井壁渗入周围土壤。2.2.3 保证管路铺设的坡度，严禁无坡和倒坡，并有一定强度的管基。由于坡度的原因可造成井室和管路积水，渗入周围土壤，并损坏防水层，侵蚀管路接口。2.2.4 保证井基和井壁有可靠的连接，接缝要有一定的强度，防止污水通过接缝渗入土壤。2.2.5 降低排水井周围其他管路的楼市率，特别是上水管路。2.2.6 增强管路接口的强度。UPVC 管路承插
12、口部分用胶粘接。2.3提高井室的修理维护质量总结近几年井室坍塌的位置，往往都是重复修理过的，有的井室年年塌年年修，主要有以下原因：2.3.1 井室井基的维护修理质量不高，修理时在原有井基上砌筑，原有井基强度不够或已破损，已承担不了井室的不均匀沉降。2.3.2 砌筑井室时没抹防水层或抹了但保证不了质量。2.3.3 没有及时修理局部损坏，造成量变成质变，最后造成井室坍塌。如重车碾压，造成井盖和井壁的分离，井壁砖块脱落。2.3.4 有条件的用预制井筒和地板代替砖石结构，以提高井室整体的稳定性和抵抗冻胀及不均匀沉降的能力。2.4合理选择井室的位置井室位置的选择对井室使用寿命具有重要意义，同时也是综合考虑的问题。它涉及到设计方、施工方、使用方和小区规划方。其基本原则是：能设在草坪上就不设在彩砖上；能设在彩砖上就不设在水泥及沥青路面上，因为车辆的碾压对井室的扰动很大。下水井室坍塌是多种因素综合的结果，而各种因素中，冻胀和基础不牢又是主要因素，土壤含水率又是冻胀的原因。只有提高井室管路的施工质量，使其有一个牢固的基础，并有一个良好的防水层和管路的坡度，流水通畅，减少外力扰动，才能减少井室的坍塌。参考文献1徐斅祖.冻土物理学，科学出版社 2010.12雷福元.给排水工程施工技术，中国建筑工业出版社 2005.1
