不同地基处理方法对市政管线变形的影响分析论文_潘华强

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摘要:在改革开放的新时期,我国的经济在快速发展,社会在不断进步,随着城市建设的发展,市政道路也逐渐成为基础设施的重要组成部分。但由于市政管线的存在,城市道路对地基处理的要求比普通公路更高。以某实际工程为例,针对不同地质条件选择相应的地基处理,应用PLAXIS数值模拟软件分析路基的整体变形。结果表明:在不均匀的地质条件下,未处理的市政道路不能满足市政管线工后沉降要求;通过地基处理,地基处理的段落不同,各段落沉降存在一定的差异性,但整体情况满足市政管线工后沉降要求。

关键词:地基处理;市政管线;数值计算;复合地基

引言

为保障城市给排水、排污、排涝等功能,城市需要开展市政管网建设工作,但仅仅开展相关建设是远远不够的,后期的市政管网维护也同样重要,这就需要开展系统、规范的市政管网养护工作,这也是城市市政管理中的重要部分,通过定期的管网养护,有助于提升管网耐久,及时排查隐患,从而有效保障城市管网系统的功能。

1地下管线施工顺序

市政施工中地下管线施工具有一定的复杂性,而且施工环境非常差,必须要按照一定的顺序来开展相关工作。在地下管线施工之前,要想保证后续的施工可以顺利进行,必须要做好现场的勘察工作,包括周边的环境、当地的地质情况等;根据调查结果,选择最合理的施工技术,做好挖沟的准备工作,制定出一个合理的挖沟方案;根据这个方案开展接下里的施工工作,做好检查工作,避免施工中出现问题;购进管线施工的原材料,并且要保证这些材料的合格程度;做好管道设计工作,按照预先制定的施工方案,开展管线施工,做好安全管理工作,减少各种安全问题的发生;在施工完成以后,要进行整体性的检查,对存在的问题及时的处理,确认管线施工中所有工作都完成以后,进行沟壑的回填。

2不同地基处理方法对市政管线变形的影响分析

2.1定量风险评估模型

市政管线变形风险评估的目的,是确保管线在设计使用年限内不发生或少发生渗漏、爆管、地面塌陷等事故。因此借助于国家现行有关标准中的计算公式,把外界对管线的作用效应与管线结构本身的抵抗能力加以比较,并作为市政管线变形的一种定量风险评估模型:即核算地面荷载、管内负压和管周围水土对管线共同作用产生的竖向变形值,再考虑管线的泄漏量,然后确定管线的风险程度。根据研究成果和国家现行有关标准的规定,建立的定量风险评估模型分柔性管道和刚性管道。

2.2分析工况

模拟工况分为地基处理前与地基处理后两种情况,模拟过程分为6步:①计算模型在未激活路堤单元及市政管线前,通过重力加载方式进行地应力平衡;②先激活市政管线,后进行路基填土;③在路堤顶面施加车辆模拟静力交通荷载,施加交通荷载为城-A级交通荷载对应的均布荷载标准值qk=10.5kPa;④重新进行地应力平衡后,激活相应的CFG桩及换填部分土体单元;⑤激活市政管线,并施加路基填土;⑥施加交通荷载。比较两种工况情况下的路堤总位移变化情况与市政管线位移变化情况。

3计算结果与分析

3.1施工阶段

管线施工阶段涉及到了一些施工技术,浅埋施工技术是其中的一种。在市政施工地下管线安装之前,工作人员要做好检查工作,对管线沟的牢固程度进行检查,避免施工过程中出现坍塌等事故,同时,要保证管线沟的底部没有任何杂质,保证内部的清洁程度。地下管道在安放到沟壑底部以后,要做好管道的检查,如果管道自身出现问题,就会对后续的施工质量造成严重的影响。浅埋施工技术在地下管线施工中应用的非常广泛,这项技术的合理使用,可以起到对原有地下管线的保护作用,在浅埋施工技术的使用环节,工作人员要采用压顶法对地下管线进行处理,这样可以延长地下管线的使用时长。在挖沟之前,如果地下管线的管径比较大,对挖沟深度和宽度都有很高的要求,就必须要对管线沟的两边进行加固处理,避免发生坍塌事故。管线在埋设到沟底以后,要使用混凝土对管线进行加固,这样可以有效的避免管线受到损坏;如果管线的直径比较小,就不需要使用混凝土对其进行加固,可以采用加槽盖的方法,对管线进行保护,延长地下管线的使用寿命。

3.2加大管网的巡查和普查力度

在我国的城市市政管理中要是想有效的开展市政管网养护机制,这就需要针对当前现有的管网进行巡查,其中主要的巡查内容就是进行检查有没有异物的堵塞、有没有违反相关规定的接入管线以及水流是否正常等,而且还需要定期的组织一些关于养护知识的培训,以此来不断提升巡查人员的专业知识、专业技能以及综合能力等。最后还需要巡查人员能够根据自己的巡查过程和结果进行及时的记录并认真整理,针对常常发生故障的地点加大巡查力度,做好不同组别之间的相互交接工作,促使巡查工作能够顺利的开展。那么在加大巡查力度的基础上还需要加大日常的普查管网力度,着重查看管道内的气体、水流的速度以及井盖等相关内容,并且及时的把自己所掌握信息进行更新,长时间的跟踪排水设施的主要信息,全方面掌握其设施的主要情况。

3.3不同地质条件下位移分析

市政管线,由于软土地基的压缩沉降和侧向位移,致使管体产生纵向弯曲,甚至失稳,在最薄弱处产生破裂而漏水。因此,针对不同地质条件下,采用合适的地基处理方法,有利于减少市政工程中地基处理的范围,减少工程造价。图1为水平距离0m~110m范围市政管线垂直位移变化曲线。该段落工况1情况下,随着软土厚度变化,垂直位移呈现明显的变化规律:在0m~20m范围,垂直位移变化相对较小,则在软土厚度相对均匀的地质条件下,市政管线的沉降能满足变形要求时,即差异沉降较小时,可以考虑不进行地基处理,但市政道路要满足规划与地块开发要求。因此,拟建道路若处在地质条件较均匀的区域内,应充分考虑路基沉降变形,待路基经超载预压或等载预压充分稳定后,再进行相应的市政管线施工,方能满足管线变形要求,减少工程造价,但工期较长。由于实际工程工期要求较短,且整体规划存在一定滞后性,因此在实际工作中,为了满足道路标高需要,对于软土路基,软土厚度0-30m时,采用地方换填处理;当软土厚度在3m~20m范围时,推荐采用水泥搅拌桩与CFG桩等软基处理措施;当软土厚度在20m~30m范围时,设计中一般采用预制管桩等质量较佳且可控的地基处理措施。由于软土厚度大于3m,故采用CFG桩进行地基处理,由垂直位移变化曲线可知,CFG桩对于深厚软土,能够显著地提高地基承载力和减少沉降。

图1水平距离0m~110m内市政管线垂直位移变化曲线(CFG桩处理范围)

结语

在市政道路中,一般路基段落市政管线对软土沉降变形的要求高于路基自身的要求。在软基段落采用地基处理后,市政管线沉降及不均匀沉降情况明显减少,从而满足市政管线沉降要求,减少市政管线变形破坏等情况。针对不同地质条件合理选择不同的地基处理方法及处理范围,既能符合工程经济性要求,又能充分提高软土路基的地基承载力并减少沉降变形,以期保证市政道路工程的工程质量,降低软土沉降变形对市政管线的影响。

参考文献:

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[4] 马小明,康逊.埋地管道不均匀沉降的应力及影响因素分析[J].重庆大学学报,2017(08):49-56.

论文作者:潘华强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/8

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