摘要:市政给排水管道基础施工质量直接影响到管道的结构稳定性,是保障给排水管道功能性的关键所在。影响管道基础的因素除了地质、水文、气候等自然条件外,还和管道的性质、功能、材料特性、设计工艺密切相关。因地质、水文原因形成的软弱基,一般采用换填、土体固化、桩基法等处理,并需校核承载力,达到荷载要求。设计须综合考虑,结合实际选择科学的处理方案。
关键词:市政给排水;管道基础;基础处理
引言
处理好管基施工,能为市政给排水管道作业提供良好的基础保障。本文通过分析影响市政给排水管道基础的各类因素,论述各种管道类型基础常规做法,并例举各类基础处理手段,分析利害之处,结合当前市政给排水软弱基常用的处理做法逐一展开说明和探讨。
1管道基础处理的重要性
管道基础施工是整个给排水管道工程开展重要的第一步,也是保障管道结构安全,功能稳定的前提。
从经济性角度,市政给排水管道工程基础的施工及其他一些基础的安全措施则近乎占到总造价的30%~40%,其体量占比大。
从安全性角度,管基是支承管道主体的部位,也对管道水平方向有限位作用,保障管道的安装稳定可靠;基础作为受力体,将上部管道及检查井荷载传递至地基扩散,其施工质量直接影响管道的功能稳定和使用寿命。
2市政给排水管道基础的影响因素
2.1地基性质
地基性质是指管道开槽地基自身的特点,是影响管基施工的主导因素,主要体现在稳定性、变形和渗透性这三方面。
(1)稳定性与土体的抗剪强度、基础形式、埋深有关,一般可参考是地勘报告中土层的承载力特征值。管道基础通常要求地基承载力特征值≥80kPa,而对于钢筋混凝土检查井则要求达到100kPa,塑料检查井则提80kPa。否则必须通过计算确定或采取其他措施。
(2)变形主要指的是沉降、水平位移或不均匀沉降,其与荷载大小、地基土变形特征、基础形式密切相关。若变形超过允许值,则将影响管道结构的稳定性,威胁管道的安全施工。
(3)渗透性有两类:一类是指检查井地基渗流量是否超过其允许值,超过允许值,则表明其不具备蓄水功能,渗漏严重;另一类是指地基中水力比阵是否超过其允许值。超过允许值,地基会因潜蚀和管涌产生稳定性破坏。
2.2自然条件影响材料与施工
自然条件影响主要体现在施工环境。因管基施工户外作业,受到恶劣天气影响程度大。如遇到地震、雷雨或者冰雹等天气情况,暴雨冲刷基槽产生积水,并渗透到土体,导致土壤内部结构失稳产生边坡坍塌等质量问题。于此还会降低基础承载力,引发管道接口开裂,管节变形。而极端炎热和严寒的施工环境,不仅影响施工人员正常操作,还会致使管道产生形和质的变化,管道热胀冷缩将影响管道基础制作,尤其是塑料管,容易受热变形,受冷脆化。
2.3管材特性决定基础类型
管道基础为管道提供支撑条件,决定着管道基础的形式。钢筋混凝土管多采用120°、135°、180°钢筋混凝土刚性条形基础,球墨铸铁管、钢管、塑料管一般采用中粗砂基础,混凝土管和球墨铸铁管因其重量,一般在做基础前,采用50-150mm厚的级配碎石进行找平后再制作基础;塑料管等柔性管,需在500mm范围内采用砂护管,基础同样采用50-100mm厚砂垫层衬底。
管道系统运行会产生附加外力。特别是给水压力管道,在系统运行中内部水流会给管道造成一定的冲击力,而雨水管道重量的上升则发生在暴雨天气。这些额外的附加力超出基础承受范围将会造成管道变形、渗漏等质量问题的发生。
3市政给排水管道基础处理与施工分析
3.1做好前期的准备工作
做好前期准备工作将直接影响基础处理水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要有以下几点:
(1)收集完善的资料作为分析依据。包括该地区的有关规划、针对该工程的详细地质勘查报告、水文资料、周边已建工程的参考资料等。
(2)进行实地踏勘、调查。应对本地区管道分布情况进行详细的调查,并踏勘现场,实地了解周围环境和施工条件,排查与本工程密切关联的关键点。
(3)做好前期沟通。工程实施前应与当地的建设部门、水力部门、气象部门、交通部门做好沟通协调,咨询各部门专业意见,为基础施工做好准备。
(4)施工控制。制定科学的施工方案与进度计划,根据要求进行材料抽查和检验工作,并设置有通风好、干燥的存储间,避免环境因素、外力对材料造成腐蚀或损坏。
3.2软弱地基处理方法
常见的天然软弱基土质包括:软黏土、人工填土、部分粉砂土、湿陷性土、有机质土和泥炭土、膨胀土。
管道地基承载力较小或软土地基、淤泥地基等,都需要结合具体情况选择合适的地基处理技术。结合个人工程中常用的管道地基处理方法主要有以下几种:
(1)换土垫层法。计算上部荷载需校正的荷载值,将软弱层土开挖至一定深度,回填抗剪强度高,压缩性小的岩石材料,一般换填的为统砂、级配碎石、粒径小于40mm砾石、及石渣等材料,并分层夯实,形成双层地基。主要控制压实度,按照规范常规做法取值为0.93~0.95,且其承载力不小于原土基。此法是通过垫层扩散基底压力,从而达到提高承载力,减小沉降的目的,适用于各类软弱地基的处理。
(2)挤淤置换法。多用于处理淤泥及淤泥质土,南方沿海常见,通常采用300~500mm块石,抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的,也有的采用爆破挤淤置换。
(3)深层搅拌加固。利用深层搅拌机将水泥浆或水泥粉和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙水泥土增强体,形成复合地基以提高承载力,减小沉降。也常用它形成水泥土防渗帷幕。根据土体涵水情况,分喷浆搅拌和喷粉搅拌。工程中通常用来处理淤泥、淤泥质土、黏土及粉土等软土地基,如有机质含量高时,应预先试验。
(4)强夯法。采用重量10~40t的夯锤从高处自由落下,在强冲击力下实现内部土壤结构的重新排列,降低土壤相互之间的空隙,以达到加固效果。
(5)高压喷射注浆。利用高压喷射机械,在地基中通过高压喷射流冲切土体,用浆液置换部分土体,形成水泥土增强体。在实际地基处理中,通常采用旋喷形式。其适用范围广,一般处理淤泥,淤泥质土、黏土、粉土、黄土、砂土、人工填土及碎石。当地下水流速过快,则需要进行预试验。
(6)桩基法。在地基中打入成一定排布的桩,与桩间土形成复合地基。常用的有松木桩(梢径400-600mm)、微型钻孔灌注桩(70—250mm) 、混凝土桩,其适用于各类地基。
3.3开挖与回填施工
基槽开挖是基础施工的前提条件,开挖前需精准放线定位。沟槽开挖通常采用机械挖至离基底200~300mm保留原土,人工开挖至设计高程。沟槽深度小于3.5m可采用大开挖施工,放坡比应根据土质决定,且不小于规范规定值;深度大于3.5m建议支护开挖。深度过深,可采用先放坡开挖削减,后支护开挖的形式。沟槽基础降排水措施,一般为环基槽排水沟+集水坑泵抽形式,如地下水位过高,则应加强降水措施,目前使用较多的为井点降水,降水水位应低于基槽高程0.5m以上。回填要求及压实度则应严格按照规范规定要求进行,基底至管道腋角范围,其压实度不得小于0.95。回填土最佳含水率宜控制在±2%以内,且应剔除粒径大于50mm的砖、石块。
结语
综上所述,做好市政给排水管道基础处理,不论在前期工作还是设计阶段、施工过程中均要求综合考虑,面面俱到。需从安全、经济等多方面角度出发选择合理的施工处理方案,做好各环节的质量控制,加强全过程的监督与管理,从而保证给排水管道施工的顺利完成。希望通过本文的论述,为相关工作人员提供一些可参考的建议。
参考文献
[1] 秦哲宁.市政给排水管道的基础处理与施工探究[J].建筑工程技术与设计, 2015, 15 (12) :1408.
[2] 龚晓南.地基处理手册(第三版).北京,中国建筑工业出版社,2008 ISBN978-7-112-09101-0
论文作者:乐明明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/8
标签:管道论文; 地基论文; 基础论文; 给排水论文; 淤泥论文; 市政论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第17期论文;