陈央红
广州兴拓置业有限公司 广东广州 511458
摘要：从滨海地区软土地基下沉对给排水管道的损坏情况入手，结合工程案例提出了设计方案，总结了滨海地区软土地基给排水管道设计思路和应注意的问题。
关键词：软土地基；给排水管道设计方案；
引言：笔者长期在广州从事建筑和房地产设计与设计管理工作，主持过多个大型房地产楼盘的给排水设计及设计管理，对滨海地区淤泥或淤泥地质等软土地基给排水管道的设计进行过多种尝试。现将其中比较成功的做法做一个总结，供同行参考。
南沙区由冲击平原及少量丘陵台地、海岛组成。根据地质勘探报告显示，大部分地区的地下都是淤泥夹砂层，特别是浅地基是软塑至流塑状态的淤泥或淤泥质土壤。当土建装基础施工后，地面建筑物、地下构筑物及地下各种管网的施工，会使地下淤泥层受到扰动，软地基会变形和逐步下沉，由于地上建筑物和大型构筑物都设计有桩基础，故不会下沉，但当室外地基沉降和下陷时，给排水管道由于受到地基土壤的拉力会跟着土壤一起下沉，建筑物或构筑物伸出室外的管道在出墙处土壤的作用力所产生的弯矩直接施加于给排水管道；施加力随着室外地面沉降的夹具而加大，当给排水管道受到地面施加的作用力超过其极限时，便产生弯曲变形甚至断裂现象。
地基下沉对给排水管道造成的危害主要表现在以下几个方面：①给排水管道的断裂；②给排水管道接口松脱和损坏；③管道沉降不一，形成倒坡，造成沉积和堵塞；④地基下沉导致地下管道渗漏，造成整个地段地基的破坏。⑤地基沉陷导致地下排水管道堵塞，检查井涌水。出户管形成淹没出流，导致排水立管底部正压增大，底部污水支管水封易遭受破坏，造成室内倒灌及室内空气污染。
1 给排水管道处理方案
首先在室外给排水管道设计中尽量将给排水管道布置在地下室顶板范围内（地下室基础结构有处理，沉降较小），减少管线沉降或被拉断的情况发生，同时大大地缩小了软基处理的范围，使软基处理的成本费用降低；其次，根据地质的实际情况及地势走向，尽量减少管道的埋深，使管道处于软基硬壳层的上部，同时不允许管线多次跨地下室顶板与非地下室顶板界限，减少不均匀沉降对给排水管线造成影响，并且将跨地下室顶板的管线施工安排在施工收尾前，这样可使施工期间沉降对管道的影响大大减小。同时排水管线市政接驳点检查井管线标高要根据原设计标高考虑，切忌按现状实测标高（市政道路及管线下沉到一定高度，市政部门会重新翻修，考虑施工时市政管线已经下沉，所以不能按实测标高进行小区内给排水管网设计），并且小区室外排水管接入市政排水管前要预留沉降的余地；
入户给水管在给水管道入户前横管上增加不锈钢软管伸缩节，以防止室外地面下沉拉断管道。第一个排水检查井设在地下室顶板范围内，这样可避免随地下室顶板范围外一起沉降，出户管接入顶板范围外检查井的进入点时要预留沉降的余地，使出户管长期处于自由出流状态，这就要求室内到室外第一个检查井必须有跌落，以满足自由出流条件，一般情况，室外出户管比室内管线放大一级，室内管线套入室外管线内500mm（具体根据项目情况定，管道缝隙采用铝合金材质泡沫填充剂填充），使出户管永远处于自由出流状态，并且不会因为沉降被拉裂。
1.1给水管道的处理
室外给水管道设计时，在入户管给水管道横管上增加500mmU形不锈钢软管伸缩节（管径同原设计），以防止室外地面下沉拉断管道。
图1 给水埋地管进室内节点大样 图2 室内给水管出室外埋地节点大样
1.2污水管道的处理
1.2.1 污水出户支管做法如下：首先排水管采用柔性接头，单体首层排水出户管通过降板从板面排出，出户后将管径放大一级，采用大管套小管做法，其中小管套入大管内500mm（室内外管线高差一般考虑500mm以上），缝隙用泡沫填充剂填充，保证一定范围内沉降管线排水安全，并且可以防止管线被拉裂，避免户内管线维修，同时避免臭气窜出。
图3 商铺排水接穿室外大样 图4 室内排水接出室外节点大样
1.2.2 地下室顶板上室外排水管接入非地下室顶板检查井做法如下：首先尽可能将室外排水管汇合后集中跨地下室顶板与非地下室顶板，其次在管线跨越地下室顶板与非顶板时在交界处设检查井，检查井设置在地下室顶板范围外，避免检查井出水管因跨两种不同基础，沉降不一被拉断，导致排水管网瘫痪。
图5 地下室顶板上排水管接入非地下室顶板检查井示意图
1.2.3地下室顶板范围外的排水干管，当出现地质较差，需要在管道下方设置结构板时，做如下处理。
（1）采用单层结构板时，排水管道因为回填土不能夯实，当水流通过采用承插式接口的弯管、三通、缩管及管堵顶端等处时产生的外推力可能大于接口所能承受的力，为防止接口松动脱节（使管线漏水或产生纵向位移），需要增加管道支墩，管道接口位置一定要做支墩，除了接口位置从单层板面起计算300mm~1500mm范围内的排水管每2米一个，支墩厚度为400mm，支墩高度为管沟底板至管中心。
（2）当采用双层结构板时，排水管道支墩间距需要加密处理，由每3米一个改为每2米一个。
图6 排水管支墩间距示意图 图7 A-A剖面图（单层板结构） 图8 A-A剖面图（双层板结构）
2 管材的选用
为了增强管道自身的抗裂强度，尽量选用一些强度高级韧性、弹性较好的管材及连接方式。室外埋地市政生活给水管，管径≤DN250，选用PE塑料管，采用电热熔连接，管径>DN250，选用球墨铸铁管，采用橡胶圈柔性接口；室外消火栓给水管（埋地），选用球墨铸铁管，采用承插连接；室外排水管，管径≤DN2000，选用HDPE双壁波纹排水管，采用承插连接，该产品具有连接可靠、耐腐蚀、高韧性、耐老化等优点。
3 管基处理方案
软土地基具有孔隙比和含水率大、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低、灵敏度高且埋深厚等特点。
地基加固方案主要为真空预压联合水泥搅拌桩处理，该方案主要工艺分别为搅拌桩下桩和抽真空预压两大部分，真空预压是通过高真空结合适当的变能量击密来降低土层的含水量，从而提高密实度和承载力，该方法已经在国内外许多工程中得到了应用，取得了很好的工程和经济效果。但真空预压法存在施工工期较长，地基土固结速度慢等缺点。水泥搅拌桩到现在已经有2000多年的使用历史，以其施工方法简便、适应性强、投资少、工期短等一系列优点，从古代的都江堰、灵渠等世界闻名的工程到如今的各种工程软土地基中一直被人们所应用，但水泥搅拌桩仍存在很多问题，如单独使用时不能保证处理效果，加固深度偏浅等。
将真空预压和水泥搅拌桩两种方法结合使用，可以很好地弥补各自的不足。该地基处理方法可以加快地基沉降完成速度，减小施工后沉降。并且项目在规划阶段就将管道走向、埋深、室外排水处理构筑物大小，做法、埋深等提资给结构专业，以便在规划阶段就将道路基础做法一并考虑到位。
3.1 给水管道基础
考虑给水管道埋深较浅（给水管道覆土厚度：敷设行车道上为0.7m；敷设在非行车道上为0.5m），基础均采用石粉垫层，以提高承载力，减少沉降力，其厚度最少为200mm。沿管道全长设置条形基础，管道基础采用90度基础形式。
3.2 排水管道基础
排水管道基础在地基特殊处理基础上，管道基础采用石粉垫层基础的，其厚度最少300mm厚、颗粒尺寸为5-40mm的碎石或砾石铺筑，其上用100mm厚中粗垫层整平，基础宽度不小于两侧管道外壁宽度D+2x300mm。基础应夯实紧密，表面平整。管道基础的接口部位应预留凹槽以便接口操作。接口完成后，随即用相同材料填筑密实。管道基础要求的地基承载力R>=100KPa，化粪池、隔油池等构筑物地基承载力R>=120KPa。沿管道全长设置条形基础，管道基础采用90度基础形式。
综上所述，要防止和减少软土基础地区地基下沉对给排水管道造成的危害，保证管道的安全运行，必须从设计阶段开始对软土地基进行足够的处理以及对下世给排水管道采取必要的保护措施。在处理方法上既要考虑工程造价的紧急合理性又要考虑到建设周期长短的问题。
论文作者:陈央红
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第9期
论文发表时间:2018/11/15
标签：管道论文; 顶板论文; 管线论文; 室外论文; 给排水论文; 地下室论文; 地基论文; 《建筑细部》2018年第9期论文;