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摘要:在市政给排水工程中,软土地区的施工一直是困扰业内外的重要问题,本文针对软土地区市政给排水管道工程设计难点,根据多个软土地区市政给排水管线工程设计的实际经验,从软土地基处理、管道施工方法选择、管材选用和不均匀沉降细节处理等几个方面进行了全面的分析总结。
关键词:软土地区;给排水管道;设计
前言
随着经济的飞速发展,市区面积不断扩大,因此市政工程逐步在周边扩散,但是在沿海地区,设计给排水工程时,经常遇到淤泥或淤泥质土等软土地基问题。软土是一种软塑到流塑状态的饱和粘性土,这类土质天然含水量大,压缩性高,承载力低,很容易造成地基的变形和不均匀沉降。建筑物及地基的不均匀沉降,直接影响到地下给排水管道的结构安全,进而影响水质。
1、概述
软土是淤泥和淤泥质土的总称,它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大,不均匀变形也大,且变形稳定历时较长,在比较深厚的软土层上。设计时宜利用其上覆较好的土层作为持力层;应考虑上部结构和地基的共同作用;对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析,再确定建筑和结构措施及地基处理方法。
在软土地区进行给排水工程时,难度非常大,在设计阶段施工方法的选择,在施工阶段的管沟开挖、回填,管基、地基处理,防止管道不均匀沉降,乃至选材以及管道接口处理等问题上都需要重点予以考虑,并明显有别于常见土质。工程设计部分必须提出针对性的处理方案,如此才能保证工程的质量,以下结合笔者自己的经验,进行几点重要论述。
2、软土地基威胁
在实际施工中,市政工程上一般将给排水管道通与道路工程同步建设,便于节约资源。在软土地区施工时,道路的路基必须满足稳定要求,所以一般先进行路基的处理,否则将存在以下危害:
1)、实地测量不全面系统,容易出现未对应处理路段处理的问题。
2)、虽然知晓这处为软土地基,然而软土地基的建造未达到标准,导致路基坍塌,威胁到工程之外的建筑。
3)、尽管做了一系列相关软土地基防护,然而控制管理力度不够,偷工减料造成路基坍塌问题。
3、软土地区管道施工方法选择
市政给排水管道施工方法主要分为两种:开挖施工和非开挖施工。开挖施工即为常规的开槽埋管;非开挖施工包括牵引法(拖拉法)施工和顶管施工。牵引法通常适用于小管径(<DNl000)的管道,顶管施工则要求管径不宜小于DN600。非开挖施工一般由专业的施工单位施工。软土地区给排水管道工程应合理选择施工方法,一般对于埋深小于3in的管道基坑,可采用放坡开挖;对于深度大于3m的管道基坑,可采用钢板桩支护,必要时可增加横撑。采用开挖施工时,基坑开挖过程中,还应根据地下水位情况,采取相应的降水排水措施,同时还应做好变形监测工作,确保基坑安全。对于埋深大于6m的管道(部分地区埋深大于4m),适合的土层条件下建议采用非开挖施工。
4、给水管道的敷设
1)、对于地管的安装规定。第一,要认真的分析站场的场地,对于地管的管沟,要使用人工模式来处理,在挖掘之前的时候要切实的结合图纸来做好放线工作,挖掘出的土要放到一侧,当做好沟槽的挖掘工作之后,要检测管底的高度等,要对管底进行细致的夯实处理。第二,对于地管来讲,在其下沟之前的时候,要严禁影响到防腐层,要将管子的两头闭合,避免杂物落到其中。
2)、在开展安装工作的时候,要做好清理活动。
3)、关于阀门。第一,阀门在安装之前的时候,必须要和图纸比对然后安装,而且要分析物质流通的趋势,将其当成是参考信息。综合的分析它的密闭性,认真的调节活动装置。而且,在焊接的时候要确保其一直是开启的。第二,对于其调试时期要做好仪器的保护工作,以此来避免调节时期干扰到设备。
5、不均匀沉降关键节点处理
实践表明,给排水管道与检查井、闸门井等构筑物连接处是管道发生变形、断裂等破损的多发地,这主要是由于管道和构筑物之间不均匀沉降导致的,而在软土地区这种破坏更加容易发生。为了避免这种情况发生,首先一定要先做好软土地基处理,尽量减少两者的沉降差,除此之外,对这些关键节点还应进行針对性设计,避免管道破损。以下常见的几种情况分别简述。
(1)、排水管道与检查井连接管道连接方向,检查井底板适当加长;管道与检查井的连接采用短管过渡,过渡段由不少于两节短管柔性连接而成,每节短管长60。80cm,管道承口应排在检查井的进水方向,管道插口应排在检查井的出水方向;检查井基础与管道基础之间的渐变过渡区段长度大于等于一倍管径,压实系数不应小于95%。
(2)、给水管穿越管道构筑物构筑物内阀门(或其他设备)一端或两端加装伸缩节(可曲挠橡胶接头);给水管穿越井壁处,管道与井壁孔洞之间空隙采用柔性材料如油麻、石棉水泥充填;管道伸出构筑物300~500mm后采用2m长的短管作为柔性连接的过渡段;短管基础适当加大砂垫层厚度,使基础变形趋于连续。
(3)、给水管管桥段给水管过河一般采用管桥(随桥架设或者单独管桥)的形式,管桥段给水管采用整体性较好的钢管。软土地区,桥台两侧是最容易发生不均匀沉降的区域。这主要因为引桥高填方路基沉降大,而桥梁(管桥)桩基础沉降很小所致。因此,敷设于桥台处的与管桥钢管连接给水管很容易受到破坏。
6、应注意的问题
(1)、进出建筑物管道的安装,应在建筑物及室外地基基本沉降稳定后进行,这有利于减少管道因沉降带来的影响。
(2)、由于地下管线、构筑物布置密集,存在相互影响的问题,施工时应按照先深后浅的原则来进行,而且应尽快做好回填保护。
7、结语
管桥段给水管设计图以上是笔者总结从事多个软土地区市政给排水管线工程设计的实际经验,从软土地基处理、管道施工方法选择、管材选用、不均匀沉降细节处理4个方面进行粗浅的分析总结。笔者认为,软土地区市政给排水管道工程设计难度较大,其最主要的原因在于软土的复杂性,因此,结合每个工程的实际情况,因地制宜地选用设计方案才是最为重要的。笔者希望,本文能为软土地区给排水管道设计人员提供些许启示。
参考文献:
[1] 王峰.软土地基排水管道设计探讨[J].中国科技信息,2009(23):66-67.
[2] 上海市市政工程研究院,上海科达市政交通设计院.埋地塑料排水管道施I(04S520)[Z].上海:中国建筑标准设计研究院,2004.
(作者单位:东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司
黑龙江省哈尔滨市 150080)
关键词:软土地区;给排水管道;设计
前言
随着经济的飞速发展,市区面积不断扩大,因此市政工程逐步在周边扩散,但是在沿海地区,设计给排水工程时,经常遇到淤泥或淤泥质土等软土地基问题。软土是一种软塑到流塑状态的饱和粘性土,这类土质天然含水量大,压缩性高,承载力低,很容易造成地基的变形和不均匀沉降。建筑物及地基的不均匀沉降,直接影响到地下给排水管道的结构安全,进而影响水质。
1、概述
软土是淤泥和淤泥质土的总称,它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大,不均匀变形也大,且变形稳定历时较长,在比较深厚的软土层上。设计时宜利用其上覆较好的土层作为持力层;应考虑上部结构和地基的共同作用;对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析,再确定建筑和结构措施及地基处理方法。
在软土地区进行给排水工程时,难度非常大,在设计阶段施工方法的选择,在施工阶段的管沟开挖、回填,管基、地基处理,防止管道不均匀沉降,乃至选材以及管道接口处理等问题上都需要重点予以考虑,并明显有别于常见土质。工程设计部分必须提出针对性的处理方案,如此才能保证工程的质量,以下结合笔者自己的经验,进行几点重要论述。
2、软土地基威胁
在实际施工中,市政工程上一般将给排水管道通与道路工程同步建设,便于节约资源。在软土地区施工时,道路的路基必须满足稳定要求,所以一般先进行路基的处理,否则将存在以下危害:
1)、实地测量不全面系统,容易出现未对应处理路段处理的问题。
2)、虽然知晓这处为软土地基,然而软土地基的建造未达到标准,导致路基坍塌,威胁到工程之外的建筑。
3)、尽管做了一系列相关软土地基防护,然而控制管理力度不够,偷工减料造成路基坍塌问题。
3、软土地区管道施工方法选择
市政给排水管道施工方法主要分为两种:开挖施工和非开挖施工。开挖施工即为常规的开槽埋管;非开挖施工包括牵引法(拖拉法)施工和顶管施工。牵引法通常适用于小管径(<DNl000)的管道,顶管施工则要求管径不宜小于DN600。非开挖施工一般由专业的施工单位施工。软土地区给排水管道工程应合理选择施工方法,一般对于埋深小于3in的管道基坑,可采用放坡开挖;对于深度大于3m的管道基坑,可采用钢板桩支护,必要时可增加横撑。采用开挖施工时,基坑开挖过程中,还应根据地下水位情况,采取相应的降水排水措施,同时还应做好变形监测工作,确保基坑安全。对于埋深大于6m的管道(部分地区埋深大于4m),适合的土层条件下建议采用非开挖施工。
4、给水管道的敷设
1)、对于地管的安装规定。第一,要认真的分析站场的场地,对于地管的管沟,要使用人工模式来处理,在挖掘之前的时候要切实的结合图纸来做好放线工作,挖掘出的土要放到一侧,当做好沟槽的挖掘工作之后,要检测管底的高度等,要对管底进行细致的夯实处理。第二,对于地管来讲,在其下沟之前的时候,要严禁影响到防腐层,要将管子的两头闭合,避免杂物落到其中。
2)、在开展安装工作的时候,要做好清理活动。
3)、关于阀门。第一,阀门在安装之前的时候,必须要和图纸比对然后安装,而且要分析物质流通的趋势,将其当成是参考信息。综合的分析它的密闭性,认真的调节活动装置。而且,在焊接的时候要确保其一直是开启的。第二,对于其调试时期要做好仪器的保护工作,以此来避免调节时期干扰到设备。
5、不均匀沉降关键节点处理
实践表明,给排水管道与检查井、闸门井等构筑物连接处是管道发生变形、断裂等破损的多发地,这主要是由于管道和构筑物之间不均匀沉降导致的,而在软土地区这种破坏更加容易发生。为了避免这种情况发生,首先一定要先做好软土地基处理,尽量减少两者的沉降差,除此之外,对这些关键节点还应进行針对性设计,避免管道破损。以下常见的几种情况分别简述。
(1)、排水管道与检查井连接管道连接方向,检查井底板适当加长;管道与检查井的连接采用短管过渡,过渡段由不少于两节短管柔性连接而成,每节短管长60。80cm,管道承口应排在检查井的进水方向,管道插口应排在检查井的出水方向;检查井基础与管道基础之间的渐变过渡区段长度大于等于一倍管径,压实系数不应小于95%。
(2)、给水管穿越管道构筑物构筑物内阀门(或其他设备)一端或两端加装伸缩节(可曲挠橡胶接头);给水管穿越井壁处,管道与井壁孔洞之间空隙采用柔性材料如油麻、石棉水泥充填;管道伸出构筑物300~500mm后采用2m长的短管作为柔性连接的过渡段;短管基础适当加大砂垫层厚度,使基础变形趋于连续。
(3)、给水管管桥段给水管过河一般采用管桥(随桥架设或者单独管桥)的形式,管桥段给水管采用整体性较好的钢管。软土地区,桥台两侧是最容易发生不均匀沉降的区域。这主要因为引桥高填方路基沉降大,而桥梁(管桥)桩基础沉降很小所致。因此,敷设于桥台处的与管桥钢管连接给水管很容易受到破坏。
6、应注意的问题
(1)、进出建筑物管道的安装,应在建筑物及室外地基基本沉降稳定后进行,这有利于减少管道因沉降带来的影响。
(2)、由于地下管线、构筑物布置密集,存在相互影响的问题,施工时应按照先深后浅的原则来进行,而且应尽快做好回填保护。
7、结语
管桥段给水管设计图以上是笔者总结从事多个软土地区市政给排水管线工程设计的实际经验,从软土地基处理、管道施工方法选择、管材选用、不均匀沉降细节处理4个方面进行粗浅的分析总结。笔者认为,软土地区市政给排水管道工程设计难度较大,其最主要的原因在于软土的复杂性,因此,结合每个工程的实际情况,因地制宜地选用设计方案才是最为重要的。笔者希望,本文能为软土地区给排水管道设计人员提供些许启示。
参考文献:
[1] 王峰.软土地基排水管道设计探讨[J].中国科技信息,2009(23):66-67.
[2] 上海市市政工程研究院,上海科达市政交通设计院.埋地塑料排水管道施I(04S520)[Z].上海:中国建筑标准设计研究院,2004.
(作者单位:东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司
黑龙江省哈尔滨市 150080)