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摘要：本文通过对黑龙江省大庆市红岗区八百垧松林小区的楼体沉降现象的分析,总结了楼体沉降对燃气管线所造成的损害,在允许的沉降范围内,提出了相应的解决办法。
关键词：楼体沉降；燃气管线；变形
Abstract: This article analyzed the pine community building body sedimentation in the Heilongjiang province Daqing City Honggang district eight hundred areas, summarizes the damage of building settlement on gas pipeline, in the allowed range, puts forward the corresponding solutions.
Key words: building settlement; gas pipeline; deformation
中圖分类号：TK174 文献标识码：A文章编号：
1 前言
黑龙江省大庆市红岗区八百垧松林小区（包括八区、九区、十区）普遍存在楼体沉降现象，其中的八楼区楼体下沉的最为严重，一楼阳台与地面之间原本有四五十厘米距离，现在已经下沉了10-30厘米不等，一楼阳台与地面几乎挨上了。楼体沉降会对燃气管线造成损害,这种损害大部分都集中在管线与建筑物的连接处,造成燃气管线尤其是燃气引入管的弯曲变形，甚至管线破裂导致燃气泄漏。燃气管线及燃气引入管的损害不但会对燃气管线的运行维护造成困难，而且存在安全隐患，影响燃气管网的安全平稳运行。
目前，燃气引入管多采用从一楼阳台下部引入的方式，楼体沉降会压迫燃气引入管的上部空间，减少与建筑物垂直靠近的上升立管数量,采取利用建筑物外墙绕行的方式能够避免垂直方向空间的压迫，但绕行建筑物外墙的水平管线发生的上下位移不能得到很好的解决。不锈钢金属软管具有良好的柔软性、抗拉性，能够克服水平燃气管线因楼体沉降所造成的上下方向的位移变化，但是不锈钢金属软管的安装位置低，暴露在外界环境中，容易遭到外在因素的损坏。燃气管线的弯曲处以及接头部位多采用弯头、焊接的连接方式，楼体沉降使得这些部位变得十分脆弱。
2 沉降损害
对发生沉降的楼体和其散水坡结合部进行测量，最小沉降量是15cm，最大沉降量是40cm，测量散水坡与楼体水平位移，最小位移是2cm，最大位移是8cm，部分燃气引入管的出地面部分因这种垂直和水平方向的位移变化造成燃气管线的维修空间狭小甚至无维修空间，更造成了燃气管线的弯曲变形，如果变形程度十分严重的话会导致燃气泄露。
3 对策
3.1从楼体外墙绕行引入燃气管线
易发生楼体沉降的土质多伴随有冻胀现象，燃气管线应避免埋地铺设，减少燃气引入管从一楼阳台下方引入的方式，增加燃气管线绕行楼体基础及外墙的引入数量。燃气引入管从一楼阳台外面引入，见如图1所示，并相应的增加燃气管线水平段长度。地面明管的固定管架应拆除或采用套管式固定支架，可避免管道在此处应力集中,阻碍管线的下沉。
图1 燃气引入管阳台外面引入方式示意图
3.2立管从混凝土地面出地时设置套管
燃气管线的出地地面为混凝土地面时，为了防止混凝土与燃气管线发生固结，阻碍管线位移,出地套管应加设套管见图2所示，套管为普通钢管，套管的管径至少比立管管径大100mm以上，出地套管应高出混凝土地面50-100mm，密封套管的油麻用沥青浸泡之后能起到很好的密封作用。
图2出混凝土地面燃气立管示意图
3.3利用管线自身弯曲,增大弯曲半径,减少弯头和焊接点的数量
弯头和焊接点是承受的应力集中处，是易发生损坏的部位，采用适当的弯曲方式合理弯曲燃气管线，增大管线的弯曲半径，可以减少弯头和焊接点的数量，采用乙字弯的弯曲方式可以减少燃气管线垂直方向的变形，利用楼体的外形变化不但能够相应地增加燃气管线的弯曲程度，还可以减少燃气管线水平方向的变形。
3.4相应的增加燃气引入管出地面部分的管径
钢质管线随着其管径的增加，其屈服强度、抗拉强度和拉伸强度都有相应的提高，其抗综合变形的能力也会相应的加强。对于高寒地区，在满足用气负荷的前提下，适当地加大燃气引入管的管径对于避免发生冻堵也有一定的积极作用。
3.5柔性连接的可拉伸量应满足沉降的最大位移
采用塑性较好的材料。这是根据材料的屈服极限来考虑,对于钢管和PE管来说主要的破坏最集中在连接点和端部固定端,但是钢管和PE管其接头都有较好的延伸性和较好的接头偏转角,基本可以根据其材料的屈服极限来确定。
采用不锈钢金属软管连接可以解决两端管线上下方向上的位移变化,但是由于不锈钢金属软管的安装位置低，容易遭到外在因素的损坏，因此不锈钢金属软管的质量一定要有可靠保证，不锈钢金属软管的选型要素见表1。
5 状态 按照软管的运动工况，参照软管的安装使用方法，选择合适的软管参数
3.6对埋地管线进行抗沉降和抗震设计
楼体沉降与地震对燃气管线的影响效果是比较相似的，楼体沉降是地基长期固结压密过程,地震引起的沉降则是地基瞬间固结压密过程,两者的作用结果都会造成地基塌陷,从而损坏地下及地面管线及设施。腐蚀、地基沉降和地震是埋地管线的三大破坏因素,其中地震的破坏力惊人,造成的损失最为巨大。根据GB50011—2001《建筑抗震设计规范》相应条款的要求：对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度考虑,7-9度时,乙类建筑(国家重点抗震城市的生命线工程)可按原来裂度考虑。大庆（含五个市辖区）抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g， SY/T 0450-2004 《输油(气)埋地钢质管道抗震设计规范》对管线的抗震设计有明确的规定。
3.7 加强楼体沉降对燃气管线损害的观测
对建筑物沉降的观测方法，个别省市的行业部门出台了相关标准，例如江苏省出台的DGJ32/J18—2006《建筑物沉降观测方法》，但是安装了燃气管线及燃气设施的建筑物已经变成了燃气一体化建筑工程，在进行沉降观测时一定要综合考虑。对于使用过程中的建筑物的观测次数应视地基土类型和沉降速度大小而定，一般在建筑物投入使用的第一年观测3-4次，第二年2-3次，第三年后每年一次，直至稳定为止。不同地基土类型的观测期限见表2。
若沉降速度小于0.01 mm/d ，则认为已经稳定，可以停止观测。对于荷载突然增加，基础四周大量积水，长时间连续降水等情况，应及时增加观测次数，当建筑物楼体突然发生大量沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或2-3天一次的连续观测。
一般来说，楼体沉降的观测指标有：沉降量、沉降差、沉降速度、整体倾斜、局部倾斜等指标。当建筑物的这些观测指标超出规定范围时，燃气管线及燃气设施一定会受到不同程度的损害，当建筑物本体出现严重裂缝，建筑物及道路突然发生大量沉降或上浮，燃气管线及燃气设施可能已经遭到了损害。大量事实说明，仔细周密、定时定期地对建筑物、道路、燃气管线及燃气设施进行安全巡检是十分重要的。
4结论
楼体沉降是指楼体相对于室外地坪的垂直及水平位移，建筑物竣工时都已经进行了地基处理,一般认为楼体沉降在其施工过程中已基本完成,但是竣工后楼体沉降是存在的，也是不可避免的。黑龙江省大庆市红岗区八百垧松林小区楼体沉降非常具有代表性，通过分析楼体沉降对燃气管线所造成的损害,并采取从楼体外墙绕行引入燃气管线；立管从混凝土地面出地时设置套管；利用管线自身弯曲,增大弯曲半径,减少弯头和焊接点的数量；相应的增加燃气引入管出地面部分的管径；柔性连接的可拉伸量应满足沉降的最大位移；对埋地管线进行抗沉降和抗震设计；加强楼体沉降对燃气管线损害的观测等措施预防或减少楼体沉降对燃气管线的损害,避免燃气管线发生泄漏，保证燃气管网安全平稳运行，并且为研究回填土对于埋地管线的影响方面提供了一定的参考价值。
参考文献：
[1]夏志皋.《塑性力学》.同济大学出版社,上海,1991.
[2]建筑抗震设计规范．GB50011—2001．
[3]建(构)筑物沉降观测点的设置与观测要点.昆山经济技术开发区建设工程质量安全监督站，2008-6-30.
【作者简介】李振国：助理工程师，2007年毕业于大庆石油学院建筑环境与设备工程专业，现就职于大庆中石油昆仑燃气有限公司红岗分公司。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：楼体沉降；燃气管线；变形
Abstract: This article analyzed the pine community building body sedimentation in the Heilongjiang province Daqing City Honggang district eight hundred areas, summarizes the damage of building settlement on gas pipeline, in the allowed range, puts forward the corresponding solutions.
Key words: building settlement; gas pipeline; deformation
中圖分类号：TK174 文献标识码：A文章编号：
1 前言
黑龙江省大庆市红岗区八百垧松林小区（包括八区、九区、十区）普遍存在楼体沉降现象，其中的八楼区楼体下沉的最为严重，一楼阳台与地面之间原本有四五十厘米距离，现在已经下沉了10-30厘米不等，一楼阳台与地面几乎挨上了。楼体沉降会对燃气管线造成损害,这种损害大部分都集中在管线与建筑物的连接处,造成燃气管线尤其是燃气引入管的弯曲变形，甚至管线破裂导致燃气泄漏。燃气管线及燃气引入管的损害不但会对燃气管线的运行维护造成困难，而且存在安全隐患，影响燃气管网的安全平稳运行。
目前，燃气引入管多采用从一楼阳台下部引入的方式，楼体沉降会压迫燃气引入管的上部空间，减少与建筑物垂直靠近的上升立管数量,采取利用建筑物外墙绕行的方式能够避免垂直方向空间的压迫，但绕行建筑物外墙的水平管线发生的上下位移不能得到很好的解决。不锈钢金属软管具有良好的柔软性、抗拉性，能够克服水平燃气管线因楼体沉降所造成的上下方向的位移变化，但是不锈钢金属软管的安装位置低，暴露在外界环境中，容易遭到外在因素的损坏。燃气管线的弯曲处以及接头部位多采用弯头、焊接的连接方式，楼体沉降使得这些部位变得十分脆弱。
2 沉降损害
对发生沉降的楼体和其散水坡结合部进行测量，最小沉降量是15cm，最大沉降量是40cm，测量散水坡与楼体水平位移，最小位移是2cm，最大位移是8cm，部分燃气引入管的出地面部分因这种垂直和水平方向的位移变化造成燃气管线的维修空间狭小甚至无维修空间，更造成了燃气管线的弯曲变形，如果变形程度十分严重的话会导致燃气泄露。
3 对策
3.1从楼体外墙绕行引入燃气管线
易发生楼体沉降的土质多伴随有冻胀现象，燃气管线应避免埋地铺设，减少燃气引入管从一楼阳台下方引入的方式，增加燃气管线绕行楼体基础及外墙的引入数量。燃气引入管从一楼阳台外面引入，见如图1所示，并相应的增加燃气管线水平段长度。地面明管的固定管架应拆除或采用套管式固定支架，可避免管道在此处应力集中,阻碍管线的下沉。
图1 燃气引入管阳台外面引入方式示意图
3.2立管从混凝土地面出地时设置套管
燃气管线的出地地面为混凝土地面时，为了防止混凝土与燃气管线发生固结，阻碍管线位移,出地套管应加设套管见图2所示，套管为普通钢管，套管的管径至少比立管管径大100mm以上，出地套管应高出混凝土地面50-100mm，密封套管的油麻用沥青浸泡之后能起到很好的密封作用。
图2出混凝土地面燃气立管示意图
3.3利用管线自身弯曲,增大弯曲半径,减少弯头和焊接点的数量
弯头和焊接点是承受的应力集中处，是易发生损坏的部位，采用适当的弯曲方式合理弯曲燃气管线，增大管线的弯曲半径，可以减少弯头和焊接点的数量，采用乙字弯的弯曲方式可以减少燃气管线垂直方向的变形，利用楼体的外形变化不但能够相应地增加燃气管线的弯曲程度，还可以减少燃气管线水平方向的变形。
3.4相应的增加燃气引入管出地面部分的管径
钢质管线随着其管径的增加，其屈服强度、抗拉强度和拉伸强度都有相应的提高，其抗综合变形的能力也会相应的加强。对于高寒地区，在满足用气负荷的前提下，适当地加大燃气引入管的管径对于避免发生冻堵也有一定的积极作用。
3.5柔性连接的可拉伸量应满足沉降的最大位移
采用塑性较好的材料。这是根据材料的屈服极限来考虑,对于钢管和PE管来说主要的破坏最集中在连接点和端部固定端,但是钢管和PE管其接头都有较好的延伸性和较好的接头偏转角,基本可以根据其材料的屈服极限来确定。
采用不锈钢金属软管连接可以解决两端管线上下方向上的位移变化,但是由于不锈钢金属软管的安装位置低，容易遭到外在因素的损坏，因此不锈钢金属软管的质量一定要有可靠保证，不锈钢金属软管的选型要素见表1。
5 状态 按照软管的运动工况，参照软管的安装使用方法，选择合适的软管参数
3.6对埋地管线进行抗沉降和抗震设计
楼体沉降与地震对燃气管线的影响效果是比较相似的，楼体沉降是地基长期固结压密过程,地震引起的沉降则是地基瞬间固结压密过程,两者的作用结果都会造成地基塌陷,从而损坏地下及地面管线及设施。腐蚀、地基沉降和地震是埋地管线的三大破坏因素,其中地震的破坏力惊人,造成的损失最为巨大。根据GB50011—2001《建筑抗震设计规范》相应条款的要求：对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度考虑,7-9度时,乙类建筑(国家重点抗震城市的生命线工程)可按原来裂度考虑。大庆（含五个市辖区）抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g， SY/T 0450-2004 《输油(气)埋地钢质管道抗震设计规范》对管线的抗震设计有明确的规定。
3.7 加强楼体沉降对燃气管线损害的观测
对建筑物沉降的观测方法，个别省市的行业部门出台了相关标准，例如江苏省出台的DGJ32/J18—2006《建筑物沉降观测方法》，但是安装了燃气管线及燃气设施的建筑物已经变成了燃气一体化建筑工程，在进行沉降观测时一定要综合考虑。对于使用过程中的建筑物的观测次数应视地基土类型和沉降速度大小而定，一般在建筑物投入使用的第一年观测3-4次，第二年2-3次，第三年后每年一次，直至稳定为止。不同地基土类型的观测期限见表2。
若沉降速度小于0.01 mm/d ，则认为已经稳定，可以停止观测。对于荷载突然增加，基础四周大量积水，长时间连续降水等情况，应及时增加观测次数，当建筑物楼体突然发生大量沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或2-3天一次的连续观测。
一般来说，楼体沉降的观测指标有：沉降量、沉降差、沉降速度、整体倾斜、局部倾斜等指标。当建筑物的这些观测指标超出规定范围时，燃气管线及燃气设施一定会受到不同程度的损害，当建筑物本体出现严重裂缝，建筑物及道路突然发生大量沉降或上浮，燃气管线及燃气设施可能已经遭到了损害。大量事实说明，仔细周密、定时定期地对建筑物、道路、燃气管线及燃气设施进行安全巡检是十分重要的。
4结论
楼体沉降是指楼体相对于室外地坪的垂直及水平位移，建筑物竣工时都已经进行了地基处理,一般认为楼体沉降在其施工过程中已基本完成,但是竣工后楼体沉降是存在的，也是不可避免的。黑龙江省大庆市红岗区八百垧松林小区楼体沉降非常具有代表性，通过分析楼体沉降对燃气管线所造成的损害,并采取从楼体外墙绕行引入燃气管线；立管从混凝土地面出地时设置套管；利用管线自身弯曲,增大弯曲半径,减少弯头和焊接点的数量；相应的增加燃气引入管出地面部分的管径；柔性连接的可拉伸量应满足沉降的最大位移；对埋地管线进行抗沉降和抗震设计；加强楼体沉降对燃气管线损害的观测等措施预防或减少楼体沉降对燃气管线的损害,避免燃气管线发生泄漏，保证燃气管网安全平稳运行，并且为研究回填土对于埋地管线的影响方面提供了一定的参考价值。
参考文献：
[1]夏志皋.《塑性力学》.同济大学出版社,上海,1991.
[2]建筑抗震设计规范．GB50011—2001．
[3]建(构)筑物沉降观测点的设置与观测要点.昆山经济技术开发区建设工程质量安全监督站，2008-6-30.
【作者简介】李振国：助理工程师，2007年毕业于大庆石油学院建筑环境与设备工程专业，现就职于大庆中石油昆仑燃气有限公司红岗分公司。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。