由錦州世園會淺談軟土地基中埋地排水管道的處理方法

摘 要：通過錦州世界園林博覽會的建設，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，總結(jié)軟土地基的特點，討論埋地管道軟土地基的地基處理方法，并綜合考慮安全因素、施工因素和經(jīng)濟因素探討管材的合理選用，供大家參考借鑒。 [關(guān)鍵詞】錦州世界園林博覽會軟土地基；埋地管道；地基處理；管材選擇

隨著城市建設的發(fā)展，科學技術(shù)的進步，城市排洪越來越受關(guān)注，排水管道的設計、施工、維護更顯重要。在管道安裝中，采用直埋的方法最為普遍，而直埋管道的基礎對不同地基、土質(zhì)也有著不同的要求。

1、錦州世園埋地管道基礎的特點

錦州市位于遼寧省西南部，錦州世界園林博覽會位于錦州渤海灣北部，附近海域為敞開淺水海灣，2012年以前為廢棄的養(yǎng)蝦池，閑置海灘，作為世界上第一個海上園林博覽會，錦州世博園由“滄?！钡健吧Ｌ铩敝挥昧?20天，對閑置的鹽堿灘地進行了再利用、再開發(fā)。園區(qū)對管道地基全部進行了處理。此地區(qū)土質(zhì)多為潮黃土、山沙土、黑地和淤土。

2、埋地管道軟基處理的方法

2.1產(chǎn)生原因

本地區(qū)軟土天然含水量大、可壓縮性高、承載力低，這種軟土廣泛分布于我市沿海開發(fā)區(qū)。由于軟土層的以上特性，在軟土地基上敷設管道時，必須重視地基的變形和穩(wěn)定性問題。一般情況下，埋地管道安裝在道路的一側(cè)，當管線軟基壓縮沉降時，管體上部受覆土車輛荷載或土體側(cè)向位移的作用而產(chǎn)生縱向彎曲，致使管道失穩(wěn)，在最薄弱處產(chǎn)生破裂而漏水。另外，此園區(qū)為回填土，在局部有大石塊的管基或管渠交叉處，普通鑄鐵管或UPVC管易斷裂。因此需要視情況對地基進行處理 。

2.2. 預防措施

①、素土基礎：是先挖除基坑下的部分或全部軟弱土，然后回填素土并分層夯實，對管徑不大的管道基礎常采用素土基礎。

②、 混凝土基礎：適用于處理l～4米厚的軟弱土層。管道基礎是條形基礎，作用于地基上的力也比其他建筑物小，表面的軟弱土一部分已被去掉，所以常用混凝土基礎來處理軟土地區(qū)管道地基，以提高承載能力，減少沉降。缺點是屬于硬性基礎，伸縮性差，污水及環(huán)境溫度變化大管道基礎易裂縫。

③、砂或砂石基礎。砂或砂石基礎材料透水性大，軟弱土層受壓后墊層可作為良好的排水面，可以使基礎下面的孔隙水壓力迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結(jié)和提高其強度 ，避免地基塑性破壞。因此軟土地基處理常采用砂或砂石基礎。

④、深層攪拌樁：深層攪拌樁是利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機，在地基深部就地將軟土和水泥漿充分拌合后凝結(jié)成樁體，使土壤固結(jié)，以達到提高地基強度、改善其物理性質(zhì)的一種加固方法。設備簡單、操作方便，加固過程中無振動、無噪音、無環(huán)境污染，加固費用低，對土體無側(cè)向擠壓，對鄰近建筑物影響小，最大限度地利用了原土，與鋼筋混凝土樁基相比，具有節(jié)省大量鋼材、降低造價以及提高地基強度等優(yōu)點.在沿海城市的濱海地帶和現(xiàn)代沉積潮灘中都有飽和軟土分布。

⑤用換填法做管基：當槽底為淤泥時，用塊石壓淤，上用粗砂或石屑找平，分層夯實，處理厚度根據(jù)計算設計。

換填計算方法：根據(jù)規(guī)范GB50007-2011對條形基礎計算

（5.2.7-2）

根據(jù)錦州世界園林博覽會地基的特點，排水管道基礎處理設計換填與砂石基礎結(jié)合的方法：采用了機動車道部分保證拋石深度1米的方法，拋石粒徑不大于500mm，最小不小于20 mm，大于300 mm的粒徑含量不得超過15%。拋石寬度按實際溝槽寬度，拋石上鋪200 mm厚規(guī)格為10～15 mm天然級配砂石料或5～40 mm的碎石，其密實度應達到85～90%。拋石施工時分兩層夯實，拋石后無汽車荷載部分120KPa，有汽車荷載部分150Kpa。機動車道下采用管線溝槽水撼砂回填，回填撼砂標高至道路路床上100mm；步道下管線溝槽采用開挖后的良質(zhì)土回填，回填高度為步道結(jié)構(gòu)層下.良質(zhì)土是指粒徑小于0.075mm粗顆粒土、中砂、粗砂、砂夾土、土夾石。采用這種設計之后，世園會建設及使用期間，反應效果良好。

3、軟土地基中管道管材的選擇

軟土地基中較常用的幾種管材為鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼管和塑料管。在軟基上安裝管道，須慎用管材，因其關(guān)系到投資和工程質(zhì)量，影響今后的安全運行和維修工作。 3.1、管材的強度

主要是抗壓、抗拉強度和屈服強度（塑料管的環(huán)剛度），標志著管道抵抗外加荷載的能力的大小。管材的斷裂伸長率、回縮率、沖擊韌性表示管材抵抗變形能力和動力荷載能力的大小。它們都是管材安全性能的重要指標。

管材性能比較：

抗拉強度：HDPE塑料管>球墨鑄鐵管>鋼管>混凝土管

抗壓強度：鋼管>球墨鑄鐵管>混凝土管>塑料管

沖擊強度：塑料管>鋼管>球墨鑄鐵管>混凝土管

3.2、管材的接口形式

鋼筋混凝土管采用承插式橡膠圈柔性接口，密封性、抗?jié)B抗漏性較好，保證了管道必要的縱向收縮和接頭的轉(zhuǎn)動。

鋼管多為焊接連接，大直徑鋼管現(xiàn)場焊接質(zhì)量難以得到有效保證，且要對焊縫處作防腐處理，為管道腐蝕最嚴重的部位。玻璃鋼管采用密封圈承插連接、承插粘結(jié)、法蘭連接。HDPE管有熱熔焊接、電熔接 、法蘭連接。接口密封性能好，不滲漏，施工方便。

3.3管材的抗震性能

預應力管和鋼管的抗震性能較好，離心球墨鑄鐵管其延伸性和抗震性能突出；關(guān)于pe管材的抗震性能，業(yè)內(nèi)人士的認識比較統(tǒng)一，具備一定的柔韌性和優(yōu)質(zhì)的耐刮傷能力，大多PE管材容易移動、彎曲和穿插，鋪設路面沉降也不容易造成斷裂且抗震能能較好。在歐洲管道市場上占有重要的位置，并成為美國十幾年來各種塑料管道產(chǎn)品中應用范圍最廣的管道產(chǎn)品。

3.4耐腐蝕性能

鋼筋混凝土管和塑料管的使用年限一般在50年以上，鑄鐵管有著良好的耐腐蝕性能，遼寧省內(nèi)多項給水工程都超過了50年，管道狀況仍然良好。鋼管耐腐蝕性能較差，一般只用 20年左右。

3.5管道施工因素

施工方面的難易很大程度上受到管材自身重量的影響，影響施工速度；從重到輕順序為：鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、鋼管、塑料管。

接口技術(shù)：鋼筋混凝土管采用橡膠圈柔性接口形式，施工方便，連接只需要使用簡單的工具，不受氣候和溫度等的影響，另外由于接口具有柔性，在遇到地形發(fā)生變化時，埋在地下的管道沿軸線允許偏轉(zhuǎn)一定角度，故管線遇到小的彎度時，可以不使用管件的情況下，非常容易地調(diào)整?？梢员ＷC施工進度。而鑄鐵管質(zhì)量重，運輸和施工都不便；管材屬于剛性接口，需要石棉水泥填打，工期長且受氣候的干擾。鋼管一般采用焊接連接 ，大直徑鋼管現(xiàn)場焊接質(zhì)量難以保證，底部較難焊接。

3.6經(jīng)濟比較

管道建設費用包括管道建設的一次性投入 （如管材費用、施工費用、運雜費和防腐費）和 日常運行維護費用。而一般工程中管道占總投資的60%以上。鋼筋混凝土管價格較低，鋼管較高，玻璃鋼管和塑料管價格偏高，UPVC管用在大口徑管材 （500mm～800mm）時并不經(jīng)濟，而HDPE管越大管徑的價格與鋼筋混凝土管差距越小，故大管徑塑料管采用HDPE管性價比高。

結(jié)合以上多種因素，世博園地下排水管線主要采用HDPE管和鋼筋混凝土管。污水普遍采用HDPE管，水力條件好，其使用壽命大于鋼管，適于在腐蝕性土壤中應用，是一種很有競爭力的管材。鋼筋混凝土管抗壓性能好，故機動車道下多采用鋼筋混凝土管。

參考文獻

【1】孫慧修《排水工程》第四版 中國建筑工業(yè)出版社

【2】陳禮明，吳淘等.不良地質(zhì)條件下管道地基的處理 J【】.中國給水排水，2004，20（4）：87