排水管道基础、接口那点事儿

1．什么是管道基础

排水管道的基础一般由地基、基础和管座三部分组成。地基是指沟槽底的土壤部分，它承受管道和基础的重量、管内水重、管上土压力和地面上的荷载。基础是指管道与地基间经人工处理或专门建造的设施，其作用是使管道较为集中的荷载均匀分布，以减少对地基单位面积的压力，如原土夯实、混凝土基础等。管座是管子下侧与基础之间的部分，设置管座的目的在于使管子与基础连成一个整体，以减少对地基的压力和对管道的反力。管座包角的中心角(φ) 愈大，基础所受的单位面积的压力和地基对管子作用的单位面积的反力愈小。

以某管径钢筋混凝土管为例，不同中心角φ下的管座C2尺寸见上表，随着角度的增大，基础C1上方的管座厚度不断增大，对应的管子与管座的接触面积不断增大，相应的基础所受到的管子压力越分散，反作用力越小。换个角度思考，管径越小，如果选择的中心角小的话，那么压力越集中，极限想象一下，集中到一个点上，这也说明了为何200的钢筋混凝土管只采用180°砂石基础。当然对于管道一股脑全选用180°砂石基础最保险，只不过造价上去了。对于污水管道，为了尽可能防止管道错口、断裂、渗漏，保险起见都选用180°砂石基础，这个能解释的过去，对于雨水管道，能省则省吧。

为保证排水管道系统能安全正常运行，管道的地基与基础要有足够的承受荷载的能力和可靠的稳定性，否则排水管道可能产生不均匀沉陷，造成管道错口、断裂、渗漏等现象，导致对附近地下水的污染，甚至影响附近建筑物的基础。一般应根据管道本身情况及其外部荷载的情况、覆土的厚度、土壤的性质合理地选择管道基础。因此，管道基础应根据管道材质、接口形式和地基条件确定。对地基松软或不均匀沉降地段，管道基础应采取加固措施。

2．什么是刚性和柔性管道

刚性管道：主要依靠管体材料强度支撑外力的管道，在外荷载作用下其变形很小，管道的失效是由于管壁强度的控制。钢筋混凝土、预（自）应力混凝土管道和预应力钢筒混凝土管道都属于刚性管道。

柔性管道：在外荷载作用下变形显著的管道，竖向荷载大部分由管道两侧土体所产生的弹性抗力所平衡，管道的失效通常由变形造成而不是管壁的破坏。钢管、化学建材管和柔性接口的球磨铸铁管管道都属于柔性管道。

当管道覆土不足时，对于刚性管道可采用混凝土包封或具有结构强度的其它材料回填，对于柔性管道可采用套管方法，不得采用包封混凝土的处理方法。

3．什么是刚性和柔性接口

两根管子接口处是否有弹性发挥的空间，没的话，刚性，有的话，柔性。柔性某种程度上比刚性高级一点，毕竟允许微动。污水和合流污水管道应采用柔性接口。当管道穿过细砂、粉砂并在最高地下水位下，或在地震设防烈度7度及以上防区时，必须采用柔性接口。

柔性接口允许管道纵向轴线交错3- 5mm或交错一个较小的角度而不致引起渗漏。常用的柔性接口橡皮圈接口。橡胶圈接口使用范围更广，特别是在地震区，对管道抗震有显著作用。柔性接口施工复杂，造价较高，但在地震区采用有独特的优点。

刚性接口不允许管道有轴向的交错。但比柔性接口施工简单、造价较低，因此采用较广泛。常用的刚性接口有水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口。刚性接口抗震性能差，用在地基较好，有带形基础的无压管道上。

4. 什么是刚性和柔性基础

这个有点扯，规范书上都没有相应具体的名词解释，暂且理解为砂石（土弧）为柔性基础，混凝土为刚性基础吧。埋地塑料排水管不应采用刚性基础。依据“管土共同作用理论”，如采用刚性基础会破坏回填土的连续性，引起管壁应力变化，并可能超出管材的极限抗拉强度导致管道破坏。

管土共同作用理论：刚性管道在承受外压时，荷载完全经过管壁传递到底部的管道基础上，在管壁截面内产生内力，随着埋深加大，增加荷载引起的内力增大全部由管壁承担，管道直径的加大也使得管壁截面的应力急剧加大（正比于直径的平方）。因此只有采取增加管壁厚、提高混凝土强度等级和增加管壁配筋量等措施解决大直径深埋管道应用的技术问题。而当荷载作用在柔性管上时，管道由于刚度相对较小，会有被压扁向管道两侧外扩变形的趋势，使得管道侧向的土体产生抗力，反作用于管壁，使管壁横向变形受到约束而避免产生压屈破坏。通过周围土体与管道共同承担外部荷载而提高管道的承载能力，这一受力特性就是柔性管的管土共同作用原理。换句话说，是管材和周围土壤（回填材料）共同来承受外压负载。

采用砂石基础的管道，必须采用柔性接口的混凝土承插口管（包括钢承口管和双插口管）或企口管，也即砂石基础用于管道接口橡胶圈连接。采用混凝土基础的管道，对平口管、企口管可采用钢丝网水泥砂浆抹带、现浇混凝土套环等刚性接口，对企口管、承插口管可采用水泥砂浆、膨胀水泥砂浆等刚性接口连接。但每20-25m管段长度应设置一个柔性接口，柔性接口部位的现浇混凝土基础应用变形缝分离。

5. 为啥总是中粗砂

中粗砂具有不下沉，不变型，收缩小的优点，而回填土就恰好相反，随着时间的推移，会下沉，收缩；中粗砂回填可以防止管道在外力的挤压过程中受损，如果用大坚硬性物体回填，当在外力的作用下（比如车辆重量），坚硬性物体可能与管道相互挤压，从而使管道受损，而使用中粗砂回填可以避免这种情况发生；中粗砂还能保证基础及管道的重力荷载的应力扩散角，以避免基础产生不均匀沉降。

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