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市政给排水管道设计遇软弱地基的浅析

发布于：2018-04-26 10:01:26 来自：给排水工程/市政给排水 [复制转发]

1. 管道地基处理的影响因素

1.1 水渗透因素

施工管道对于承受水渗透度存在一个允许限值，一旦水渗透量过多、过大，或是渗透严重，即会导致腐蚀管道问题或是水量大量流失现象的出现。

1.2 不均匀沉降因素

??在市政给排水管道的施工过程中，施工的质量往往和管道质量密切相关，若是施工管道质量较差，抗压力较弱，一旦其上部结构自重加大，而管道间承载力不足，极易导致管道挤压变形。总的说来，每个管道均有一个不均匀沉降的限度值，一旦上部结构沉降值大于此限值，则管道会因为无法承受压力，导致过度沉降，接口处脱节，大大减少管道的使用时间。

1.3 强度、稳定性因素

因地基地段地质环境存在一定的差异，导致不同地基剪切力强度各有不同，这也就对施工稳定性产生一定的影响。在市政给排水管道的施工设计中，为了确保局部剪切力强的地基不在附加载荷的过程中被剪切力所破坏，就必须采取一定技术手段，使得地基各点支撑力足够大，以便适应强度变化，提高其稳定性。

2. 软弱地基的给排水管道设计与处理

2.1 软弱地基的给排水管道设计

某工程雨水及给水管道埋深为1.2～2.5m，随时调整搅拌桩布置以确保搅拌桩处在管道基础以下。这就有效地防止了因复合地基的承载影响导致管道过量下沉。此外，由于软基土体的含水率很高，可以将碎石垫层与砂垫层作为排水面，以保证复合基础下的孔隙水压扩散的速度，加强垫层基础的固结效果。在进行雨水管道的安装工作时，要铺100mm 厚的碎石垫层，雨水管道管材选用钢筋混凝土管，管道基础采用混凝土基础。进行给水管道的安装工作时，给水管道管材选用球墨铸铁管，并铺150mm 厚砂垫层基础。污水管道埋深为3.0～3.8m，处于软弱地基层内。考虑到深层搅拌桩之间存在大量的淤泥，承重性能不高，因此设计时将污水管与搅拌桩的中心线位置设计重合，并同时对用作管道基础的搅拌桩顶标高调整在基础底位置。进行污水管道的安装工作时，要铺150mm 厚的碎石垫层，污水管道管材选用钢筋混凝土管，管道基础采用混凝土基础。

2.2 深层搅拌桩法的应用

本工程处于沿海地区，地下水中包含了一部分海水，考虑到深层搅拌桩部位存在大量淤泥，淤泥中饱含水分，因此在加工混凝土条形管道基础的时候，应该预先铺垫碎石垫层用以透水，土工布的电绝缘性强，耐腐蚀程度高，管道槽底整平工作后铺设一道土工布，可以有效防止碎石倒入后陷入淤泥，从而保证了给排水管道地基加固的施工质量。

给排水管道水泥土搅拌桩施工内容主要包括钻孔：包括注浆孔、排水孔的钻孔，以及钻孔和注浆所需进行的钻孔冲洗、压水试验、注浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业；以及注浆：包括回填注浆、固结注浆。

2.2.1 混凝土强度要求

给排水管道进出口基础固结注浆在有混凝土盖重的情况下进行，且盖重混凝土强度应达到设计强度的50%以上。洞身回填注浆在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行，固结注浆在回填注浆结束7d 后进行施工。注浆施工部位，待注浆结束后进行排水孔的施工。

2.2.2 注浆试验

注浆试验为生产性试验。试验主要目的在于根据设计要求结合现场地质条件和实际注浆施工情况，来获取更合理的钻孔参数，使注浆设计和施工工艺更符合实际情况，在确保施工质量的前提下，简化施工工艺，有效保证工程的施工进度。

2.2.3 钻孔施工

首先钻Ⅰ序孔，然后开展Ⅱ序孔的钻孔工作，对于同序孔可以进行一次性钻出。钻孔施工工作应该在衬砌混凝土预埋管道中进行，而且终孔孔径应该大于38mm，并确保孔深为岩石内部的10cm。对于孔位偏差，应不超过±10cm，钻孔方向应该严格按照施工图的设计要求；并且实际测量出混凝土厚度与空腔尺寸。

2.2.4 喷射注浆施工

（1）注浆前对衬砌混凝土施工缝和混凝土缺陷等进行全面的检查，对可能漏浆的部位在回填注浆之前封堵密实，经检查合格后方可注浆施工。

（2）采用孔口阻塞纯压式注浆法施工，注浆过程中严密监视衬砌混凝土的抬动变形。

（3）浆液配合比：喷射所用的浆液，其水灰比宜采去0.5：1的配合水泥浆液，针对管道中空隙较大部位，应该进行水泥砂浆灌注，其掺砂量应小于水泥重量的2 倍。

（4）注浆顺序：首先灌注Ⅰ序孔，然后对Ⅱ序孔进行灌注。对于同序孔，必须从最低孔开始注浆工作，相邻的孔洞作为排水、排气用，等到排出浓浆后，要求马上把堵塞该孔，一直到全序孔灌浆工作完毕为止，针对顶拱中心线的两侧孔，我们可以采取对称灌注的方式开展灌浆工作。

（5）注浆压力：采用设计规定压力值，0.2～0.3MPa。

（6）注浆结束标准：在规定压力下，注浆孔停止吸浆，并继续灌注10min 即可结束注浆。注浆结束后，应先关闭孔口闸阀，再停泵，待孔内浆液初凝后再拆除孔口闸阀。

（7）封孔：在工程中全部的注浆孔与检查孔注浆完毕之后，应在第一时间将孔内污物的清除干净，并采取砂浆把孔洞封堵密实，对于某些露在混凝土外部的预埋管一律予以割除。

2.3 管槽开挖技术的应用

在开挖污水管管槽的时候，首先要做好支护的准备工作，并且采取分台阶放坡的方式进行，尽可能地使开挖阶段搅拌桩不会出现剪断的现象。在机械实施第一层开挖时，所开挖的深度不能超过1.0m，而且宽度应不大于2.0m，之后的各层开挖则都应该采用人工开挖的模式，且开挖深度不应超过0.75m，宽度不大于2.0m，所开挖的层数根据管道的不同埋深进行确定，一律禁止超挖的现象出现。此外，为了保证淤泥流动环境下的稳定性，对搅拌桩起到保护作用，还应该在每根搅拌桩的旁边打下一根长度为4.0m 的木桩，作为圆木的支撑体系，圆木小头直径为100mm，撑板厚50mm。

3. 给排水管道地基加固处理要点

为提高地基承载力，改善其变形性质和渗透性质，给排水管道地基加固应符合如下几个要点：①应该全面地结合道路对地基的处理成果，按照管道的埋深、管径、工程造价和给排水管道的施工进度等方面综合分析；②开工前必须要对施工机具的具体情况进行检验工作，若发现问题要在第一时间处理妥当，不允许在没有检验施工机具的情况下直接开启搅拌机；③施工中要严格把握混合料的各项基本参数，如搅拌机的输浆量、混合料的水灰比等。制作搅拌桩之前要开展试桩实验，采集搅拌桩样本的相关数据，如发现不满足制作要求，不能开展下一步施工作业。在灌入过程中，要时刻控制输浆速度，不宜太快；④使用土工布和碎石、砂充当给排水管道的基础垫层，可以很好地满足防水、排水面的设计要求，还应保证管材拥有良好的防腐性能，严格控制回填土，以确保管道的耐久性能。

4 .结语

综上所述，市政给排水管道基础处理，多处于土地较为分散、地质沉降度不均匀的软弱地基环境下进行。所以，必须根据地区的地质特点，选择科学、合理的管道基础处理方法，并制定相应的应急措施。另外，在管道施工的过程中，必须重视管道的堵塞问题，及时发现并加以处理，从而确保管道畅通，市民生活、生产不受到影响。