简论排水管道软基处理的方法

简论排水管道软基处理的方法
发表时间：2015-03-13T11:20:29.013Z 来源：《工程管理前沿》2015年第4期供稿作者：王文斌[导读] 在实际确定管道基础处理方案时，要根据工程的具体情况，对几种处理方法进行各方面的深入分析及比较，选择出既能满足工程质量要求，又经济可行的方案。

王文斌
合肥市市政设计院有限公司
摘要: 本文首先简述了软土地基的概念及其对排水管道的影响，论述分析了不同软土地基时排水管道基础的处理方法。

再结合笔者的工作经验，提出了某实际工程中，设计开挖、顶管时的一种地基处理方式及注意事项，以供借鉴。

关键词:软土地基；排水；管道；处理方法；注意事项软土是指滨海、湖泊、沼泽、河滩长期沉积的天然含水量高、可压缩性高、孔隙比大、承载力低、透水性较差的一种软态到流塑态的饱和黏性土。

管道位于软土地质层中，受覆土，车辆荷载或土体自身压力的影响，引起管道产生纵向不均匀沉降，在管道的弯曲较大处很容易导致管道接口破裂而产生渗漏。

因此对管道软土地基应做特殊处理。

一、软基对排水管道的影响
在实际工程中，软基对排水管道产生的危害主要有以下几点：（1）在采用打口方式的承插口处，接口易松脱和损坏，采用橡胶密封圈时，橡胶圈往往被挤出；（2）容易使靠近管道与检查井等其他构筑物连接处的管节接口以及管道与井的接口被拉坏；（3）管道不均匀沉降形成平坡、倒坡，导致管道排水不通畅、污泥沉积和堵塞；（4）软基沉降导致地下管道渗漏，造成管道基础的破坏和对地下水的污染。

二、管道软土地基的处理
现有的排水管道软土地基处理方法较多，具体采用何种处理方法应综合考虑软土的物理力学性质、埋层深度、管材、施工工艺等因素。

本文重点谈谈下列几种方法。

（1）素土换填?
素土换填是先挖除基坑下的部分或全部软弱土，然后用素土置换基础表层软弱土，提高持力层的承载力、扩散应力，减少沉降量的处理方法。

素土垫层的土料填土一般以黏性土为宜，分层压实，压实度不小于95%。

对管径不大的管道基础常采用素土换填，填土应在无水的管沟(基坑)中进行。

?
（2）灰土垫层?
管道施工中常用灰土垫层用来处理软土地区管道地基，一般适用于软弱土层厚度不超过4m。

灰土垫层是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，用一定体积比配合的灰土在最佳含水量情况下分层回填压实，以提高基础承载能力，减少沉降。

2:8和3:7灰土一般作为最优含灰率，当压实系数控制在0.97及干土重度不小于14.5～15.5 kN/m3时，其容许承载力可达300kPa。

实践中常以氧化钙、氧化镁等物质含量为判断标准，含量一般以8%为最佳。

（3）换填碎石或砂石垫层
换填碎石或砂石垫层是将基础以下一定范围内的软土层挖除, 用级配良好的碎石或中粗砂分层回填压实，压实度不小于95%。

碎石垫层材料透水性大, 软弱土层受压后, 垫层可作为良好的排水面, 使基础下面的孔隙水压力迅速消散, 加速垫层下软土层的固结，提高其强度。

处理深度一般根据软弱土厚度、承载力、管道管材、管径及埋深而定，通常20～30cm即达到较好的效果，特殊情况下处理深度达90～120cm 或更深。

（4）抛石挤淤?
抛石挤淤是向地基软土层底部抛投一定数量的碎石或片石, 将淤泥等软土挤出基底范围, 以提高地基的强度。

适用于软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，常用于鱼塘和常年积水的洼地。

（5）深层搅拌桩
深层搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。

其优点是最大限度地利用了原土，与其他桩基相比，具有造价低以及提高地基强度等优点。

适用于处理淤泥、砂土、淤泥质土、泥炭土和粉土。

?
三、工程实例分析
工程位于江南某开发区内，滨临长江，属长江河漫滩地貌。

区域地形平坦，以农田为主、部分区域为沟、塘等，地面高程为7.0～8.0m。

根据地质现象分布，拟建区域土类型基本一致，以软弱土为主，覆盖层厚度15.0～80.0m，地基承载特征值55KPa，场地类别为Ⅲ类。

由于场地分布有较厚的软土，因此不利于管道的施工建设。

工程前期已有一部分道路、市政管线建设完成，为减少对现状路面、管线的开挖和破坏，雨水管沿道路两侧布置，避免雨水口连接管施工时对路面的开挖；污水管一侧布置，100～120m为另一侧预留污水过路管。

雨水管道埋深约1.5～4.5m，污水管道埋深约2.5～9.5m，采用开挖和顶管施工工艺。

由于管道位于软土地基段，雨、污水管道开挖施工时应采取管道软基加筋处理。

根据管道管径大小、埋深、管材等要素，基槽底部开挖宽度加宽100～160cm，铺设40cm片石或块石垫层；上层铺设双向土工格栅，反包50～80cm级配碎石，使其不被移动，并掺30%的素土，分层压实，压实度不小于0.95；再铺设管道砂基础，然后埋设管道。

顶管施工中，管道基础若为一般天然地基，对顶管影响较小，并且管道基础稳固。

若位于软土地基段，其对顶管、管基的影响则不容忽视，在顶进过程中很容易发生机头持续下沉、纠偏失效的现象，且顶管段管道因大幅度的自然沉降而产生了管节错位脱节。

为防止顶管工作井、接收井、管基发生下沉，在管道沿线及沉井四周采用粉喷桩进行土体加固，使管道、检查井能够坐落在相邻的粉喷桩上，这样桩基受力，软土不受力，避免不均匀沉降。

管道沿线根据排水管径的大小设置两排或三排粉喷桩，平行四边形布置，桩径为50cm，桩间距100cm，材料采用普硅42.5级水泥。

顶管工作井、接收井外围设置止水帷幕桩，将帷幕桩内外地下水隔断，减少工作井、接收井施工过程中地下水的渗析。

四、排水管道软基处理的注意事项
在管道软基处理设计、施工时应特别注意下面几个问题：（1）应充分了解周边的施工环境，根据管道具体的平面位置、埋深等要素，选择恰当的施工工艺。

（2）应根据场地地质情况及特征，采取有效的降水、止水措施，按科学的放坡系数、支护方式开挖沟槽，以满足管基处理和管道安装的要求；（3）桩基施工前，在工程桩范围外适当位置，先做试桩，根据成桩情况，选择合理的工艺技术参数；（4）在采用粉喷桩进行土体加固后，顶管时应及时纠正管道方向和高程偏差，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降。

（5）在排水管道穿越软弱土地基时，管材应尽量选用防腐性能好的产品，比如小管径时可采用塑料排水管，不但防腐性能好，而且管节长、重量轻，方便管道施工，减少对地基的扰动和沉降；（6）管道接口应使用柔性接口，增强管道的变形能力。

这种抗形变接口在外力作用下，能大大的降低管节产生的纵向弯矩，保证管道处于稳定的静态工作条件及正常使用。

五、结束语
上面简单的讨论了几种常见铺设排水管道时遇到的不良地基时的处理方法及施工时需注意的技术问题。

在实际确定管道基础处理方案时，要根据工程的具体情况，对几种处理方法进行各方面的深入分析及比较，选择出既能满足工程质量要求，又经济可行的方案。

参考文献：
[1].牛建平,陈嘉桐,马新东.不良地质条件下管道基础处理和施工.给水排水.2009，8
[2].胡天启，李永华，刘芳.议几种特殊地基的处理[J].科技信息，2010，(29)
[3].陈海波. 软弱地基管道基础的处理与施工[J].建材与装饰(下旬刊), 2010,(04)。