给水管道设计之基础工程与地基处理

给水管道设计之基础工程与地基处理
基础工程是研究基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门
科学。

地基处理是人为改善岩土的工程性质或地基组成，使之适应基础工程需要而采取的措施。

所谓基础，是指将上部结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，根据埋置深度不同可分为浅基础（埋深乞5m）和深基础（埋深＞5m）。

浅基础包括独立基础（含刚性基础和扩展基础）、条形基础、十字交叉基础、筏板基础等，深基础包括桩基础、沉井基础、墩基础、箱形基础及地下连续墙等。

给水管道工程的基础形式一般为浅基础，因长直管道的基础往往连续布设，故作为条形基础进行设计是合理的。

对跨河管桥工程，当跨度不大时可一跨通过，并在两头设置混凝土镇墩，镇墩应满足稳定性要求，其混凝土强度等级不宜小于C20。

当不能一跨通过时，在多跨管桥的中部可采用桩基础，因为多在水上作业，故宜采用混凝土钻孔灌注桩，其桩径一般为0.6〜1.0m，混凝土强度等级不应小于C25。

由于桩基既可承受竖向荷载，亦可承受水平向荷载，因此是多跨管桥基础设计时较为合理的形式。

跨越较大河沟时，若因各种原因不允许采用管桥时，则往往采用顶管或定向钻从底部穿越。

顶管一般适用于DN800及以上的大直径管道，因为施工过程中需采用人工或机械出土，管径过小时将无法操作。

顶
管施工时需设置工作坑，其工作坑后背必须确保安全、稳定、可靠。

若穿越位置较浅，可采用混凝土实体后背；若穿越位置较深，则采用沉井作为工作井和接收井比较合理。

定向钻是非开挖施工的一种方法，既可以在土层中穿越，也可以在岩层中穿越。

定向钻适用于不超过DN1200的管道工程，其布置相对比较灵活。

给水管道所经场地因地基土性状不一，并非所有天然地基都能直接铺设管道，这就涉及到地基处理问题。

常用地基处理方法有：置换法，排水固结法，压实和夯实法，振密和挤密法，加筋法，等等。

置换法中的换土垫层法和褥垫法在给水管道工程中使用较多。

换土垫层法是将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分
挖除，然后分层回填并夯实砂、碎石、素土、灰土等强度较大、性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实至设计要求的密实度，从而提高浅层地基承载力，减小地基沉降量。

换土垫层法主要用于淤泥、淤泥质土、杂填土等软弱地基的浅层处理。

垫层的压实标准用压实系数（度）来衡量，一般不小于0.94。

褥垫法是复合地基中解决地基不均匀的一种方法。

如当管道一边位于岩石地基，而一边位于黏土地基时，为确保两者之间变形的协调，可采用在岩基上加褥垫层（级配砂石）的方法来解决。

褥垫层厚度可取200〜300mm,其材料可选用中粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于
20mm。