谈某高校园区室外管道的处理与施工

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[摘　要]管道的地基坚固稳定性在一定程度上影响了管道工程的稳定性与正常进行。特别是在不良地质条件下管道地基的稳定性起着重要的作用。一旦地基不稳，它将带来很大的财产损失，更会危害到周围建筑物及其附属物的安全与稳定。此文介绍某高校新校区管道地基的处理方法。

[关键词]不良地质条件；管道地基；处理方法

随着国民经济的发展，科学技术的进步，采用管道输送各种介质的范围及领域越来越广、距离越来越远，输送管道的设计、施工、维护等有它的特殊性，它和地形、地址、输送的介质、管材有着密切的关系。在长距离的管道安装中，由于各方面的因素，采用直埋的方法最为普遍。由于管道中输送的介质自重很大，这就对管道本身的强度和地基承载力及稳定性提出了更高的要求，下面介绍河南理工大学新校区地基处理的几种方法。

1.新校区的地质构造

新校区场地地表普遍分布有一层耕土，从上至下的土层分别为粉质粘土、粉质中砂、细砂、粉砂。在地表下28米深度范围内土层可分为三大层，第一层系埋深8米以内土层，其上部以粉质粘土为主，呈软弱可塑状态。外下逐渐变为粉土夹粉质粘土，以软弱状态为主，局部呈流塑。埋深4米左右夹层厚度小于1米的棕褐色粉质粘土。第二层系粉质粘土层，上部以硬塑状态为主，往下逐渐过渡为可塑硬塑状态，碎石局部富集层厚度约7米。第三大层主要为粉质粘土和粉土，厚度约为13米。

2.管道地基处理

根据管网敷设的规范要求，埋深大约在1米。也就是说管道所在的位置处于填土层。填土层中以粉土为主，土质杂且软。密实度差异较大属于高压缩性土，且粉土层中所夹粉质粘土多，成软塑流塑状态。此土层厚度约1.3米。承载力为110KN。从力学的角度，笔者对地基的强度，稳定性及变形进行了计算及分析。计算结果表明，各种荷载总和大于地基的承载力。地基显然满足不了强度的要求。为了地基的稳定性，根据我院新校区的施工条件、技术、经济以及施工进度方面。综合分析侯，我们通过了下面方法处理地基来提高承载力。

2.1影响地基承载力的因素

(1)强度及稳定性：当地基的承载力不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时，地基就产生局部整体剪切破坏。

(2)压缩及不均匀沉降：当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时，特别是超过管道所能允许的不均匀沉降时，则会引起管道过量下沉接口开裂，影响管道的正常适用。

(3)地基造成的地基土塌陷以及车辆的震动和爆破等动力荷载可能引起地基土失稳。

(4)地基渗漏量或水力比超过容许值时，会发生水量损失或潜蚀和管涌而可能导致管道破坏。

2.2填土地基的处理方法：为了保证填土地基管道的安全和正常适用，在绝大多数情况下都必须考虑地基处理。地基处理的目的是提高土体的强度。保证地基的稳定。降低土体压缩性减小地基的不均匀沉降。填土的管道的地基处理方法很多。常用的方法有灰土垫层，素土垫层、砂和砂石垫层、强夯法。各种处理方法都有它的适用范围、局限性。由于管线长、工程地质条件千变万化。因此，对每一具体线段都要进行细致分析，从地质条件、处理要求、工程费用、材料、机具诸多方面进行考虑以确定合适的地基处理方法。

2.2.1　灰土垫层：一般适应于处理1-4m厚的粉土。在管道施工中常用灰土来处理。这样灰土就克吸收土中的水分降低土的含水量。提高土的抗剪强度从而提高土的承载力，减少沉降。灰土垫层是将基础下面的一定范围的土层挖去。用一定体积配合比的灰土在最优含水量情况下分层回填夯实和压实。

(1)承载力的确定。经过人工压实的3：7灰土垫层，当压实系数控制在0.97其干容重不小于14.5-15.0KN／m时，其容许承载力可达300Kpa。

(2)灰土垫层材料配合比：灰土中石灰用量在一定范围内，其强度随灰土用量的增大而提高，但当超过一定限值后，强度则增加很小，并且有逐渐的趋势。1：9灰土只能改善土和压实性能，2：8和3：7灰土一般作为最优含水率，但与石灰的等级有关，通常应以Cao＋Mgo所含总量达到8％左右的最佳。

(3)灰土的质量检验：一般采用环刀取样，测定其干容重，质量标准可按压实系数确定。管道地基压实系数采用0.95。

2.2.2　素土垫层是先挖去基坑下的部分或全部软弱土，然后回填素土分层夯实，管径不大的管径采用素土垫层。夯实施工时，应使土的含水率接近于最佳含水率，填土的夯实应分层进行，压实系数大于0.94。

2.2.3　砂和砂石垫层：由于挖除原来的土层换填高压缩性低的砂层必然提高了地基承载力，通过砂垫层的应力扩散作用，减小垫层下土层的附加压力因而减少基础的沉降。砂垫层的厚度，一般根据垫层底部软弱土层的承载力确定，既满足软弱下卧层的强度验算要求。

具体验算时，一般根据侧面土的承载力来在决定，防止垫层向两侧挤出，垫层顶宽伸20-30cm。砂，沙土垫层的材料易采用级配厚度良好，质地坚硬的粒料，其颗粒的不均匀系数小于10，也可掺加一定数量的碎卵石。管道基础砂垫层以中粗砂为好。关于质量检查，用容积不小于200cm2的环刀压人垫层土取样，测定其干土重度，以不小于砂料在中密状态时的其干土容重为合格，如中砂一般为15.5-16KN／m3。

2.2.4　强夯法：用大吨位的起重机，把80-25KN锤提升到空中从8.25m高处自由落下，形成巨大的冲击波。压实深层地基，通过强夯加固后，地基承载力可提高3倍，达到190KPa以上，满足工程的要求，强夯法主要设计参数包括：有效加固深度、夯击能、夯击次数、间隔时间、夯击点布置和处理范围。

3.结束语

建筑工程管线工作涉及面广、头绪众多、比较复杂，对地基处理的效果，必须检验确保工程质量，对地基处理的效果，必须认真做好监测工作，以保证施工的正常进行，通过观察收集数据为下一段的工作提供可靠的依据。