試談不良地質(zhì)條件下管道基礎(chǔ)的處理與施工_工程管理

1、試談不良地質(zhì)條件下管道基礎(chǔ)的處理與施工管道輸送是一種較為平安的運(yùn)輸手段，但在不同的地質(zhì)條件下設(shè)計(jì)、施工管道有著不同的技術(shù)要求。本文介紹了在濕陷性黃土地區(qū)地基處理的幾種方法以及灰土及砂墊層處理方法。隨著國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，采納管道輸送各種介質(zhì)的范圍及領(lǐng)域越來越廣，距離越來越遠(yuǎn)。輸送管道的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等有它的特別性，它和地形、地質(zhì)、輸送的介質(zhì)、管材等有著親密的關(guān)系。在長距離管道安裝中，由于各方面的因素，采納直埋的方法最為普遍，而直埋管道的基礎(chǔ)對(duì)不同地基、土質(zhì)也有著不同的要求。不良地質(zhì)主要有：軟粘土、雜填土、沖填土、膨脹土、紅粘土、泥炭質(zhì)土、巖溶、濕陷性黃土等。濕陷性黃土地區(qū)在我國土

2、地面積中占相當(dāng)大的比例，在這種土質(zhì)中敷設(shè)管道，對(duì)地基的處理有著特別的要求。本文著重介紹濕陷性黃土地區(qū)管道基礎(chǔ)的處理與施工的幾種方法。1. 濕陷性黃土的分布在我國，黃土和黃土狀土廣泛分布在華北、西北等地，且地層多、厚度大。黃土在自重或肯定荷重作用下受水浸濕后其結(jié)構(gòu)快速破壞而發(fā)生顯著的附加下沉，以至在其上的建筑物遭到破壞，這是黃土的一種特別性質(zhì)。2. 管道地基處理由于濕陷性黃土的特性，在濕陷性黃土地區(qū)管道發(fā)生事故的主要緣由是地基的不勻稱沉降。因此管道對(duì)地基強(qiáng)度、穩(wěn)定性及不勻稱沉降有極為嚴(yán)格的要求。2.1 影響地基的幾個(gè)因素。2.1.1 強(qiáng)度及穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及附加荷

3、載時(shí)，地基就全產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。2.1.2 壓縮及不勻稱沉降。當(dāng)?shù)鼗捎谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載作用而產(chǎn)生過大的壓縮變形時(shí)，特殊是超過管道所能允許的不勻稱沉降時(shí)，則會(huì)引起管道過量下沉，接口開裂，影響管道的正常使用。2.1.3 地震造成的地基土震陷以及車輛的振動(dòng)和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土失穩(wěn)。2.1.4 地基滲漏量或水力比降超過容許值時(shí)，會(huì)發(fā)生水量損失或因潛蝕和管涌而可能導(dǎo)致管道破壞。2.2 濕陷性黃土地基的處理方法。管道的地基處理不同于其它建筑物地基的處理，管道地基處理主要是全部或部分消退其濕陷性。對(duì)非自重濕陷性黃土地基，如基礎(chǔ)下地基處理厚度達(dá)到壓縮層下限，或達(dá)到飽和的自重壓力與附加

4、壓力之和等于或小于該土層的濕陷起始?jí)毫Γ涂梢哉J(rèn)為地基的濕陷性全部消退。對(duì)自重濕陷性黃土地基，由于地基的濕陷量和濕陷變形與自重濕陷性土層的厚度、浸水面積有關(guān)，而與壓縮層厚度無關(guān)，所以必需處理基礎(chǔ)地面以下的全部自重濕陷性黃土層。濕陷性黃土層的管道基礎(chǔ)處理方法許多，常用的方法有土或灰土墊層、砂或砂墊層、強(qiáng)夯法、重錘夯實(shí)法、樁基礎(chǔ)、預(yù)浸法等。各種處理方法都有它的適用范圍，局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。2.2.1 灰土墊層?；彝翂|屋常被用于非自重濕陷性黃土地區(qū)管道基礎(chǔ)的處理。一般適用于處理14 m厚的脆弱土層。管道的基礎(chǔ)是條形基礎(chǔ)，作用于地基上的力也比其它建筑物小，而且是基槽開挖后埋入地下，表面的脆弱土一部分已被去

5、掉，所以在管道施工中常用灰土(或素土)墊層來處理濕陷性地區(qū)的管道基礎(chǔ)，以提高承載力，削減沉降力。灰土墊層是將基礎(chǔ)下面肯定范圍內(nèi)的弱土層挖去，用肯定體積比協(xié)作的灰土在最優(yōu)含水量狀況下分層回填夯實(shí)或壓實(shí)。(1)承載力的確定。經(jīng)過人工壓實(shí)(或夯實(shí))的37灰土墊層，當(dāng)壓實(shí)系數(shù)掌握在0.97及干土重度不小于14.515.0 KN/m3時(shí)，其容許承載力可達(dá)300 KPa以上。(2)灰土墊層材料配比?；彝林惺矣昧吭诳隙ǚ秶鷥?nèi)，其強(qiáng)度隨灰土用量的增大而提高，但當(dāng)超過肯定限值后，強(qiáng)度則增加很小，并且有漸漸減小的趨勢(shì)。(3)灰土的質(zhì)量檢驗(yàn)。一般采納環(huán)刀取樣，測(cè)定其干土重度。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可按壓實(shí)系數(shù)確定，一般為0.9

6、30.95。管道基礎(chǔ)壓實(shí)系數(shù)一般采納0.95，不得小于0.90。(4)灰土墊層的厚度與濕陷變形的關(guān)系。墊層具有肯定的厚度才能使?jié)裣萘孔畲蟮纳喜客翆拥臐裣菪韵?，并由墊層集中到自然黃土層的附加力削減到某種程度，使浸入后的濕陷量削減。2.2.2 素土墊層。素土墊層是先挖去基坑下的部分或全部脆弱土，然后回填素土分層夯實(shí)，處理級(jí)非自重濕陷性黃土，管徑不大的管道基礎(chǔ)常采納素土墊層。素土墊層的土料一般以粘 性土為宜，填土必需在無水的管溝(基坑)中進(jìn)行。夯(壓 )實(shí)施工時(shí)，應(yīng)使土的含水量接近于最佳含水量，填土的夯(壓)實(shí)應(yīng)分層進(jìn)行，多層虛鋪的厚度可參照灰土墊層的虛鋪厚度。2.2.3 砂和砂石墊層。當(dāng)管道的不

7、透水性基礎(chǔ)與軟土層相接觸時(shí)，在荷載的作用下，脆弱土地基中的水被迫從基礎(chǔ)兩側(cè)排出，基底下的脆弱土不易固結(jié)，形成較大的孔隙水壓力，還可能導(dǎo)致由于地基強(qiáng)度降低而產(chǎn)生塑性破壞的危急。砂墊層和砂石墊層材料透水性大，脆弱土層受壓后，墊層可作為良好的排水面，可以使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力快速消散，加速墊層下脆弱土層的固結(jié)和提高其強(qiáng)度，避開地基土塑性破壞。因此濕陷性黃土地基處理也可采納砂和砂石墊層。砂、砂土墊層的材料宜采納級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬的粒料，其顆粒的不勻稱系數(shù)不小于10。管道基礎(chǔ)砂墊層以中粗砂為好，也可摻加肯定數(shù)量的碎卵石。關(guān)于質(zhì)量檢查，用容積不小于200 cm3的環(huán)刀壓入墊層土取樣，測(cè)定其干土重度，以不小

8、于砂料在中密狀態(tài)時(shí)的干土重度數(shù)為合格，如中砂一般為15.516 KN/m3。2.2.4 強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法處理地基具有效果顯著、設(shè)備簡(jiǎn)潔、施工便利、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)易行和節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)濕陷性黃土地基的加固有較好的效果，在管道施工中，若遇到濕陷性黃土層厚、濕陷性變形大，且管道自重大，對(duì)管道的平安性要求高的狀況下，也可用強(qiáng)夯法來處理基礎(chǔ)。在濕陷性黃土地基土上進(jìn)行強(qiáng)夯，當(dāng)夯擊能為10002000 KN時(shí)，一般可消退夯面下5 8 m深內(nèi)黃土底濕陷性，5 m深度內(nèi)的土的壓縮模量可提高到150 MPa，容許承載力可提高到200 KPa以上。2.2.5 留意事項(xiàng)。管道地基處理不同于其它建筑工程，大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結(jié)束后就能全部發(fā)揮，還需要在施工完成后經(jīng)過一段時(shí)間才能逐步體現(xiàn)出來，另一方面，每一路段的地基處理存在它的特別性，而且地基處理效果大都是隱藏工程，很難直接檢驗(yàn)其處理效果。這就要求在地基處理施工過程中和施工完成之后留意下面幾點(diǎn)：(1)在地基處理施工中，只了解如何施工是不夠的，還必需了解所采納處理方法的原理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。(2)進(jìn)行施工質(zhì)量和處理效果