由锦州世园会浅谈软土地基中埋地排水管道的处理方法

摘 要：通过锦州世界园林博览会的建设，结合实际工作经验，总结软土地基的特点，讨论埋地管道软土地基的地基处理方法，并综合考虑安全因素、施工因素和经济因素探讨管材的合理选用，供大家参考借鉴。 [关键词】锦州世界园林博览会软土地基；埋地管道；地基处理；管材选择

随着城市建设的发展，科学技术的进步，城市排洪越来越受关注，排水管道的设计、施工、维护更显重要。在管道安装中，采用直埋的方法最为普遍，而直埋管道的基础对不同地基、土质也有着不同的要求。

1、锦州世园埋地管道基础的特点

锦州市位于辽宁省西南部，锦州世界园林博览会位于锦州渤海湾北部，附近海域为敞开浅水海湾，2012年以前为废弃的养虾池，闲置海滩，作为世界上第一个海上园林博览会，锦州世博园由“沧海”到“桑田”只用了420天，对闲置的盐碱滩地进行了再利用、再开发。园区对管道地基全部进行了处理。此地区土质多为潮黄土、山沙土、黑地和淤土。

2、埋地管道软基处理的方法

2.1产生原因

本地区软土天然含水量大、可压缩性高、承载力低，这种软土广泛分布于我市沿海开发区。由于软土层的以上特性，在软土地基上敷设管道时，必须重视地基的变形和稳定性问题。一般情况下，埋地管道安装在道路的一侧，当管线软基压缩沉降时，管体上部受覆土车辆荷载或土体侧向位移的作用而产生纵向弯曲，致使管道失稳，在最薄弱处产生破裂而漏水。另外，此园区为回填土，在局部有大石块的管基或管渠交叉处，普通铸铁管或UPVC管易断裂。因此需要视情况对地基进行处理 。

2.2. 预防措施

①、素土基础：是先挖除基坑下的部分或全部软弱土，然后回填素土并分层夯实，对管径不大的管道基础常采用素土基础。

②、 混凝土基础：适用于处理l～4米厚的软弱土层。管道基础是条形基础，作用于地基上的力也比其他建筑物小，表面的软弱土一部分已被去掉，所以常用混凝土基础来处理软土地区管道地基，以提高承载能力，减少沉降。缺点是属于硬性基础，伸缩性差，污水及环境温度变化大管道基础易裂缝。

③、砂或砂石基础。砂或砂石基础材料透水性大，软弱土层受压后垫层可作为良好的排水面，可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度 ，避免地基塑性破坏。因此软土地基处理常采用砂或砂石基础。

④、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，在地基深部就地将软土和水泥浆充分拌合后凝结成桩体，使土壤固结，以达到提高地基强度、改善其物理性质的一种加固方法。设备简单、操作方便，加固过程中无振动、无噪音、无环境污染，加固费用低，对土体无侧向挤压，对邻近建筑物影响小，最大限度地利用了原土，与钢筋混凝土桩基相比，具有节省大量钢材、降低造价以及提高地基强度等优点.在沿海城市的滨海地带和现代沉积潮滩中都有饱和软土分布。

⑤用换填法做管基：当槽底为淤泥时，用块石压淤，上用粗砂或石屑找平，分层夯实，处理厚度根据计算设计。

换填计算方法：根据规范GB50007-2011对条形基础计算

（5.2.7-2）

根据锦州世界园林博览会地基的特点，排水管道基础处理设计换填与砂石基础结合的方法：采用了机动车道部分保证抛石深度1米的方法，抛石粒径不大于500mm，最小不小于20 mm，大于300 mm的粒径含量不得超过15%。抛石宽度按实际沟槽宽度，抛石上铺200 mm厚规格为10～15 mm天然级配砂石料或5～40 mm的碎石，其密实度应达到85～90%。抛石施工时分两层夯实，抛石后无汽车荷载部分120KPa，有汽车荷载部分150Kpa。机动车道下采用管线沟槽水撼砂回填，回填撼砂标高至道路路床上100mm；步道下管线沟槽采用开挖后的良质土回填，回填高度为步道结构层下.良质土是指粒径小于0.075mm粗颗粒土、中砂、粗砂、砂夹土、土夹石。采用这种设计之后，世园会建设及使用期间，反应效果良好。

3、软土地基中管道管材的选择

软土地基中较常用的几种管材为钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢管和塑料管。在软基上安装管道，须慎用管材，因其关系到投资和工程质量，影响今后的安全运行和维修工作。 3.1、管材的强度

主要是抗压、抗拉强度和屈服强度（塑料管的环刚度），标志着管道抵抗外加荷载的能力的大小。管材的断裂伸长率、回缩率、冲击韧性表示管材抵抗变形能力和动力荷载能力的大小。它们都是管材安全性能的重要指标。

管材性能比较：

抗拉强度：HDPE塑料管>球墨铸铁管>钢管>混凝土管

抗压强度：钢管>球墨铸铁管>混凝土管>塑料管

冲击强度：塑料管>钢管>球墨铸铁管>混凝土管

3.2、管材的接口形式

钢筋混凝土管采用承插式橡胶圈柔性接口，密封性、抗渗抗漏性较好，保证了管道必要的纵向收缩和接头的转动。

钢管多为焊接连接，大直径钢管现场焊接质量难以得到有效保证，且要对焊缝处作防腐处理，为管道腐蚀最严重的部位。玻璃钢管采用密封圈承插连接、承插粘结、法兰连接。HDPE管有热熔焊接、电熔接 、法兰连接。接口密封性能好，不渗漏，施工方便。

3.3管材的抗震性能

预应力管和钢管的抗震性能较好，离心球墨铸铁管其延伸性和抗震性能突出；关于pe管材的抗震性能，业内人士的认识比较统一，具备一定的柔韧性和优质的耐刮伤能力，大多PE管材容易移动、弯曲和穿插，铺设路面沉降也不容易造成断裂且抗震能能较好。在欧洲管道市场上占有重要的位置，并成为美国十几年来各种塑料管道产品中应用范围最广的管道产品。

3.4耐腐蚀性能

钢筋混凝土管和塑料管的使用年限一般在50年以上，铸铁管有着良好的耐腐蚀性能，辽宁省内多项给水工程都超过了50年，管道状况仍然良好。钢管耐腐蚀性能较差，一般只用 20年左右。

3.5管道施工因素

施工方面的难易很大程度上受到管材自身重量的影响，影响施工速度；从重到轻顺序为：钢筋混凝土管、球墨铸铁管、玻璃钢管、钢管、塑料管。

接口技术：钢筋混凝土管采用橡胶圈柔性接口形式，施工方便，连接只需要使用简单的工具，不受气候和温度等的影响，另外由于接口具有柔性，在遇到地形发生变化时，埋在地下的管道沿轴线允许偏转一定角度，故管线遇到小的弯度时，可以不使用管件的情况下，非常容易地调整。可以保证施工进度。而铸铁管质量重，运输和施工都不便；管材属于刚性接口，需要石棉水泥填打，工期长且受气候的干扰。钢管一般采用焊接连接 ，大直径钢管现场焊接质量难以保证，底部较难焊接。

3.6经济比较

管道建设费用包括管道建设的一次性投入 （如管材费用、施工费用、运杂费和防腐费）和 日常运行维护费用。而一般工程中管道占总投资的60%以上。钢筋混凝土管价格较低，钢管较高，玻璃钢管和塑料管价格偏高，UPVC管用在大口径管材 （500mm～800mm）时并不经济，而HDPE管越大管径的价格与钢筋混凝土管差距越小，故大管径塑料管采用HDPE管性价比高。

结合以上多种因素，世博园地下排水管线主要采用HDPE管和钢筋混凝土管。污水普遍采用HDPE管，水力条件好，其使用寿命大于钢管，适于在腐蚀性土壤中应用，是一种很有竞争力的管材。钢筋混凝土管抗压性能好，故机动车道下多采用钢筋混凝土管。

参考文献

【1】孙慧修《排水工程》第四版 中国建筑工业出版社

【2】陈礼明，吴淘等.不良地质条件下管道地基的处理 J【】.中国给水排水，2004，20（4）：87