浅析大口径供水管道的基础处理

【摘 要】供水安全性是供水首先要考虑的核心问题，管道基础的好坏对供水的安全性为有着极为重要的影响。引起管道破坏、造成管网漏水的重要原因之一是管道基础，笔者根据自己的经验，通过对大口径供水管道几种不同地质条件下基础处理的论述,总结出大口径供水管道基础处理的基本思想和操作方法。

【关键字】大口径；管道；基础

一、概述

随着科学技术的进步，城市建设的发展，城市用水量不断提高，供水距离也随之增大。因此，较大口径的供水管道的使用也随之增多。特别是对于大口径（直径在300mm以上）的供水管道，在远距离管道安装中，采用最为普遍的方法是直埋管道。而直埋管道的基础对不同土质、地基有着不同的要求。因此，在不良地基地段敷设供水管道，其基础必须要在技术上做处理。本文着重向大家介绍几种大口径供水管道基础处理的方法。

二、影响地基的几个因素

(1)当地基的抗剪强度不足够支撑其上部的自重强度时，地基就全产生整体或局部的剪切破坏。

(2) 车辆的振动、地震造成的地基下陷或发生爆破等有可能引起地基土失稳。

(3) 压缩及不均匀沉降。当地基由于其上部结构的自重强度作用而产生过大的压缩变形时，尤其是大于管道所允许的不均匀沉降时，就会引起管道下沉、管道接口开裂，从而影响其正常使用。

三、大口径供水管道地基的确定

在对供水管道进行敷设时，当设计路线确定后，就要勘察沿线地段的地质，了解和掌握地基岩层的成因、构造，分析可能发生的影响场地稳定性的不良地质现象，对该区域地段地质做出确定并采取相应的技术处理。

四、大口径供水管道基础处理与施工方法

在对供水场地地质做出正确评价后，对于在各种不良地基地段敷设的供水管，其基础根据不同情况必须做如下相应的技术处理。

4.1 怎样处理膨胀土地段管道的基础

膨胀土是由强亲水粘土矿物所组成的粘性土，具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩变形且变形量大等特性。在敷设膨胀土区域的供水管道中通常采用使用柔性接口连接的球墨铁铁管。为了减少土壤水分的变化，在埋管时要尽量采取快速施工法。在采用砂垫法进行基础处理时，要根据土壤胀缩情况而确定铺砂厚度，通常为30-50cm。最好选用非膨胀土作为回填土，或者采用掺拌10％石灰的膨胀土，充分夯实填平。回填后地面应设有散水坡，同时在表面做混凝土面层，以方便排除地表积水。

4.2 怎样处理湿陷性黄土地段管道基础

处理湿陷性黄土层的管道基础有方法较多，可采用灰土垫层、素土垫层、砂与砂石垫层、强夯法等方法来处理。

4.2.1 灰土垫层

灰土垫层是将基础下面一定范围内的弱土层挖去，在最优含水量情况下用一定体积比配合的灰土分层回填夯实。常被用于非自重湿陷性黄土地区管道基础的处理，适用于处理1-4m厚的软弱土层。

4.2.2 素土垫层

素土垫层是先挖除基坑下全部或部分软弱土，然后再用素土回填后分层夯实。这种方法一般用于处理Ⅰ级非自重湿陷性黄土。选用回填土土料最好选用粘性土，并且要在无水的基坑中进行填土。在压实施工阶段，填土的压实要分层进行，同时要使土的含水量接近于最佳含水量。

4.2.3 砂与砂石垫层

通常在上部荷载强度的作用下，当管道的不透水性基础接触软土层时，软弱土地基中的水会被迫从基础周边排出，从而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，进而降低地基的强度，甚至有塑性破坏的危险。而砂与砂石垫层因其材料透水性高，当软弱土层受到某种压力后，垫层可作为较好的排水面，使基础下的孔隙水压力迅速消散，这样可以使垫层下的软弱土层加速固结并增大其强度，从而有效地避免地基土的塑性破坏。

4.2.4 强夯法

在管道施工中，可用强夯法来处理供水管道基础，以解决某些地段湿陷性黄土层厚且湿陷性变形大，管道自重大，管道的安全性高等要求。强夯法对湿陷性黄土区域大口径供水管道地基的加固有较好的效果，该方法设备简单、经济便于操作、效果显著，方便施工、适用范围广、节省材料。

4.3 如何处理松软土地段管道基础

松软土具有压缩性大、强度低、有明显的触变性等不良特质，对于建筑的危害也相当大。天然松软土地基的承载力较低，承载后变形较大，这样就会破坏相关建筑物。而大口径供水管道在一些软土地区发生事故的主要原因之一就是地基的不均匀沉降。因此，该区域地基的稳定性、强度及不均匀沉降对管道影响非常大，要求也极为严格。松软土地段管道基础主要有以下几种处理方法：（1）碾压法；（2）夯实法；（3）换土法；（4）化学加固法；（5）排水固结法；（6）振动挤密法。

4.4 如何处理饱和土地段管道基础

饱和土是指土的空隙中有五分之四以上充满着水。这种土一般分布在沼泽和流砂地区。

处理这种地段大口径供水管道基础的方法主要有：打桩法、木筏基础法、填碎石或片石等。这些方法均可使基础土层密实，增加管道的承载力，提高管道的安全性。

4.5 如何处理冻土地段管道基础

冻土地段需要在地表下铺设足够厚度的保温材料，厚度要不小于150mm—200mm，这样才不会使管道埋深过浅或场地低洼而造成冻害。

4.6 如何处理跨越障碍物时大口径供水管道基础

4.6.1 管道横穿河流时的管道基础

在管道横穿河流时，通常要在河中砌筑砖石或浇捣混凝土支墩，一般每根管设2个支墩为宜。支墩的基础必须要座落在河流坚硬的基底上，然后再将管道固定在支墩上，支墩的设计大小应根据各项要求严格计算确定，如地基承载力、承担的荷载和抗浮等。

4.6.2 管道穿越铁路、公路时的管道基础

在管道遇到穿越铁路、公路时，管道上部因增加的活荷载较大，管道基础必须要作技术处理。一般当管道顶覆土厚度大于0.7m时，在沟槽中要填中粗砂；当管顶覆土厚度虽大于O.7m但属于交通繁忙地段，因其活荷载很大，这时管道须加套后再填砂处理；当管顶覆土厚度由于某种原因达不到0.7m，也应加套后再填砂处理，并对上部结构进行处理。

4.6.3 水管与地下其他构筑物或管道的交叉

在施工中经常发生水管与地下其他构筑物或管道交叉，如地下电缆、下水道、自来水管、煤气管等。这种情况下大口径供水管道水平和垂直间距要尽可能满足各种规范上的要求，但有时由于街道狭窄或其他客观原因，管道水平或垂直间距很难完全达到。因此在施工中，需要对基础进行处理以使管道各自的受力单独传递到地基上。一般做法为，在管道交叉时，当供水管在下而其他构筑物或管道在上，应在供水管两侧砌筑支墩支住其他构筑物或管道。当供水管在上而其他构筑物或管道在下时，应在其它构筑物或管道两侧砌筑支墩撑住供水管。在安装时，管道交叉处的净距离应大于或等于30cm并且要设法错开承插口，以避免对水源造成污染。

五、大口径供水管道基础施工的注意事项

对于大口径供水管线基础的处理，是一项系统的工作，是整个工程建设过程以及运行后综合水平的反映，其意义重大。因此在施工前要合理安排工序，科学地制定施工组织设计，要在思想上重视，行动上体现，施工过程中应严格按规范操作，这样才能保障建设出合格的好工程。

六、结语

大口径供水管道基础处理有很多种，如何做到既经济又安全，是设计者、施工者努力去达到的目标。在实际操作中要多方面比较，仔细审验地质报告，选准设计、施工方案，根据项目实际确定具体可行的处理方式，以保证供水安全。

参考文献

[1]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册第3册：城镇给水(第二版)【M】.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2]徐鼎文，常志续，王佐安.给水排水工程施工【M】.北京：中国建筑工业出版社，1983.