浅析回填土上给水排水管道施工

摘 要： 给排水管线是城市重要的基础设施，在整个给排水的系统中占有举足轻重的地位，对整个系统的施工质量影响很大。本文针对如何在回填土上安全、经济、合理地进行给排水管道基础处理进行分析、总结。

关键词：回填土；给排水管道，管基处理

中图分类号：TL353+.2

前言

土大致分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土，另外还有湿陷性黄土、冻土、膨胀土、泥炭等特殊类土，给排水管在粘土上施工的最多。本文结合工程实例，探讨粘性土结构被破坏后成为“扰动土”（本文所指的回填土）时的给排水管道施工问题。

1 工程概况

1.1 地理位置及地形

某工业区规划区面积0.7km2，呈南北狭长地形，地势起伏较大，东北高，西南低的地势走向。

1.2 管道埋置和地质特征

规划区大部份为山坡地，回填土厚度相差较大，给排水管道部份处在原土层，大部分处于回填区，原土层以残积土为主，工程地质条件较好，回填区主要为耕作腐质土和回填土，地质条件差（见图1）

2 原土的性质及管道埋设状况

土的性质一方面取决于原始沉积所规定的土粒成分、结构、孔隙中水溶液的性质等，另一方面取决于成土以后的经历。我国成土以后有几千年的人类耕作历史，影响大都在表面以下50cm之内。给排水管顶的敷土一般不少于70cm，即道埋设在原土中。从地基承载力的相应规范可以算出，一般原土的承载力为180kPa，能符合设计要求，直接在原土上铺设管道，承载力、稳定性都有所保证，不会引起管道沉陷。

3 回填土的性质及对管道的影响

原土扰动后，最主要的一点就是结构发生变化，土的结构是决定变形的最重要因素，回填土经过一定时间的堆放，其体积会变小，密度、孔隙率、强度、稳定性也有很大的变化，土会被重新压实。由于回填土的重度在变化，回填土的承载力也随着变化，回填土处于非稳定状态，因而，在回填土上埋设给排水管道是相当危险的，即便是对回填土处理不够时也会出现以下情况：1）管道切断； 2）管道出现裂纹，排水管接口损坏； 3）排水管出现反坡度； 4）由于渗漏造成整个管段地基破坏。

实际工作中，雨水管埋设在回填土上，运行一段时间后常发生管道裂纹，局部甚至段落沉降，导致雨水无法排放，造成了巨大损失。

4 回填区基础的处理方法

由于场地平整时按松填控制，回填土极不稳定，同时，回填厚度相差大，回填时未清除腐质土，大部份被推挤在低洼区边缘，进一步增加给排水管网施工难度，施工时应根据不同情况采用不同方法。

4.1 分层翻夯法

规划区东侧回填土较薄的地区，采用分层翻夯法，较为经济、有效。所谓的分层翻夯是将管道底部以下的回填土挖出，用蛙式打夯机夯打回填，使其基本达到原土的密实度。夯打时每层约20-30cm为宜，土干燥时可加点水，同时加石灰更好。一般夯打4-5次。当管径较大、线路较长时，可使用辗压机。此法操作简单，处理费用约9.1元/m3（机械操作）。此法适用在无地下水，回填土在0.8m以内区域。

4.2 抛块石填沙处理

规划区中腹地带回填土较浅，采用此法费用较低。基槽开挖时超挖0.9m，满槽挤入块石0.3m，块石间用极配砂砾填严，操作时应由槽的一边向另一边推进，施工应加强机械辗压作用，处理费用为120元/m3，块石上部填砂，投资费用按道路雨污水管基延长米为285元/m，控制超挖0.5m，处理费用为42元/m3。这种方法操作方便、简单，能充分利用丰富的地材资源、经济，适用性强。施工时应加强灌水捣实。

4.3 短木桩处理

低洼区西侧边缘，松填土和腐质土的厚度大，抛块石填砂不能防止基底下沉，若大量挖除松软土层，投资成本太高。利用短木桩的作用，使管道荷载通过木桩传到密实的下卧层上（见图2）。

木桩长一般为2-3m，入土深度一般不小于1.5m，平均直径不少于100mm。间距为500-700mm，梅花形布置，桩头之间用块石挤入卡严，块石厚度为0.3-0.5m，挤密度要比基础边宽出0.3-0.5m。西路管道基础处理费用打桩部分46万元，块石部分39.6万元，合计85.6万元，道路雨污水管基延长米投资389元/m。抛块石填砂换填处理，需先挖除软基，费用32.4万元，换填费用224万元，合计256.4万元，两者相比，短木桩处理费较低。在地下水位变化范围内不允许使用。

施工要点：

1）木桩制作应去皮去枝，将桩尖削成对称的三棱或四棱，桩尖在纵轴线上，土质较硬时配桩靴。桩长一般比设计深度长200-500mm，以便截桩。

2）锤击小木桩可以人工用18磅锤打入，至数锤打不动为止，大木桩用落锤或其他设备沉桩。截桩后在挤密块石上填一层级配砂砾或碎石后平，浇注C25钢筋砼平台后施工管座。

4.4 其他桩处理

群桩处理适用于回填上比较杂乱或结构较松的粘性土。当持力层被拢动深度在2m以上时为长桩处理，长桩的长度不短于4m，桩头至嵌入管道砼基础内50mm。除木桩外，桩可用砂桩、砼桩、钢筋砼桩。各种桩的作用相同，但施工时有其异同点。

现浇砼桩或钢筋砼桩内径不宜小于150mm，砼标号不低于C25。预制钢筋桩截面不宜小于250×250mm，砼标号不低于C30，长度不短于4m。

管道施工前应根据回填土的厚度、有无地下水及现场的可操作性等实际情况进行综合分析，能分层翻夯的不采用换填，能用木桩处理就尽量采用，有地下水时不宜打木桩，这是保证工程质量、合理节省投资的前提。

5 管道的纵向处理

5.1 加强管道纵向刚度

1）对预制砼和钢筋砼圆管，当为换填处理，群桩处理和长桩处理而桩距不超过2m时，管子接口采用预制钢筋砼或现浇砼套环，在砼管座内加直径不小于Φ12mm的钢筋间距不大于250mm的纵向钢筋网，同时纵向应满足砼断面最小含筋量的要求。当桩距较大时应按管道上作用的荷载将管座作为纵向梁计算，当管座截面尺寸不够时可将砼管座改为360°满包。

2）对距形砼结构管道应采用整体钢筋砼基础，基础内钢筋间距Φ12mm-Φ200mm。当为长桩处理时要考虑纵向受力，横向要考虑基础底板下土可能形成空隙的情况，在纵向可利用基础和墙形成的Ц形断面作为支梁上的连续梁计算，这时应适当增加顶板和底板的纵向钢筋，还应在砖墙顶处加钢筋砼帽梁来加强整个断面的整体性。当为长桩处理而桩距较大时应对纵横向进行相应的计算。

5.2 对管道接口作柔性处理

对换填处理和群桩处理的管段应采用柔性接口以适应处理后还可能出现的微量的不均匀沉陷。当为预制砼和钢筋砼圆管时，柔口间距按换土深度一般为每6-10m一个，必要时也可每节管子都作为柔口。柔口段应超过地基处理与不处理的过渡段。当为距形和拱形混合的钢筋砼结构管道时可每隔10-25m做一个沉降缝。

6 管道两侧及顶部回填土的压实处理

管道两侧及顶部回填土处理不当时，容易发生拱形及底部均出现裂缝。管道顶部回填土的初期无法形成拱形，荷载呈倒拱形，使管道两侧土体的部分荷载转移到管道的上部，加上不均匀性，很容易使管道（尤其是顶部）产生纵向裂缝。为了改善管道受力条件，应对管道上部及两侧回填土密实度提出要求。一般管顶以上50mm，压实度应>85%，管顶500mm以上至地面，按当年修路标准，压实度一般达到90%以上，高等极应达到95%以上；当年不修路，可控制在85%以上。对于管道两侧的回填土可以采用人工或蛙式打夯，使两侧回填土压实度>90%，同时两侧同步回填碾压，制止用推土机回填管道顶及两侧回填土，确保回填土质量。

7 总结

综合市政管道工程，施工组织设计是否合理，将直接影响工程投资、质量、工期。通过对管道基础、纵向刚度、回填土压实处理的分析、论述，总结出一系列适用于各种情况的处理方案，这些处理方案被证明行之有效的，可为沿海地区的市政管道基础处理提供指导、借鉴作用。