城市给水管道基础及埋设施工技术
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城市给水管道基础及埋设施工技术
【摘要】本文主要阐述了一般地区的给水管道基础施工措施、流砂及淤泥层地区的给水管道基础施工措施、地震区给水管道基础施工要求、管道埋设的最小埋深等技术问题。
【关键词】给水管道;基础;埋设;施工
给排水管道在敷设前,必须充分了解沿管线地段的士壤性质情况、地下水位的情况,采取相应措施打好管道基础。
同时要做好埋设施工的各个环节的工作。
1、一般地区的给水管道基础施工措施
(1)要尽可能敷设在土壤耐压强度高、未经扰动的天然地基上;施工时要采取适当排水措施,避免地基扰动。
铸铁管、钢管、塑料管的敷设可不做基础处理,把天然地基整平,管道铺设在未经扰动的原上上;如遇地基较差或含岩石地区埋管时,应采用砂基础。
(2)承插式钢筋混凝土管的敷设如地基良好,可以不做基础;如地基较差可以做砂基础或混凝土基础。
采用混凝土基础时,可采用垫块法施工,管子下到沟槽后用混凝土块垫起,等符合设计高程进行接口,接口安装完毕经试压合格后再浇注整段混凝土基础。
每隔一定距离在柔性接头下,留出60cm-80cm范围不浇注混凝土而填以砂,以使柔性接口可以自由伸缩沉降。
(3)石棉水泥管通常用砂基础或混凝土基础。
采用刚性接口时,应根据情况每隔一定距离设置一个柔性接口。
2、流砂及淤泥层地区的给水管道基础施工措施
在流沙及淤泥地段,地下水位较高的粉砂、细砂或饱和的黏性土壤中埋布管道,如不及时排水,土壤可能会变软,甚至出现流砂,直接影响埋管施工的工程质量和投产后的使用。
在天然淤泥层土壤中埋管也可能出现以上情况。
2.1、管道基础土壤加固施工措施
(1)如果管底淤泥层不厚,可将淤泥层挖掉而换以砂砾石、砂或干土夯实作为人工垫层。
(2)如果流砂现象不严重,基础土壤扰动深度较浅时,可采用填块石的施工。
施工时,边挖土边将块石挤入扰动土层中,挤入深度可达0.300m-0.600m,块石之间的缝隙则用砂砾石填充。
另外,也可先在流砂土层上铺干草包芦苇席,其上放一层竹笆木片,放大块石加固,再做混凝土基础。
2.2、桩基础施工措施
(1)砂桩
砂桩不仅能把土壤挤压密实,还能起到排水的作用,在工具桩打入时,从土中挤出的水可以自临近砂桩中溢出。
所以,采用砂桩法能加速地基的固结,并能节约木材。
砂桩加固法系采用带有木质圆柱形桩靴的钢套管,用桩锤或振动式打桩机打入土中,形成直径约20cm-30cm的空穴。
再在套管中分层填入中砂或粗砂,边填砂,边捣实,并逐步拔起套管;在拔套管时,要使砂在套管中经常保持有1.000m-1.250m的高度。
砂桩的布置可按梅花形排列,间距0.70m-1.00m。
最外边一排砂桩轴线应距管道基础宽度的边沿至少100mm。
(2)预制钢筋混凝土桩或木桩
①短桩法
这种方法系将扰动土壤挤密,恢复其承载能力,通常用在槽底土壤被扰动深度为0.820m。
桩长为1.53m,桩径为15cm左右,桩距为0.50m-0.70m。
如桩与桩间的土壤松则还要在桩间挤入石块。
这种处理方法用得较多,特别是对大型管道,效果非常好。
②长桩法
这种方法系用桩将荷载传布到深层地基中去。
木桩的长度可按摩擦桩计算。
长桩法一般适用于槽底土壤被扰动深度达2.000m以上的情况。
桩长必须在4.00m 以上,每米管道上根据管径的大小及荷重情况,采用2-4根木桩。
这种处理方法,施工有一定难度。
3、地震区给水管道基础施工要求
在地震区敷设室外给水管道,必须使在发生设计烈度的地震时,震害控制在局部范围尽可能防止产生次生灾害,并便于抢修和迅速恢复使用。
地震区的给排水工程埋管一定要按照《设计规范》GB500322003的规定执行。
对设计烈度高于9度或有特殊抗震要求的工程,还必须进行专门研究。
3.1、设计要点:管线走向要尽可能选择对工程抗震有利的地段,避开不利地段,不得选择有危险的地段。
3.2、地下管道的管材选择要满足的要求:地下直埋管道必须选择柔性接口好的管材,地下管道要尽可能采用承插式胶圈。
(1)过河水库、渠倒虹管和架空管、通过发震断裂带的管道、穿越铁路或其他主要交通干线以及位于地基上为可液化土地段的管道,要采用钢管;由于目前有机非金属管(塑料管)及复合管的生产技术已经成熟,在这类地区应采用钢塑复合管或衬塑钢管。
(2)地下直埋承插式铸铁管道的直线管段上,在采用胶圈水泥填料的半柔性接口代替柔性接口时,必须在全线采用半柔性接口。
(3)地下直埋承插式管道在下列各部位要采用柔性连接。
①地基土质有突变的地方;②穿越铁路及其他重要的交通干线两端;③过河水库、渠倒虹管和架空管的弯头两侧;④承插式管道的T字管、十字管和大于45°弯头等配件与直线管段连接处;配件支墩的设计应符合柔性连接的受力条件。
(4)管网的阀门及给水消火栓的设置,必须合理布置,并要方便保养和管理;阀门必须设置阀门井。
(5)在设计烈度为7度、8度且地基为可液化土地段及设计烈度为9度且场地土为4类时,地下管网的阀门井、检查井(室)等附属构筑物的砖砌体构筑物,要采用不低于耵V100砖、M50砂浆砌筑,并要配置环向水平封闭钢筋,在每50cm高度内要多于2ф。
在河、湖、坑、沟(包括古河道、暗藏坑、沟等)边缘地带设置的构筑物和管道,必须采取适当的抗震措施。
4、管道埋设的最小埋深
排水管道的埋深影响排水系统的造价和施工期,所以,确定一个在本地条件下最经济合理的埋深是非常重要的。
管道的埋深可分为管顶覆上深度和管底埋深。
最小埋深即地面与管顶间的距离。
为降低工程造价,减少施工困难,必须尽可能减少埋深。
但覆土太浅就保证不了技术上的要求,设计规范中对覆土深度规定一个最小限值,即最小埋深。
影响最小埋深的因素如下:①防沟水冰冻和由于土壤冰冻膨胀而破坏管道;②防止管壁被地面上行驶的车辆造成的活荷载压坏;
③满足管道彼此在衔接上的要求。