試談不良地質(zhì)條件下管道基礎(chǔ)的處理與施工

1、試談不良地質(zhì)條件下管道基礎(chǔ)的處理與施工    【摘 要】管道輸送是一種較為安全的運輸手段，但在不同的地質(zhì)條件下想象、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。 【關(guān)鍵詞】不良地質(zhì)條件；濕陷性黃土；管道施工；管道地基；處理方法 Teatment and construction of pipeline basis under poor geological conditions Wang Zhi-hui1,Wang Zhi-qiang 2 (1. Inner Mongolia Transport Co

2、nstruction Project Management and Consulting Co., Ltd HulunbEier Inner Mongolia 021000; 2.China Communication HaiwEI Project Construction Co., Ltd Beijing 100000) 【Abstract】Pipeline transportation is a safer means of transportation, but in different geological conditions the design, construction pip

3、eline have different technical requirements. This article describes the loess area and several treatment methods for soil dust and sand mat treatment. 【Key words】Adverse geological conditions; Loess; Pipeline construction; Pipe foundation; Teatment 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，采用管道輸送各種介質(zhì)的范圍及領(lǐng)域越來越廣，距離越來越遠(yuǎn)。輸送管道的

4、想象、施工、維護(hù)等有它的特殊性，它和地形、地質(zhì)、輸送的介質(zhì)、管材等有著密切的關(guān)系。在長距離管道安裝中，由于各方面的因素，采用直埋的方法最為普遍，而直埋管道的基礎(chǔ)對不同地基、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，對地基的處理有著特殊的要求。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。黃土在自重或一定荷重作用下受水浸濕后其結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著的附加下沉，以

5、至在其上的建筑物遭到破壞，這是黃土的一種特殊性質(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)惹事故的主要原因是地基的不均勻沉降。因此管道對地基強度、穩(wěn)定性及不均勻沉降有極為嚴(yán)格的要求。 2.1 影響地基的幾個因素。 2.1.1 強度及穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗目辜魪姸炔蛔阋灾紊喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載時，地基就全產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。 2.1.2 壓縮及不均勻沉降。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，特別是超過管道所能允許的不均勻沉降時，則會引起管道過量下沉，接口開裂，影響管道的正常運用。 2.1.3 地震造成的地基土震陷以及車輛的振動和爆破等動力荷載

6、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，會發(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除其濕陷性。對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壓力之和等于或小于該土層的濕陷起始壓力，就可以認(rèn)為地基的濕陷性全部消除。對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)，所以必須處理基礎(chǔ)地面以下的全部自重濕陷性黃土層。     

7、濕陷性黃土層的管道基礎(chǔ)處理方法很多，常用的方法有土或灰土墊層、砂或砂墊層、強夯法、重錘夯實法、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。 2.2.1 灰土墊層。 灰土墊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厚的軟弱土層。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，表面的軟弱土一部分已被去掉，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，減少沉降力。 灰土墊層是將基礎(chǔ)下面一定范圍內(nèi)的弱土層挖去，用一定體積比配合的灰土在最優(yōu)含水量情況下分層回填夯實或壓實。 (1)承載力的確定

8、。經(jīng)過人工壓實(或夯實)的37灰土墊層，當(dāng)壓實系數(shù)控制在097及干土重度不小于145150 KN/m3時，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矣昧吭谝欢ǚ秶鷥?nèi)，其強度隨灰土用量的增大而提高，但當(dāng)超過一定限值后，強度則增加很小，并且有逐漸減小的趨勢。 (3)灰土的質(zhì)量檢驗。一般采用環(huán)刀取樣，測定其干土重度。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可按壓實系數(shù)確定，一般為093095。管道基礎(chǔ)壓實系數(shù)一般采用095，不得小于090。 (4)灰土墊層的厚度與濕陷變形的關(guān)系。墊層具有一定的厚度才能使?jié)裣萘孔畲蟮纳喜客翆拥臐裣菪韵?，并由墊層擴散到天然黃土層的附加力減少到某種程度，使浸入后的濕陷量減

9、少。 2.2.2 素土墊層。 素土墊層是先挖去基坑下的部分或全部軟弱土，然后回填素土分層夯實，處理級非自重濕陷性黃土，管徑不大的管道基礎(chǔ)常采用素土墊層。 素土墊層的土料一般以粘性土為宜，填土必須在無水的管溝(基坑)中進(jìn)行。夯(壓 )施行工時，應(yīng)使土的含水量接近于最佳含水量，填土的夯(壓)實應(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)管道的不透水性基礎(chǔ)與軟土層相接觸時，在荷載的作用下，軟弱土地基中的水被迫從基礎(chǔ)兩側(cè)排出，基底下的軟弱土不易固結(jié)，形成較大的孔隙水壓力，還可能導(dǎo)致由于地基強度降低而產(chǎn)生塑性破壞的危險。砂墊層和砂石墊層材料透水性大，軟弱土層受壓后

10、，墊層可作為良好的排水面，可以使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結(jié)和提高其強度，避免地基土塑性破壞。因此濕陷性黃土地基處理也可采用砂和砂石墊層。 砂、砂土墊層的材料宜采用級配良好，質(zhì)地堅硬的粒料，其顆粒的不均勻系數(shù)不小于10。管道基礎(chǔ)砂墊層以中粗砂為好，也可摻加一定數(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，測定其干土重度，以不小于砂料在中密狀態(tài)時的干土重度數(shù)為合格，如中砂一般為15.516 KN/m3。 2.2.4 強夯法。 強夯法處理地基具有效果顯著、裝備簡單、施工方便、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)易行和節(jié)省材料等優(yōu)點。對濕陷性黃土地基的加固有較好

11、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，對管道的安全性要求高的情況下，也可用強夯法來處理基礎(chǔ)。 在濕陷性黃土地基土上進(jìn)行強夯，當(dāng)夯擊能為10002000 KN時，一般可消除夯面下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 注意事項。 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)過一段工夫才能逐步體現(xiàn)出來，另一方面，每一路段的地基處理存在它的特殊性，而且地基處理效果大都是隱蔽工程，很難直接檢驗其處理效果。這就要求在

12、地基處理施工過程中和施工完成之后注意下面幾點： (1)在地基處理施工中，只了解如何施工是不夠的，還必須了解所采用處理方法的原理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。 (2)進(jìn)行施工質(zhì)量和處理效果的檢驗，確保工程質(zhì)量。 (3)作好監(jiān)測工作，以保證施工的正常進(jìn)行，通過觀察搜集數(shù)            (1)在地基處理施工中，只了解如何施工是不夠的，還必須了解所采用處理方法的原理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。 (2)進(jìn)行施工質(zhì)量和處理效果的檢驗，確保工程質(zhì)量。 (3)作好監(jiān)測工作，以保證施工的正常進(jìn)行，通過觀察搜集數(shù)據(jù)為下一階段的工作提供可靠的依據(jù)。 (4)采用可行的檢測手段來檢驗處理效果。 (5)通過分析可獲得必要的參考值，可以驗證想象，必要時進(jìn)行想象修改，也可通過分析獲得寶貴的經(jīng)驗。 (1)在地基處理施工中，只了解如何施工是不夠的，還必須了解所采用處理方法的原理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。 (2)進(jìn)行施工質(zhì)量和處理效果的檢驗，確保工程質(zhì)量。 (3)作好監(jiān)測工作，以保證施工的正常進(jìn)行，通過觀察搜集數(shù)          &