宋 萍

武漢恒誠(chéng)市政工程有限公司 湖北 武漢 430000

正文：

近些年來(lái)，城市發(fā)展逐漸加快，居民生活在越來(lái)越便捷與提高的同時(shí)，對(duì)市政工程建設(shè)也提出了新的要求。特別是市政工程中的給排水管道建設(shè)，關(guān)系到城市用水與排水，與居民的生活密切相關(guān)，對(duì)居民對(duì)生活質(zhì)量有著重要的影響。在復(fù)雜的施工環(huán)境中，要面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題很多，這些因素往往會(huì)對(duì)施工質(zhì)量以及日后的實(shí)際使用產(chǎn)生一系列的影響，科學(xué)處理是保證工程可靠性的必然要求。軟弱地基就是一種很常見(jiàn)的給排水管道施工中的情況。針對(duì)這種狀況，市政給排水管道的施工過(guò)程中既要做到對(duì)給排水管道設(shè)計(jì)的把控，又要運(yùn)用有效的方法對(duì)軟弱地基進(jìn)行處理。

1 軟弱地基的構(gòu)成及相關(guān)特性介紹

1.1 軟弱地基簡(jiǎn)介

軟弱地基是指主要構(gòu)成成分為淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層的地基。這種地基的主要特點(diǎn)就是天然含水量很大，承載力較低，在荷載作用的影響下容易產(chǎn)生滑動(dòng)、固結(jié)沉降等問(wèn)題。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.1.1規(guī)定，軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成時(shí)應(yīng)按軟弱地基進(jìn)行設(shè)計(jì)。在建筑地基的局部范圍內(nèi)有高壓縮性土層時(shí)，亦應(yīng)按局部軟弱土層考慮。通常在工程設(shè)計(jì)與地基處理之前，在工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的勘查階段應(yīng)該對(duì)軟弱土層的情況做出詳盡的勘查，對(duì)軟弱土層組成成分、分布范圍、厚度、均勻情況、成因、持力層位置以及其物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)都應(yīng)該有較為準(zhǔn)確的把握。對(duì)軟弱土層不同的構(gòu)成成分還應(yīng)該有不同的勘查要點(diǎn)，例如當(dāng)構(gòu)成成分多為充填土?xí)r，應(yīng)該著重估測(cè)其均勻性和排水固結(jié)條件，當(dāng)構(gòu)成成分多為雜填土?xí)r，應(yīng)明確其自重下穩(wěn)定性與濕陷性，必要時(shí)還應(yīng)查明堆載年代。工程設(shè)計(jì)與施工處理都要以勘查結(jié)果作為重要的依據(jù)。

1.2 常見(jiàn)幾種軟弱土的主要特性

1.2.1 淤泥及淤泥質(zhì)土

這種軟弱土最大的特點(diǎn)就是含水量高，往往能達(dá)到40%-90%，天然孔隙比往往大于或等于1.0，在我國(guó)東南沿海，例如天津、上海、寧波、福州、杭州等地區(qū)分布較多。主要工程特性是抗剪度低、壓縮性高、透水性低、具有觸變性和流變性等等。在給排水管道工程中，最主要的影響問(wèn)題是由于地基承載能力低導(dǎo)致的地基沉降幅度大以及不均勻沉降。

1.2.2 沖填土

主要由水力充填泥沙沉積形成。主要特性是含水量大，壓縮性高，強(qiáng)度低。充填土的顆粒組成與排水固結(jié)條件對(duì)工程性質(zhì)都有比較大的影響。如果充填土的含砂量多，就不算軟弱土，而如果粘土顆粒含量較多，在強(qiáng)度和壓縮性方面的表現(xiàn)就會(huì)比較差，需要進(jìn)行相應(yīng)的處理。

1.2.3 雜填土

雜填土往往含有大量的建筑垃圾、生活垃圾或者工業(yè)廢料等雜物，因其含有的雜物種類比較復(fù)雜，性質(zhì)也有著比較大的差異。這種土質(zhì)最主要的特性就是結(jié)構(gòu)松散、均勻性很差、承載力較低、壓縮性高，存在浸水濕陷的問(wèn)題。這種土質(zhì)在給排水管道工程施工中需要進(jìn)行比較復(fù)雜的勘測(cè)與處理，因?yàn)榧幢憔嚯x很近的兩處施工地點(diǎn)，如果主要構(gòu)成成分是雜填土的話，壓縮性和承載力都很可能存在很大的不同，因此需要進(jìn)行較為細(xì)致的估測(cè)與處理。

1.2.4 其他高壓縮性土

例如松散粉細(xì)沙、濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土以及季節(jié)性凍土等特殊土等等，也屬于需要進(jìn)行地基處理的軟弱地基范疇。

2 市政給排水管道遇軟弱地基時(shí)需主要考慮的影響方面

2.1 地基強(qiáng)度低，穩(wěn)定性不足

地基在市政排水管道施工中具有重要的作用，地理位置的差異和地質(zhì)環(huán)境的不同都會(huì)對(duì)工程穩(wěn)定性與工程質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響。特別是由于不同地質(zhì)環(huán)境下的剪切力的不同，處理不好就可能對(duì)施工造成一定的制約。在給排水管道的施工過(guò)程中，要對(duì)地基進(jìn)行準(zhǔn)確分析，準(zhǔn)確估測(cè)地基的剪切力與荷載強(qiáng)度，這樣才能選擇更適宜的管道位置。需要注意的是，在施工過(guò)程中施工人員必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的考證，因?yàn)榧词箖商幨┕さ攸c(diǎn)相差很近，地質(zhì)環(huán)境與強(qiáng)度也很可能存在或大或小的差異。常有經(jīng)驗(yàn)不足的設(shè)計(jì)人員疏忽了這一點(diǎn)從而導(dǎo)致地基施工的穩(wěn)定性受到影響。

2.2 不均勻沉降造成的影響

由于軟土特性的影響，地基的不均勻沉降是軟土環(huán)境下的管道發(fā)生事故的主要原因。在實(shí)際施工中，也常常出現(xiàn)由于管道的基礎(chǔ)條件較差而導(dǎo)致的管道和基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的問(wèn)題，一般會(huì)導(dǎo)致管道滲水或漏水以及局部積水，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致管道的斷裂或借口的開(kāi)裂。如果沒(méi)有有效的設(shè)計(jì)與施工處理方式進(jìn)行質(zhì)量把控，就可能導(dǎo)致管道的抗壓力不足，進(jìn)一步導(dǎo)致管道間的承載力存在缺陷。這些問(wèn)題直接影響到工程的質(zhì)量與使用壽命。在使用過(guò)程中，在地質(zhì)剪切力和地質(zhì)沉降等因素的影響下，管道極易出現(xiàn)擠壓變形的問(wèn)題。管道之間地質(zhì)環(huán)境的差異是導(dǎo)致這些問(wèn)題的主要原因。地質(zhì)差異的不均勻性造成不同程度的沉降限度值，進(jìn)而導(dǎo)致管道的沉降限度變化，當(dāng)不均勻沉降的值超過(guò)了限定的可承受的范圍，就會(huì)使得管道因無(wú)法承受壓力而沉降或變形。當(dāng)這些問(wèn)題發(fā)生在管道之間的接口處，常見(jiàn)的后果就是管道脫節(jié)。對(duì)不均勻沉降問(wèn)題如果不能做出有針對(duì)的設(shè)計(jì)與處理方法進(jìn)行把控，會(huì)在管道投入使用后因其導(dǎo)致的一系列問(wèn)題造成大量的人力物力的損耗，管道的使用壽命也會(huì)受到較大程度的影響。

2.3 水滲透影響施工質(zhì)量

給排水管道施工中對(duì)水滲透度的允許限制有特定的要求，當(dāng)超過(guò)限制，過(guò)多過(guò)大的水滲透量通常會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)后果，一是給排水管道的腐蝕，二是水量的過(guò)度流失。這不僅僅會(huì)很大程度上影響管道的使用壽命，還會(huì)使工程投入使用后的效率大打折扣。因此，在管道的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，要對(duì)水滲透的問(wèn)題有一個(gè)較為明確的控制。在軟弱地基的地質(zhì)條件下，水滲透問(wèn)題要格外嚴(yán)重。水滲透問(wèn)題與地基的軟弱程度與地基的所在部位都有密切的聯(lián)系，管道的不同材質(zhì)也會(huì)對(duì)水滲透造成不同程度的影響。在給排水管道的設(shè)計(jì)與施工中，主要是從這幾個(gè)方面對(duì)水滲透度進(jìn)行控制。

3 軟弱地基下給排水管道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

考慮到影響給排水管道施工質(zhì)量的各種因素，結(jié)合軟弱地基的主要特性，在進(jìn)行給排水管道的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的把控。

3.1 綜合設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌規(guī)劃

筆者認(rèn)為在給排水管道的設(shè)計(jì)上，應(yīng)該具有整體性、層次性、結(jié)構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性。近些年隨著工藝與技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的新工藝與新技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到給排水管道工程中。愈加繁瑣的施工流程對(duì)設(shè)計(jì)人員與建設(shè)人員都提出了更高的考驗(yàn)。在這種情況下，設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該根據(jù)市政排水工程的整體規(guī)劃做出統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。從給排水管道的選址、選材到工程造價(jià)、管道設(shè)計(jì)、管道流通量、管道掩埋深度等方面，都要進(jìn)行整體的考量。設(shè)計(jì)階段必須按站在較高的維度上，以一個(gè)更廣闊的視角對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行整體的把握，同時(shí)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有層次的應(yīng)對(duì)，并且結(jié)合施工過(guò)程中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整。

3.2 工程建設(shè)中的各項(xiàng)參數(shù)精確性

對(duì)給排水管道工程設(shè)計(jì)中各項(xiàng)參數(shù)的精確設(shè)定是保證管道工程完整性和有效性的關(guān)鍵所在。一方面，在對(duì)施工地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)的過(guò)程中，就應(yīng)當(dāng)對(duì)地質(zhì)的主要構(gòu)成及特性，特別是軟弱土層的組成成分、土層的分布范圍、土層厚度、土層均勻情況、軟弱土層成因、持力層位置、物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)等等做出準(zhǔn)確的把握，對(duì)軟弱地基所能承受最大荷載與管道所需承受的拉伸力有精準(zhǔn)的把控。在整體設(shè)定之后，再根據(jù)后期施工中的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的微調(diào)，確保各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)可以應(yīng)對(duì)使用中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。另一方面，在市政給排水管道的施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)混凝土的配比、攪拌機(jī)輸漿量的計(jì)算、焊接參數(shù)、材料性能等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效保證施工過(guò)程的合理性與材料投入的集約，這對(duì)成本控制與工程質(zhì)量都能產(chǎn)生較為積極的影響。

3.3 軟弱地基的處理

對(duì)軟弱地基的有效處理是市政給排水管道施工質(zhì)量的保證。有效的處理要建立在準(zhǔn)確的勘測(cè)上，針對(duì)軟弱地質(zhì)實(shí)際中出現(xiàn)的淤泥及淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層所表現(xiàn)出的不同含水量、壓縮性、強(qiáng)度、均勻性、排水固結(jié)條件等要進(jìn)行相應(yīng)處理。例如，通過(guò)特定配比的水泥采取填充的方式處理軟弱地基，對(duì)壓縮性高的地基可以采取施壓的方式將其壓實(shí)等等。處理方式在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該有明確的方向了，這既要求勘測(cè)人員的謹(jǐn)慎負(fù)責(zé)，確?？睖y(cè)的準(zhǔn)確性，又要求設(shè)計(jì)人員有充足的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種軟弱土質(zhì)情況都有深入的了解以及應(yīng)對(duì)方案。如果由于勘測(cè)的疏忽或是設(shè)計(jì)方面的失誤，在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)不合理情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)設(shè)備與施工工藝進(jìn)行靈活有針對(duì)的調(diào)整，確保整個(gè)施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)性。

4 施工中軟弱地基的處理方式

4.1 深層樁攪拌及碎石砂鋪墊

深層攪拌樁是一種對(duì)軟弱地基較為簡(jiǎn)單便捷的處理方法。因?yàn)檐浫醯鼗ǔ?qiáng)度較低，穩(wěn)定性差，常常出現(xiàn)下部位置難以承受上部荷載的情況，進(jìn)而導(dǎo)致不均勻沉降影響工程質(zhì)量。通過(guò)加設(shè)攪拌樁可以較為有效地解決給排水管道施工中的地基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的問(wèn)題。這種處理方式是通過(guò)將攪拌樁置于給排水管道下方，通過(guò)地基的復(fù)合作用來(lái)提高對(duì)給排水管道的承載力。經(jīng)過(guò)攪拌樁處理之后軟弱地基的穩(wěn)定性會(huì)有明顯的提高，大大減少不均勻沉降的發(fā)生概率。針對(duì)軟弱地基含水量高而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脆弱、抗形變能力差的情況，要采取碎石砂鋪墊的方式處理。具體操作方式是，在施工過(guò)程中在給排水管道底部鋪設(shè)碎石層與碎砂層，通過(guò)碎石與碎砂的特性來(lái)對(duì)地基進(jìn)行加固，有效提升地基強(qiáng)度。這種處理方式可以和井點(diǎn)排水的方式結(jié)合使用，即通過(guò)設(shè)置井點(diǎn)的方式利用空隙壓力的排擠排除地基中過(guò)多的水分。通過(guò)這幾種方式的結(jié)合，對(duì)軟弱地基中的水含量進(jìn)行降低，并且為施工的基礎(chǔ)性固結(jié)創(chuàng)造更好的條件。因?yàn)閿嚢铇都夹g(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景往往是軟弱土層主要構(gòu)成成分為淤泥的高含水量土層施工，想有效提高承載力要確保攪拌樁的中心線與排水管道的中心線重合，將攪拌樁頂部標(biāo)高，對(duì)基礎(chǔ)底部加設(shè)牢固。

4.2 管槽開(kāi)挖技術(shù)處理方法

管槽開(kāi)挖也是針對(duì)軟弱地基的常用處理方式。這種處理方式首先要進(jìn)行支護(hù)準(zhǔn)備，采取分臺(tái)階放坡的手段進(jìn)行，避免開(kāi)挖階段攪拌樁出現(xiàn)剪短的現(xiàn)象。在實(shí)際施工時(shí)，管槽第一層開(kāi)挖的深度應(yīng)該確保不超過(guò)1m，挖掘的寬度應(yīng)該不超過(guò)2m。在管槽挖掘時(shí)，只有第一層開(kāi)挖可以使用機(jī)械設(shè)備，之后各層都應(yīng)采用人工作業(yè)，且后續(xù)的開(kāi)挖應(yīng)將挖掘深度控制在不超過(guò)0.75m，挖掘?qū)挾炔怀^(guò)2m。挖掘?qū)訑?shù)要視管道的掩埋深度而定，嚴(yán)格禁止超挖的情況。通常要遵循槽溝底部寬度不超過(guò)混凝土墊層的寬度加0.8m，這也是為以后的人工操作與排水工作提供便利。除此之外，為了保證攪拌樁支撐體系充分發(fā)揮作用，確保軟弱地基下的穩(wěn)定性，要在每根攪拌樁旁邊設(shè)一根4m長(zhǎng)、小頭直徑0.1m、撐板厚0.05m的木樁來(lái)對(duì)攪拌樁進(jìn)行保護(hù)。

4.3 增設(shè)加固墩方法處理

固墩的加設(shè)也是解決軟弱地基的有效方式。排水管道正常的運(yùn)轉(zhuǎn)中流水會(huì)使其受到一定的外推力，如果沒(méi)有接入承插式結(jié)構(gòu)縮管、彎管以及三通，這種外推力就會(huì)更加明顯，使接口處的受力超出限定值，導(dǎo)致管道變形，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致管道脫節(jié)。 針對(duì)這種情況，在管道接入以及管道間進(jìn)行連接時(shí)，可以采取增設(shè)加固墩墩方法提高穩(wěn)固性，有效支撐彎管、結(jié)構(gòu)縮管與三通位置的受力，與地基共同分散這些部位的壓力，使給排水管道的穩(wěn)固性有較大幅度的提升。這種處理方法并不復(fù)雜，但是在位置的選擇上要比較謹(jǐn)慎。在應(yīng)用上要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，綜合考慮軟弱地基的成分結(jié)構(gòu)與管道布施狀況，對(duì)增設(shè)位置和加固墩參數(shù)都進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，有效提高市政給排水管道施工質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

軟弱地基在給排水管道的施工過(guò)程中還是比較常見(jiàn)的，雖然對(duì)工程會(huì)產(chǎn)生的影響比較大，但是處理起來(lái)并不困難。本文介紹了給排水管道在建設(shè)中會(huì)遇到的軟弱地基的基本情況，對(duì)其成因與特征進(jìn)行了說(shuō)明，并且探究了軟弱地基對(duì)實(shí)際工程的影響，針對(duì)這些提出了一些在工程設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中常用的解決方法，希望能為我國(guó)市政給排水管道工程建設(shè)提供有價(jià)值的幫助與參考。