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摘要:给排水系统是市政建设的重要内容,直接影响着城市的排水能力,同样也关系着广大市民的日常生活。随着城市化的深入,我国城市建设规模逐渐扩大,给排水工程所面对的环境条件也更加复杂。针对一些软土地区,需要对给排水管道进行适应化设计。本文将探讨软土地区市政排水管道设计的要点,希望可以为工程实践提供一定的参考。
关键词:市政;给排水管道;软土
软土地的特性会给市政给排水管道设计带来一定的限制,缩小了施工工艺选择的范围,不仅如此,为了满足施工条件,还需采取一定的措施改善软土地质,强化其承载力,避免在施工中出现沉降变形的情况。目前,我国市政给排水管道施工中经常会遇到软土问题,设计工作中普遍会出现一定的问题,影响到施工质量,因此有必要进行专门研究。
一、软土地区及软土地基的处理
(一)软土地区
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量较高、孔隙比较大、压缩性较高、抗剪强度角度的细粒土。与普通土质相比,软土的固结系数较小,承载能力偏弱,在承受荷载之后会出现明显的沉降变形。在市政给排水管道工程建设的过程中若是遇到软土地区,需要更加慎重的选择施工工艺方法以及材料,避免出现管道不均匀沉降的问题。在工程设计中,要针对现场实际情况以及可能出现的问题提出科学的处理方案,保障给排水管道工程施工的顺利开展。
(二)软土地基的处理
目前,我国市政级给排水管道工程建设往往是和道路工程同步开展的,针对工程建设中遇到的软土地区,为了提高路基的性能,通常会在主体施工前对软土地基进行适当的处理,待其性能稳定之后在进行后续的管线施工,如此就可以避免路基状况造成的新建管线被破坏。
在单独实施的给排水工程中,为了保障结构的安全,必须对管道及其附属物的地基进行处理,比较常用的方法有块石挤淤法、水泥土搅拌桩法、换填砂石垫层法、高压旋喷桩法等几种,具体施工中需要技术人员根据现场情况选择最适用的。
二、软土地区市政给排水管道设计的要点
(一)施工方法的科学选用
结合工程实践来看,市政给排水管道施工所采用的方法主要有两种,分别是开挖施工和非开挖施工,前者即是指最常见的开槽埋管的方法,后者则包括多种形式,如牵引法施工和顶管施工,二者的适用性不同,其中牵引法适合小管径的管道,顶管施工则则要求管径在DN600以上。
在软土地区的给排水管道施工中,应针对不同的情况选择不同的施工方法,如埋深在3m以下的管道基坑,可采用放坡开挖。而深度在3m以上的,则可采用钢板桩支护法。若采用开挖施工,则在作业的过程中,必须要注意地下水位情况,针对性的采用有效的降水或排水措施。同时做好对基坑变形的监测,及时消除潜在隐患,保障极可能的安全。若管道埋深在6m以上,最好采用非开挖施工。
(二)管材选用
在不同的施工方法选用情况下,管材的选择也存在差异。若采用非开挖施工,考虑到作业对土体不会产生较大的扰动,因此管材的选择相对单一,在此不作过多的讨论,主要对软土地区开挖施工下管材的选用进行分析。
根据软土地区不均匀性的特定,在给排水管材的选用上应充分考虑管道基础处理的后沉降、沟槽围护以及降水排水等方面的问题,最大程度的满足施工速度的要求。基于此,所选的给排水管道应该具有质量轻、强度高的特性,且有一定的蠕变量,如此才能方便施工作业的开展,提高施工效率。
目前,国内广泛使用的开挖施工的给排水管材主要有以下几类:金属管材(钢管、球墨铸铁管)、钢筋混凝土管材、玻璃钢夹砂管材、合成材料管材(PE管、HDPE管)等。其中合成材料管在近些年的应用呈现出上升的趋势,原因在于其具有极强的抗地质沉降能力和抗不均匀沉降效果,因此对基础处理的要求偏低。而且质量轻,方便施工。因此在软土地区的给排水管道设计中最好优先选用这种管材。
(三)管道安装施工要点
市政给排水管道的安装所采用顺路敷设的方式,针对过程中遇到的软土层,应进行针对性的加固处理。管道安装需要注意的点主要有以下几项:其一,充分利用道路和地基的处理成果,基于管道埋深、管径、输送介质、工作压力等因素进行综合分析。其二,结合管道的具体平面、纵向位置,对道路基础进行适当调整,为管道安装创造良好条件。其三,在穿越软土地区时,做好地基处理和防腐处理,采用变形能力更强的柔性管道接口。
(四)做好不均匀沉降关键节点的处理
结合以往的工程实践来看,市政给排水管道和检查井、闸门井等构筑物的连接处是最容易出现问题的部位,比较常见的问题包括管道变形、断裂、破损等,这种状况多是因管道和构筑物之间发生的不均匀沉降造成的,而这种不均匀沉降在软土地区十分常见。因此在软土地区给排水管道设计的过程中,必须要做好这类现象的防范,一方面要做好软土地基的处理工作,尽可能的降低沉降差,另一方面则是要对这些关键节点进行针对性的设计。
首先,对于给排水管道和检查井的连接部位,应将检查井的底板沿着管道连接的方向进行适当的加长,并在二者连接处采用柔性短管提供过度,短管长度应在60~80cm之间。需要注意的是,管道基础和检查井基础之间的渐变过渡区长度应在一倍管径以上。此外,将管道承口排在检查井的进水方向,将插口排在检查井的出水方向。
其次,给水管穿越管道构筑物的处理措施。在市政给排水管道设计中,若是遇到管道需要穿越构筑物的情况,需要在构筑物内与管道相连接的设备或是设施中加装伸缩节。同时还要在管道与井壁接触部位的孔洞之间填充适当的柔性材料。管道伸出构筑物300~500mm后需要加装柔性短管作为连接的过渡段,并对短管的基础进行适当的处理,确保变形的连续性。
再次,给水管管桥段的处理。在市政给水管架设的过程中,遇到存在过河的情况,需要架设管桥。管桥段的水管最好采用钢管材质。而针对软土地区桥台两侧容易发生的不均匀沉降问题,为了避免敷设在桥台处的水管出现损坏,必须要对引桥高填方路基进行适当的处理,使其与管桥桩基础的沉降趋于一致。必要时还应在桥台两侧给水管出设置可曲挠橡胶接头,对可能因不均匀沉降而导致的管道错位进行补偿。
结束语
综上所述,在市政给排水管道工程设计施工的过程中,软土地基会引发多方面的问题,针对这些问题,设计人员应结合现场情况制定科学的施工方案,优化施工工艺以及管材的选用,提高管道工程施工的整体质量。
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