劉 成
摘要:通過(guò)地下水對(duì)混凝土侵蝕機(jī)理的分析,從設(shè)計(jì)方面提出地下水對(duì)排水管道及構(gòu)筑物的侵蝕防治措施。
關(guān)鍵詞:地下水;侵蝕;防治措施
城市市政基礎(chǔ)設(shè)施中的排水管道系統(tǒng)是進(jìn)行城市各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的保證體系,是現(xiàn)代城市生存和發(fā)展的命脈。因此,我們?cè)谶M(jìn)行排水管道和構(gòu)筑物工程設(shè)計(jì)時(shí),必須注意地下水對(duì)混凝土的侵蝕,并且采取相應(yīng)的防治措施。
1 排水管道管材的特性
目前排水管道最常用的管材有鋼筋混凝土承插管和新型管材,新型管材包括:玻璃鋼夾砂復(fù)合管、高密度聚乙烯管等。現(xiàn)對(duì)這幾種管材的優(yōu)缺點(diǎn)論述如下:
1.1 鋼筋混凝土承插管:該類管材目前被廣泛使用在排水工程中,主要有平口管和承插口管兩類。
優(yōu)點(diǎn):①承插式膠圈柔性接口對(duì)各種地基的適應(yīng)能力強(qiáng);②施工后回填要求不嚴(yán)格;③造價(jià)低。
缺點(diǎn):①重量大,一般需要機(jī)械吊裝安裝;②尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)配件,不宜使用于配件及支管過(guò)多的管線。
由于該管材造價(jià)低,承插口適應(yīng)軟土地基,故在設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用。
1.2 玻璃鋼夾砂復(fù)合管
優(yōu)點(diǎn):①本地管材節(jié)約外運(yùn)費(fèi)用;②耐腐蝕性好,不需做內(nèi)外防腐處理;③自重輕、強(qiáng)度高,運(yùn)輸安裝方便; ④摩擦阻力小,運(yùn)輸能力高,玻璃鋼管的粗糙系數(shù)為0.0084,因此玻璃鋼管能顯著減少管道的沿程損失,減小管道埋深,可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
缺點(diǎn):①管材價(jià)格較高;②回填要求嚴(yán)格。
目前,該類管材因?yàn)楣懿膬r(jià)格問(wèn)題受到一定的制約。
1.3 高密度聚乙烯管(HDPE):
優(yōu)點(diǎn):①耐腐蝕性好,不必做內(nèi)外防腐;②自重輕、強(qiáng)度高,運(yùn)輸安裝方便;③摩擦阻力小,輸送能力高,能顯著減少管道的沿程。
缺點(diǎn):①管道采用電熱熔接口,日常維修困難。
該管材由于管道接口、不易切割和維修等原因,尚未大量在埋地工程使用。
1.4 增強(qiáng)聚丙稀管(FRPP):
優(yōu)點(diǎn):①具有較大的強(qiáng)度、剛性和抗沖擊性;②摩擦阻力小、壽命長(zhǎng)、安裝方便;③內(nèi)壁耐腐蝕性好,不需做內(nèi)外防腐處理;光滑、不結(jié)垢、接口允許轉(zhuǎn)角大; ④摩擦阻力小,運(yùn)輸能力大。
缺點(diǎn):①管道覆土在4m以內(nèi);②要求回填處理嚴(yán)格。
增強(qiáng)聚丙烯價(jià)格比玻璃鋼夾砂復(fù)合管和HDPE管便宜,其管道的綜合效益較好,在條件允許的情況下,可以作為沿海地區(qū)首選管材使用。如果因?yàn)闂l件限制工程必須采用鋼筋混凝土管材,則必須提前預(yù)訂高抗(或抗)硫酸鹽水泥制作的鋼筋混凝土管道。若施工很急,而無(wú)法定購(gòu)時(shí),可在鋼筋混凝土管道表面涂熱瀝青兩道,兩端接口留出20厘米不涂,待管道安裝接口做好后補(bǔ)做。
2 管道基礎(chǔ)
根據(jù)沿海地區(qū)工程中構(gòu)筑物遭到硫酸鹽結(jié)晶性侵蝕的規(guī)律來(lái)看,鋼筋混凝土較混凝土嚴(yán)重,為此將鋼筋混凝土基礎(chǔ)改成素混凝土基礎(chǔ),混凝土可以采用以下防護(hù)措施:
2.1 根據(jù)《工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察規(guī)范》結(jié)晶
性侵蝕的判定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,宜優(yōu)先采用高抗硫酸鹽水泥,其次可考慮采用硫酸鹽水泥。若工程緊急無(wú)法定購(gòu),可采用鋁酸三鈣含量小于8%的普通硅酸鹽水泥,外加水泥重量的1%的亞硝酸鈉(該劑有緩蝕作用),并嚴(yán)格控制水灰比,不得大于0.5,以增加混凝土的密實(shí)度。
2.2.摻加外加劑:沿海地區(qū)工程為了提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性、在混凝土攪拌時(shí)應(yīng)摻加減水劑和引氣劑,從而提高抗侵蝕能力。
3 鋼筋混凝土管道及構(gòu)筑物四周回填材料
3.1 鋼筋混凝土管道及構(gòu)筑物四周回填碎石。在碎石中摻加一定量的粘土。從水文地質(zhì)學(xué)中得知,當(dāng)砂粒強(qiáng)透水中含10% 得粘土?xí)r,其滲透系數(shù)將降低90%以上,若含土量在增加,滲透系數(shù)還將大幅度降低,根據(jù)這個(gè)原理,可使回填的碎石形成不透水層,或不良透水層,從而堵塞管道和構(gòu)筑物四周由于碎石形成的地下水流通道。既不使管材強(qiáng)度受到影響,又增加碎石層的密實(shí)度,防止以后路面沉降。
3.2 鋼筋混凝土管道及構(gòu)筑物四周回填灰土。在鋼筋混凝土管道和構(gòu)筑物施工過(guò)程中,采用可行的地下水降水措施,將地下水位降到基礎(chǔ)以下0.5米,回填時(shí)采用3:7灰土回填,直至路基,回填范圍為管道和構(gòu)筑物外皮1.0米。
4 鋼筋混凝土管道、構(gòu)筑物、管道接口、沉降縫等外側(cè),以及混凝土基礎(chǔ),均涂熱瀝青兩道防止侵蝕。