董世達(dá) 楊鵬剛

摘 要：由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于管道輸送的需求日益增大，管道輸送可以傳送各種介質(zhì)，并且其領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并且輸送距離不斷變遠(yuǎn)。作為一種較為安全的運(yùn)輸手段，由于其距離拉長，因此在面對不同的地質(zhì)條件，特別是不良地質(zhì)條件，對施工管道的基礎(chǔ)處理要有不同的技術(shù)要求，濕陷性黃土作為我國不良地質(zhì)中較大比例的管道施工環(huán)境，本文將重點對其管道基礎(chǔ)處理與施工進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：不良地質(zhì)；管道；基礎(chǔ)處理；施工；濕陷性黃土

引言

我國經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展的時期，對于各種資源的運(yùn)輸需要不斷提高效率和安全性，而管道運(yùn)輸在各種介質(zhì)傳輸?shù)淖饔妙I(lǐng)域越來越廣，并且可傳輸?shù)木嚯x越來越遠(yuǎn)，因此保障管道運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性對于我國社會發(fā)展有著重要意義。由于在長距離管道安裝中，會受到各方面因素的干擾，目前我國管道安裝最普遍的方法是直埋法，但是對于管道進(jìn)行直埋需要對不同的地質(zhì)和地基進(jìn)行不同的處理，我國主要的不良地質(zhì)包括：軟粘土、雜填土、沖填土和比例最大的濕陷性黃土等。在這些不良地質(zhì)環(huán)境下安裝管道需要對地基進(jìn)行特殊處理。

我國在管道運(yùn)輸或安裝中所發(fā)生的事故往往是因為基礎(chǔ)的變形和開裂所導(dǎo)致的，而地基沉降是基礎(chǔ)變形和開裂的主要原因，加強(qiáng)管道基礎(chǔ)處理和施工是管道整體施工的核心，對于加強(qiáng)地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都要從嚴(yán)要求。

1概述

1.1地基安全的幾個影響因素

地基下沉?xí)?dǎo)致基礎(chǔ)的變形和開裂，因此要對基地安全的影響因素進(jìn)行分析，主要包括如下幾個要素：首先，是地基的抗剪強(qiáng)度，當(dāng)其強(qiáng)度不能支撐管道結(jié)構(gòu)的自重或其他附加荷載時，地基的局部或者整體就會發(fā)生整體剪切破壞；其次，管道或者其他上部結(jié)構(gòu)的自重或者其他附加荷載的作用力過大，會導(dǎo)致地基壓縮變形，當(dāng)壓縮變形至一定程度，就會形成管道不能正常敷設(shè)的不均勻沉降，這時管道就會過量下沉，緊接著接口就會開裂，管道就需要進(jìn)行維修；再次，由于地基會產(chǎn)生滲漏，因此當(dāng)水力比超過一定值時，就會對管道產(chǎn)生管涌，進(jìn)而破壞管道；最后，可能由于地震等自然災(zāi)害或者車輛運(yùn)行震動導(dǎo)致地基土震陷，引起地基失穩(wěn)。

管道地基一般是天然的，未經(jīng)人工處理，因此當(dāng)這類地基發(fā)生上述問題時，必須對這些問題進(jìn)行及時處理，否則將會嚴(yán)重影響管道的安全運(yùn)營。在確定基礎(chǔ)處理方案時，應(yīng)該根據(jù)實際情況，結(jié)合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件，再依據(jù)施工進(jìn)度，采取最適合的基礎(chǔ)處理技術(shù)和方案，做到經(jīng)濟(jì)合理。上述的幾個地基安全影響因素都存在于濕陷性黃土的管道安裝過程中，因此將著重介紹濕陷性黃土管道基礎(chǔ)處理與施工的幾種方法。

1.2濕陷性黃土的分布

我國濕陷性黃土約占黃土分布面積的百分之六十，由于黃土廣泛分布于華北和西北地區(qū)，這些黃土具有低層多和厚度大的特點，并且受到天氣因素的影響，如氣候一般都較為干燥、雨水量少、蒸發(fā)量大，因此在這種干旱地區(qū)，特別容易形成黃土。黃土特別容易受到其他因素的影響導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)迅速遭到破壞而發(fā)生沉降，對于附著其上的建筑物有著嚴(yán)重的破壞，這些因素主要包括自重、附加荷載或者水浸潤等內(nèi)容。黃土由于這種特殊的性質(zhì)導(dǎo)致其建筑施工必須采取相應(yīng)的基礎(chǔ)處理和施工方式。濕陷性黃土作為一種特殊的黃土，廣泛的分布于黃河中下游地區(qū)，并且自北向南逐漸減弱。

2濕陷性黃土地基的幾種處理方法

在濕陷性黃土中敷設(shè)管道必須考慮地基處理問題，否則將難以保證管道的安全和政策使用?；A(chǔ)處理的目的在于對濕陷性黃土的濕陷性進(jìn)行祛除，并且加強(qiáng)其承載能力。基礎(chǔ)處理不同于建筑施工的地基處理，管道的基礎(chǔ)處理主要包括將濕陷性黃土的濕陷性全部或者部分祛除，如果非自重濕陷性黃土地基的處理厚度達(dá)到壓縮層下限或者達(dá)到飽和的自重壓力與附加荷載之和等于或小于該圖層的濕陷其實壓力，那么濕陷性黃土的濕陷性祛除就達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。而自重性濕陷黃土，其濕陷性的衡量指標(biāo)時濕陷量和濕陷變形以及自身土層的厚度和浸水面積等，因此對其基礎(chǔ)處理必須對全部自重濕陷性黃土進(jìn)行作業(yè)。

對于非自重濕陷性黃土基礎(chǔ)處理，應(yīng)該根據(jù)實際情況來做業(yè)，對于一級濕陷性黃土則不需要進(jìn)行處理，而對于二級以上的基礎(chǔ)處理厚度應(yīng)該根據(jù)級別的不同進(jìn)行相應(yīng)的厚度處理，由于不同的土層其濕陷性指數(shù)存在不同，因此針對濕陷性黃土的厚度等具體情況，應(yīng)該斟酌處理厚度的增加與減小。

濕陷性黃土的管道基礎(chǔ)處理與施工的方法有很多，但是常用的主要是以下三種，灰土墊層法、砂墊層法和素土墊層法。應(yīng)該根據(jù)不同的情況選擇相應(yīng)的處理方法。根據(jù)管道安裝線路常、地質(zhì)條件復(fù)雜的情況，因此在安裝過程中會受到許多因素的影響，要對每一具體線段進(jìn)行細(xì)致分析，從整體上進(jìn)行綜合考慮，加以明確合適的管道基礎(chǔ)處理與施工。

2.1灰土墊層法

這種方法常用于非自重濕陷性黃土管道的基礎(chǔ)處理與施工中，由于管道的特殊性，與一般建筑相比其作用于地基的力較小，并且要對基槽進(jìn)行挖掘，導(dǎo)致一部分軟土已經(jīng)被刨去，通過在管道安裝過程中用灰土進(jìn)行墊層，可以提高地基的承載力，減小沉降力。這種方法的工藝較為簡單，主要是將基礎(chǔ)下的弱土層刨去，用配比合適的會土層加以夯實。采用灰土墊層法，必須確定不同配比情況下的承載力，通過人工壓實的方法，使灰土墊層的壓實系數(shù)和干土重度得以控制，根據(jù)不同的情況選擇不同的材料配比。當(dāng)灰土中石灰的量越大，其強(qiáng)度也就越強(qiáng)，但是超過一定定值時，其強(qiáng)度就會減小，因此，通過配比定點改善壓實性能。對灰土墊層應(yīng)該進(jìn)行抽樣檢測，保障其性能，一般采用環(huán)刀取樣的方法，測定其干土重度，其壓實系數(shù)范圍在0.90至0.95之間。最后，要處理好灰土墊層厚度與濕陷變形之間的關(guān)系，由于墊層的厚度能夠祛除上部土層的濕陷性，并且減少浸入的濕陷量，其墊層的寬度要以溝槽寬度為依據(jù)。

2.2砂石墊層

管道一般要采用不透水性基礎(chǔ)，當(dāng)其與軟土層接觸后，容易導(dǎo)致地基強(qiáng)度下降，并且產(chǎn)生塑性破壞。采用砂墊層法，借助砂墊層良好的透水性能，在濕陷性黃土受到壓力時，可以起到良好的排水效果，有效的消除地基的孔隙水壓力，有利于基礎(chǔ)免遭土塑性破壞。砂墊層的厚度和寬度應(yīng)該根據(jù)砂墊層的容許承載力來設(shè)計，自重應(yīng)力和附加荷載不得超過軟弱土層的承載力。

2.3素土墊層法

同灰土墊層法一樣，需要刨去部分或全部軟弱土，然后通過素土墊層進(jìn)行夯實，這種方法常適用于級別較低的非自重性濕陷性黃土的基礎(chǔ)處理，其管道管徑一般不宜過大。素土墊層的材料采用粘性土最合適，通過污水管溝進(jìn)行填土，素土墊層的含水量應(yīng)該盡量控制接近最佳含水量，采用多層敷設(shè)的方式進(jìn)行作業(yè)。

3結(jié)語

不良地質(zhì)條件下管道基礎(chǔ)處理與施工，是保障管道正常使用的關(guān)鍵，其基礎(chǔ)處理方法一般需要經(jīng)過一段時間才能顯現(xiàn)出作用，并且由于不同的地區(qū)具有不同的特點，因此在處理過程中要嚴(yán)格遵照相應(yīng)的原理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保處理效果得以保障，確保管道使用的安全可靠。

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（作者單位：中國水利水電第四工程局有限公司）