摘要：本文對軟弱土質(zhì)條件介紹了幾種常用的管道地基處理方法，并結(jié)合工程實例，對管道地基處理方法的適用條件進行了分析討論。 

關(guān)鍵詞：軟弱土質(zhì)；排水管道；地基處理

Abstract: in this paper, the weak soil condition of this paper introduces some common ground treatment of pipeline, and combined with practical engineering, the foundation treatment method of the pipeline suitable conditions are discussed.

Keywords: weak soil; Drainage pipe; Foundation treatment

中圖分類號：S276    文獻標(biāo)識碼：A     文章編號：

0、前言

　　　市政排水管網(wǎng)是城市發(fā)展的血脈，是市政基礎(chǔ)配套設(shè)施的重要組成部分，城市污水收集率的穩(wěn)定性及雨水排放的可靠性是城市發(fā)展的百年大計，管道的基礎(chǔ)處理作為城市排水系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的保障性因素，措施是否得當(dāng)將關(guān)乎到系統(tǒng)的使用效果和運行壽命。本文針對管道基礎(chǔ)介紹了工程中幾種常見的軟弱地基特征及其相應(yīng)的處理方法，并結(jié)合具體工程實例，因地制宜、有的放矢的將理論知識應(yīng)用到工程實踐中。

1、管道地基處理技術(shù)

1.1、管道地基處理對象

　　　管道地基處理的對象主要為軟弱地基和特殊土地基，本文主要介紹軟弱地基的處理。軟弱地基包括軟土、沖填土、雜填土、飽和松散粉細砂，具體特征如下：

　　　1、軟土：包括淤泥、淤泥質(zhì)土，在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物和化學(xué)作用形成。其主要成分由細粒土組成，具有孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（壓縮系數(shù)＞0.5Mpa-1）和強度低等特點。

　　　2、沖積土：整治和疏浚江河航道時，用挖泥船將夾雜大量水分的泥砂吹到江河兩岸而形成的沉積土，又稱吹填土。沖積土是否要處理和采取何種處理方法，取決于沖積土的顆粒組成、土層厚度和排水條件。對于粗粒的碎石土、砂土，是良好的天然地基；而對于壓縮性高的粘土，一般都需要處理地基。

　　　3、雜填土：由人類活動而任意堆積的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾。其組成物質(zhì)較為雜亂，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散，具有強度低、壓縮性高和均勻性差等特點。

　　　4、飽和松散粉細砂：由于密實度小，容易在動力荷載作用下產(chǎn)生液化現(xiàn)象，并容易在動水壓力作用下產(chǎn)生管涌和流砂現(xiàn)象。

　　　綜上所述，軟弱土具有承載力低、壓縮性大和觸變性較為明顯等特點，采用軟弱地基處理措施可以有效的提高地基抗剪切強度、降低地基的壓縮性、改善地基的特性和動力特性。

1.2、軟弱地基管道存在的問題

　　　在軟弱土地區(qū)實施排水管道發(fā)生事故的主要致因是地基的不均勻沉降，因此，管道實施過程中，地基強度、穩(wěn)定性和不均勻沉降均應(yīng)采取對策，并遵循極為嚴(yán)格的要求。工程實施過程中常遇到的問題主要有以下幾點：

　　　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，地基就會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。 

　　　 2、壓縮及不均勻沉降。當(dāng)?shù)鼗捎谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載而產(chǎn)生過大的壓縮變形時，特別是超過管道允許的不均勻沉降，則會引起管道過量下沉，接口開裂，影響管道的正常使用。

　　　3、地震造成的地基土的震陷以及車輛的振動、爆破等外力荷載可能引起地基土的失穩(wěn)。

　　　4、地基滲漏量或水力比降超過容許值時，會發(fā)生水量損失或潛蝕管涌，從而可能造成管道破壞。

1.3、管道地基的處理方法

　　　軟土管道地基處理方法有很多，常用的方法有：換填法、強夯法、砂石樁法、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁等，各種處理方法都有它的使用范圍、局限性和優(yōu)缺點。

　　　1、換填法

　　　當(dāng)軟弱地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求時，而軟弱土層的厚度有限時可將基礎(chǔ)底面以下的土層部分或全部挖去，然后分層換填強度較大的砂（碎石、灰土素土、高爐干渣、粉煤灰）或其它性能穩(wěn)定，無侵蝕性的材料，并壓（夯、振）實至要求的密實度為止，這種方法稱為換填法。換填法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理，換填墊層的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3.0m。換填墊層厚度太薄則墊層的作用不明顯，厚度太大則坑壁占地面積大或需要基坑支護，以及施工土方量大，棄土多，常使工程處理費用增高，工期延長，對環(huán)境的影響增大。

　　　2、強夯法

　　　這種方法是反復(fù)將很重的錘提到一定高度使其自由落下，給地基以沖擊和振動能量，從而提高地基的強度和地基的壓縮性，改善地基性能。強夯法使用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基，均能取得較好的效果。對于飽和度較高的粘性土，強夯法處理效果不明顯，尤其對于淤泥和淤泥質(zhì)土，處理效果更差，要慎重選用。

　　　3、砂石樁法

　　　 碎石樁、砂樁砂石樁總稱為砂石樁，是指采用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，再將砂或碎石擠壓入已成的孔中，形成大直徑的砂石所構(gòu)成的密實樁體。砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基。飽和粘土地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理，砂石樁法也可用于處理可液化地基。砂石樁屬于散體材料樁，無膠結(jié)強度，其剛度介于土和柔性樁之間，能承受和傳遞壓力，不能承受拉力。并且在圍限條件下成樁。

　　　4、水泥土攪拌樁法

　　　水泥土攪拌法是利用水泥（或石灰等材料）作為固化劑（漿體或分體）強制攪拌，使土體硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的水泥加固體，從而提高地基的強度和增大變形模量。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。

　　　水泥土攪拌樁法加固軟土地基有其獨特的優(yōu)點：（1）最大限度的利用了原土；（2）攪拌是無振動、無噪音和無污染，可在密集的建筑群中施工，對原有建筑物和地下管溝影響很??；（3）可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，靈活的采用柱狀、壁狀、格柵狀等加固形式；（4）與鋼筋混凝土樁相比，可節(jié)約材料并降低造價。

　　　5、高壓噴射注漿法

　　　高壓噴射注漿，先利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管，鉆入土層的預(yù)定位置，然后將漿或水以高壓流的方式從噴嘴中噴出，沖擊破壞土體，高壓流切割、攪拌的土層，顯顆粒狀分散，一部分被漿液和水帶出鉆孔，另一部分與水?dāng)嚢杌旌?，隨著漿液的凝固，形成具有一定強度和抗?jié)B性能的固結(jié)體。高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。

　　　高壓噴射注漿法具有加固體強度高、加固質(zhì)量均勻、加固體形狀可控的特點，而且，高壓噴射注漿法全套設(shè)備緊湊、體積小、機動性強，占地少，能在狹窄和低矮的空間施工，已成為國內(nèi)工程界普遍接受的、多用途、高效的地基處理方法。但高壓噴射注漿法工程費用較高。

2、工程實例

　　　2.1、工程概況

　　　佛山某污水收集系統(tǒng)（三期）工程污水管道總長42.84公里，管道埋深為2.5m~8.0m，管道施工的方式分為頂管和開槽埋管，頂管段污水管管徑為Φ800~Φ1200；采用Ⅲ級鋼筋混凝土管；開挖段污水管管徑為Φ400~Φ800；采用HDPE纏繞增強管。

　　　2.2、地質(zhì)條件

　　　該工程管網(wǎng)沿線之地基由①人工填土層（Qml）、②第四系海陸交互相沖淤積層（Qmc）、③第四系殘積層（Qel）、④下第三系始新統(tǒng)寶月組、布心組風(fēng)化基巖（E2by、E2b）等組成。第四系沖積層厚度變化較大，主要由粉質(zhì)粘土（粉土）、淤泥（淤泥質(zhì)土）、粉細砂及中粗砂等組成，土層種類較復(fù)雜，層位不穩(wěn)定，沿線大多軟土發(fā)育。其中不良土層主要為人工填土層和淤泥質(zhì)土層，具體如下：

　　　 ①素填土、雜填土：普遍分布在現(xiàn)有道路及周邊地表。厚度0.50～4.80m, 層頂埋深1.11～4.75m。土層呈灰黃色、紫紅色、黃褐色、淺灰色等，顏色較雜，道路上填土主要由中粗砂、碎石、建筑垃圾、石粉等組成，已分層壓實，頂部有20～30cm混凝土路面；其它地段的填土主要由褐色、土黃色粉質(zhì)粘土、粉細砂等組成，稍壓實或完成自重固結(jié)，局部松散，以素填土為主。局部地段含較多生活垃圾、建筑垃圾等物，為雜填土。土層結(jié)構(gòu)不均勻，工程地質(zhì)條件差。

　　　 ②2 淤泥、淤泥質(zhì)土：沿線分布普遍較連續(xù)，共有310個鉆孔揭露該層。以淤泥、淤泥質(zhì)土為主，局部為含淤泥粉砂夾層。為管網(wǎng)沿線淺層主要軟土層，具有承載力低、高壓縮性、高靈敏度、抗剪能力差等特點。由于屬海陸交互相沉積環(huán)境，粉砂夾層厚度大，局部厚度差異性較大。厚度0.50～13.60m，層頂高程2.40～-3.03m，層頂深度0.60～6.20m。土層呈灰黑色、灰色、深灰色等，流塑，含粉砂、貝殼、碎石等雜物,局部為淤泥質(zhì)土與粉砂互層，含腐植質(zhì)，味臭。

　　　2.3、地基處理措施

　　?。?）換填墊層法：開槽埋管，檢查井、特殊井基礎(chǔ)落于①素填土層或②2淤泥質(zhì)土層（該兩層均為不良土層）上，若基礎(chǔ)底下不良土層厚度≤2m時，應(yīng)采用換填處理，若不良土層＞2時m，管徑≤600mm的開槽埋管，可以先挖除部分不良土層后采用拋石擠淤，最后2m采用換填。具體技術(shù)要求如下：

　　　1）土方回填前應(yīng)清除坑底的垃圾、樹根等雜物，抽除坑穴積水、淤泥。

　　　2）采用 1:1粗砂碎石換填，并分層夯實，換填范圍為基礎(chǔ)外各 500（管道基礎(chǔ)按溝槽寬度）

　　　3）換填土由下而上分層鋪填碾壓（振）實，每層層厚可取200~300mm，壓實系數(shù)95%。

　　　4）施工過程中，必須做好基坑排水，必要時應(yīng)采取降低地下水位措施，振實時應(yīng)保證水源補給與排水暢通。

　　　5）分層碾壓的遍數(shù)應(yīng)根據(jù)所選用的壓實設(shè)備，并通過試驗確定。

　　　6）素填土層或淤泥質(zhì)土層處理后復(fù)合地基承載力特征值≥80kPa。

    （2）水泥土攪拌（高壓噴射注漿）法：當(dāng)管徑≥800mm開槽埋管、檢查井、特殊井基礎(chǔ)落于不良土層且基礎(chǔ)底下不良土層厚度＞2m，或頂管遇到不良土層時，可以采用Φ500攪拌樁加固土體。如遇到實際場地情況有限無法滿足設(shè)備工作要求時，可考慮采用Φ500旋噴樁加固土體。技術(shù)要求如下：

　　　1）攪拌樁（旋噴樁）樁徑為Φ500mm, 有效樁長以管內(nèi)底（停漿面以下300）計,停漿面以上部分空攪；樁端進入粉質(zhì)粘土或砂層 1m, 且有效樁長不大于 6m。

　　　2）攪拌樁采用四攪四噴噴漿法進行度施工，水泥強度等級為42.5，滲入比為15%，水灰比為 0.45~0.55,攪拌提升速≤0.8m/min，垂直度偏差不超過 1%，樁位偏差不大于 50,成孔直徑和樁長不得小于設(shè)計值。

　　　3）旋噴樁水泥漿體采用42.5R普通硅酸鹽水泥，滲入比為25%，水灰比為1.0。水泥攪拌樁施工提拔速度不大于0.2m/min，垂直度偏差不超過 1%，樁位偏差不大于 50mm。成孔直徑和樁長不得小于設(shè)計值。

　　　4）在攪拌樁（旋噴樁）加固的地基上開挖基坑時，樁頂以上 300mm內(nèi)的土應(yīng)采用人工開挖。

　　　2.4工程總結(jié)

　　　由于排水管線較長，工程地質(zhì)條件千變?nèi)f化，需對每一具體線段采取合理的地基處理方法。本工程綜合采用換填墊層法、水泥土攪拌法和高壓噴射注漿法對地基進行處理。對于軟弱土層≤2m的地基采用換填墊層法進行處理，對于軟弱土層＞2m的地基，根據(jù)管徑大小分別采用拋石+換填墊層法和水泥土攪拌（高壓噴射注漿）法。水泥土攪拌法和高壓噴射注漿法的選擇根據(jù)施工場地要求來定，優(yōu)先選擇水泥土攪拌法，當(dāng)施工場地?zé)o法滿足攪拌樁設(shè)備工作要求時，選擇高壓噴射注漿法。本工程合理利用各種方法的優(yōu)缺點，達到了管線地基處理既安全可靠、施工方便又經(jīng)濟合理。

3、小結(jié)

　　　管道地基處理方法各有千秋，實際工程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇，解決相應(yīng)的問題。在地基處理方法的選擇時，應(yīng)注意以下幾點：

　　　1、選擇地基處理方法時還考慮排水管道的管材、管徑的大小。塑料管與混凝土管相比，對地基的不均勻沉降適應(yīng)性更強；相同材質(zhì)的排水管，管徑越小，對地基承載力的要求越低。

　　　2、地基處理方法的選擇還應(yīng)考慮施工的場地和設(shè)備工作空間的要求。