给水管道设计之基础工程与地基处理.doc

给水管道设计之基础工程与地基处理基础工程是研究基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门科学。地基处理是人为改善岩土的工程性质或地基组成，使之适应基础工程需要而采取的措施。所谓基础，是指将上部结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，根据埋置深度不同可分为浅基础（埋深5m）和深基础（埋深5m）。浅基础包括独立基础（含刚性基础和扩展基础）、条形基础、十字交叉基础、筏板基础等，深基础包括桩基础、沉井基础、墩基础、箱形基础及地下连续墙等。给水管道工程的基础形式一般为浅基础，因长直管道的基础往往连续布设，故作为条形基础进行设计是合理的。对跨河管桥工程，当跨度不大时可一跨通过，并在两头设置混凝土镇墩，镇墩应满足稳定性要求，其混凝土强度等级不宜小于C20。当不能一跨通过时，在多跨管桥的中部可采用桩基础，因为多在水上作业，故宜采用混凝土钻孔灌注桩，其桩径一般为0.61.0m，混凝土强度等级不应小于C25。由于桩基既可承受竖向荷载，亦可承受水平向荷载，因此是多跨管桥基础设计时较为合理的形式。跨越较大河沟时，若因各种原因不允许采用管桥时，则往往采用顶管或定向钻从底部穿越。顶管一般适用于DN800及以上的大直径管道，因为施工过程中需采用人工或机械出土，管径过小时将无法操作。顶管施工时需设置工作坑，其工作坑后背必须确保安全、稳定、可靠。若穿越位置较浅，可采用混凝土实体后背；若穿越位置较深，则采用沉井作为工作井和接收井比较合理。定向钻是非开挖施工的一种方法，既可以在土层中穿越，也可以在岩层中穿越。定向钻适用于不超过DN1200的管道工程，其布置相对比较灵活。给水管道所经场地因地基土性状不一，并非所有天然地基都能直接铺设管道，这就涉及到地基处理问题。常用地基处理方法有：置换法，排水固结法，压实和夯实法，振密和挤密法，加筋法，等等。置换法中的换土垫层法和褥垫法在给水管道工程中使用较多。换土垫层法是将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分挖除，然后分层回填并夯实砂、碎石、素土、灰土等强度较大、性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实至设计要求的密实度，从而提高浅层地基承载力，减小地基沉降量。换土垫层法主要用于淤泥、淤泥质土、杂填土等软弱地基的浅层处理。垫层的压实标准用压实系数（度）来衡量，一般不小于0.94。褥垫法是复合地基中解决地基不均匀的一种方法。如当管道一边位于岩石地基，而一边位于黏土地基时，为确保两者之间变形的协调，可采用在岩基上加褥垫层（级配砂石）的方法来解决。褥垫层厚度可取200300mm，其材料可选用中粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20mm。 3