淺談上海地區(qū)雨污水管道流沙基礎(chǔ)處理及方法

1、中國期刊網(wǎng)淺 談 上 海 地 區(qū) 雨 污 水 管 道 流 沙 基 礎(chǔ) 處 理 及 方 法包振華上海普陀市政工程有限公司摘要: 結(jié)合上海地區(qū)市政管道工程的施工心得,根據(jù)上海地區(qū)的流沙地 基實(shí)際情況,對流沙成因和危害的分析,提出幾種流沙地基處理方法,最后得出 流沙地基處要施工時(shí)間快和成本低及又能保證地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。關(guān)鍵詞: 流沙地基;地基與基礎(chǔ);施工措施Keywords: quicksand,foundation and foundation construction measures 1、技術(shù)概述我國流沙地基處理技術(shù)可以追溯久遠(yuǎn)。據(jù)史載,秦朝為了傳遞文書,就 采取了穩(wěn)以金堆的壓實(shí)措施。而我國

2、木樁基礎(chǔ)的使用可以追溯到六七千年前的 河姆渡文化期。近40年來,國內(nèi)外在流沙地基處理技術(shù)方面的發(fā)展十分迅速,老方法 得到改進(jìn),新方法不斷涌現(xiàn)。從提升土體的抗拉強(qiáng)度的理念出發(fā)形成了加筋法, 從利于土體的排水和排水固結(jié)的特點(diǎn),形成了土工合成材料。此外夯實(shí)法、壓密 注漿和塑料排水帶等等。2、上海地區(qū)軟土地基流砂的主要處理方法2.1流砂地基處理的意義隨著改革開放的深入,上海市也加快了城市建設(shè)步伐,市政工程的發(fā)展 迅速,流沙地基處理技術(shù)的進(jìn)步已產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。上海地區(qū) 是沖擊平原,屬軟土地質(zhì),流沙地質(zhì)的分布面廣泛。由于市區(qū)人口密集、交通量 大、養(yǎng)護(hù)時(shí)間短的,城市主干道下水道和郊區(qū)主次干道

3、下水道,流沙地基處理的 恰當(dāng)與否直接關(guān)系到城市建設(shè)的發(fā)展和工程質(zhì)量、投資、進(jìn)度、營運(yùn)。因此,流 沙地基處理對節(jié)約上海地區(qū)基本建設(shè)投資,保證道路雨污水管道正常排放具有重 要意義。2.2軟土地基流砂的成因基礎(chǔ)施工中,流砂的產(chǎn)生是地下水在土體中滲流而形成的動(dòng)水壓力對土 體作用的結(jié)果。動(dòng)水壓力的大小與地下水高差成正比,與滲透路徑成反比。當(dāng)動(dòng) 水壓力大于土顆粒的容重時(shí),土顆粒處于懸浮狀,就會(huì)形成流砂,隨滲流的地下 水一起涌入基坑內(nèi)。地下水位高差、細(xì)小顆粒、飽和非粘性土是構(gòu)成流砂現(xiàn)象的 基本要素。3、地基流砂現(xiàn)象處理中國期刊網(wǎng) 3.1流砂處理幾種常用方法防治土基流沙總的基本原則就是治水,就是人為控制或調(diào)整

4、地下水的壓 力差和地下水流的方向,使不穩(wěn)定的土變成穩(wěn)定土層,來保證符合我們建設(shè)工程 的要求。在下水道溝槽開挖施工過程中,防治流砂的基本方法是:(1)降低動(dòng)水壓力,具體做法是: 利用枯水期地下水低施工,溝槽內(nèi) 外水位差減小,動(dòng)水壓力相對減小,減少流砂產(chǎn)生。但此方法氣候時(shí)間限制很大, 且局部范圍流沙層不易在開工前地勘工作中被發(fā)現(xiàn)。(2)動(dòng)力水平衡法,具體做法是: 挖土量大于冒砂量,超挖基地設(shè)計(jì) 標(biāo)高后,速把竹或蘆席濾片鋪設(shè)基地并拋大石塊,以平衡動(dòng)水壓力,把流砂壓住。 動(dòng)力水平衡法適合治理局部區(qū)域流砂,速度快成本低,建議優(yōu)先考慮。(3)動(dòng)水壓力向下法,具體方法是: 采用井點(diǎn)降水(如輕型井點(diǎn)、管 井井

5、點(diǎn)、噴射井點(diǎn)等)法,使地下水位降低到基坑底面50cm 以下,使地下水的 滲流向下,有效地阻止流砂的發(fā)生。此法應(yīng)用廣泛可靠,但是施工周期長、成本 高,適合面積較大的流沙層地基處理。(4)設(shè)止水帷幕,截?cái)嗟叵滤鞣?具體措施有: 將連續(xù)的止水支護(hù) 結(jié)構(gòu)(如深層攪拌樁、密排灌注樁及連續(xù)板樁等)嵌入基坑底面以下一定深度, 形成封閉的止水帷幕,地下動(dòng)水只能從支護(hù)結(jié)構(gòu)下端向基坑滲流,增加地下水從 坑外流入基坑內(nèi)的滲流路徑,減少水力坡度,減小動(dòng)水壓力,從而防止流砂現(xiàn)象 產(chǎn)生。該法成本很高而且施工時(shí)間長。(5)凍結(jié)法是: 把基礎(chǔ)流砂區(qū)域的土層凍結(jié),阻止地下水的滲流,防 止流砂現(xiàn)象產(chǎn)生。上海地區(qū)地下水位高及自然

6、氣溫關(guān)系，此種方法成本高且受技 術(shù)條件限制,管道敷設(shè)不適合采用凍結(jié)法工藝處理流砂現(xiàn)象。3.2工程概況南大路位于普陀區(qū)西北角的新楊工業(yè)園,是普陀區(qū)連接寶山區(qū)東西向主 要道路之一。由于南大路(紅柳路寶山區(qū)界)段道路連接外環(huán)真大路出口,交 通流量大,重載車輛通行比例相對較多,交通流量較大。全線道路規(guī)劃紅線寬度 為45m.道路等級(jí)為城市次干路,道路平面線型維持老路現(xiàn)狀線型不變,道路平 面線型為直線。道路豎向設(shè)計(jì)控制路中心高程為4.1555.254m,起終點(diǎn)與現(xiàn)狀道 路接順。道路最大縱坡為1.65%.雨水管管位為道路中心線以北2m敷設(shè),污水 管管位為道路中心線以南2m敷設(shè)。根據(jù)勘探報(bào)告,地下水位埋深在1

7、.12.1m 之間,標(biāo)高在3.363.59之間。3.3技術(shù)實(shí)施情況南大路道路改建工程原狀路面寬度為25米,實(shí)際施工面20米,由于南 大路原狀道路下有DN300上水、電信6孔、信號(hào)燈2孔、電力過路排管;道路直 線段施工范圍內(nèi)北側(cè)人行道有電信排管、信息非開挖管線,施工范圍內(nèi)地下管線 及其復(fù)雜,同時(shí)南大路(紅柳路寶山區(qū)區(qū)界)段道路連接外環(huán)真大路出口,交中國期刊網(wǎng) 通流量大,重載車輛通行比例相對較多,根據(jù)以上情況交警部門同意翻交計(jì)劃不 能封閉式施工只能采取半幅施工,不能影響道路通行。我們在管道施工過程中,原施工方案對地基流砂層、管涌、考慮到軟土 層承載力等問題,會(huì)造成管道施工后的壓縮沉降、變形,針對開

8、挖深度超過2米 的溝槽施工,采用輕型井點(diǎn)降低地下水位。但是施工前經(jīng)過專業(yè)公司物探及結(jié)合綜合管線圖紙查看,地下管線非常 復(fù)雜,原有管線老化嚴(yán)重,甚至于由于年代長遠(yuǎn)局部管線圖紙標(biāo)志位置與現(xiàn)場實(shí) 際管位相差有2米之多,根本不適合進(jìn)行井點(diǎn)降水。為了不產(chǎn)生管線事故及節(jié)省 施工周期,我們邀請公司總工和項(xiàng)目部經(jīng)驗(yàn)豐富技術(shù)人員經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的探討, 最終決定采取鋼板樁圍護(hù)的溝槽開挖,在最短時(shí)間內(nèi)完成管道排設(shè)工程,由于夏 天施工遇到雨水天較少,兼措施得當(dāng)大部分管道都順利完成,但是在施工中還是 遇到了一段30米溝槽流沙層,開挖到管道設(shè)計(jì)標(biāo)高,挖機(jī)一開挖流沙就從基底 不斷涌出,造成管道排設(shè)及結(jié)構(gòu)層無法施工,半幅施工已

9、經(jīng)造成南大路交通擁擠 嚴(yán)重,已經(jīng)影響附近居民及廠家通行,社會(huì)影響較大,再采取輕型井點(diǎn)降水已經(jīng) 不合時(shí)宜,時(shí)間不允許。起初我們通過與設(shè)計(jì)溝通不做管道基礎(chǔ)直接采用玻璃鋼 夾砂管加二側(cè)回填黃沙進(jìn)行施工的建議,設(shè)計(jì)保留意見,認(rèn)為可能不行流沙層處 理對玻璃鋼夾砂管接口位置影響會(huì)很大但可以試試,我們施工了二節(jié)管材但是效 果非常不好與設(shè)計(jì)預(yù)測情況相同,第一天排管材第二天接口位置就已經(jīng)錯(cuò)口,以 后管道肯定漏水。項(xiàng)目部一致認(rèn)為后續(xù)采取的方法一定要讓流沙層位置基底材料 發(fā)生變化才能讓基礎(chǔ)穩(wěn)定。我想到了拋石,遇到流沙層采用第二種方法認(rèn)為比較 適合,能明顯提高地基的承載力,明顯減少流沙層對管道基礎(chǔ)的影響,在拋石的 基

10、礎(chǔ)上我們還想到了使用處理路面開裂的土工格柵類材料,經(jīng)過方案完善開始了 具體施工,首先對溝槽兩側(cè)鋼板樁加深處理,然后在溝槽開挖二側(cè)預(yù)先準(zhǔn)備好 40CM左右石塊和碎石二臺(tái)挖機(jī)配合,一臺(tái)開挖流沙層,一臺(tái)拋入石塊,挖機(jī)開 挖面按照規(guī)范開挖寬度,石塊拋石寬度與開挖寬度一致,開挖至管道基礎(chǔ)標(biāo)高以 下至少80CM深度進(jìn)行拋石,最好可以拋石二層,每層石塊上方鋪設(shè)碎石后再攤 鋪竹濾片(也可以采用鋼筋網(wǎng)片),現(xiàn)場測量及時(shí)復(fù)合標(biāo)高,商品砼及時(shí)跟上完 成一段就及時(shí)澆筑商品砼基礎(chǔ)進(jìn)行固定,在一天內(nèi)分段完成以上施工操作,防止 隔天再澆筑砼基礎(chǔ)時(shí)候,拋石基礎(chǔ)由于流沙已經(jīng)上浮無法施工。當(dāng)天澆筑完成砼 初凝后,短時(shí)間內(nèi)流沙不會(huì)

11、再上浮起拱影響管道基礎(chǔ)。經(jīng)過后期的查看這30米 管道基礎(chǔ)沒有起拱和變形,基本達(dá)到了管道鋪設(shè)要求,3.4流砂處理取得效果由于采用動(dòng)力水平衡法施工,地基承載土容重發(fā)生了變化,平衡了動(dòng)水 壓力,阻止了流砂現(xiàn)象發(fā)生。其二原先地基為砂,現(xiàn)為碎石和塊石加塑料、竹濾 片組成的混合物,大大提高了地基的承載力,保證了管道基礎(chǔ)質(zhì)量。此方法缺點(diǎn) 是不能從根本上遏制流沙,因?yàn)榱魃硨右话闶请y以挖到位的,但此方法施工時(shí)間 短成本低,利弊衡量下,經(jīng)濟(jì)效果非常明顯。4、地基流砂現(xiàn)象處理在施工中的重要性雨、污水管的基礎(chǔ)是下水道工程重要組成部分,它對保證城市管道及道 路的施工安全及時(shí)保質(zhì)保量完工,以及今后管道安全、正常、持久的運(yùn)

12、營將產(chǎn)生中國期刊網(wǎng)很大的作用,因此在施工過程中應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場施工條件、地質(zhì)情況,工程材料以 及施工技術(shù)方案等各因素綜合考慮,確保工程施工方便,技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、 安全可靠。溝槽施工中不解決好這一問題,溝槽基礎(chǔ)會(huì)隨著砂層的流動(dòng)發(fā)生變形、 位移,影響邊坡穩(wěn)定及附近建筑物和構(gòu)筑物的安全。而且如果隨著基礎(chǔ)的持力層 的變化,會(huì)對管道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的破毀,這對管道來說是十分有害的,應(yīng)杜絕 此類這種現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)踐證明,許多工程事故都和地基基礎(chǔ)相關(guān)的。因此我們在 施工過程中,必須要認(rèn)真處理好基礎(chǔ),特別是流沙現(xiàn)象處理?；A(chǔ)工程是隱蔽部 分,一旦出現(xiàn)問題不容易處理,隱患相當(dāng)大。近年來城市道路中發(fā)生地面道路突 然沉

13、降和坍塌,很大原因就是基礎(chǔ)工程出現(xiàn)了問題,引起管道破損或脫節(jié)漏水, 沖刷道路土基而形成空洞造成的。嚴(yán)重的會(huì)危機(jī)其他管線的安全運(yùn)營發(fā)生事故, 影響市民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此基礎(chǔ)工程實(shí)屬百年大計(jì),必須慎重對待。地基處理問題對市政建設(shè)質(zhì)量安全影響的重要性要有一定的認(rèn)識(shí),才能 使我們更加重視對問題地基進(jìn)行科學(xué)的處理。針對施工現(xiàn)場實(shí)際情況的復(fù)雜多變, 在項(xiàng)目實(shí)施過程中,我們一定要根據(jù)現(xiàn)場情況,采用靈活、科學(xué)、實(shí)用的施工方 法,做到既經(jīng)濟(jì)合理、質(zhì)量保證又能安全快速施工。個(gè)人認(rèn)為地基處理最主要的 就是要考慮,保證地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,以后的地基處理方法、研究的方向應(yīng)多 從地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度考慮。結(jié)束語本文主要說明了上海地區(qū)流沙地基本情況,幾種流砂地基普遍的處理方 法,在實(shí)際工程中,要針對具體的地基問題,采取相應(yīng)的處理措施,特別是對地基問題 對管道基礎(chǔ)的重要影響能夠充分的了解認(rèn)識(shí),才能更加重視對地基進(jìn)行處理,使流 沙地基這種施工中普遍頑癥得到進(jìn)一步的改善,更好的為上海市政建設(shè)服務(wù)。參考文獻(xiàn)【1中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。JTG D30-2004 公路地基設(shè)計(jì)規(guī)范S】.北京: 人民交通出版社,2004.【2中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。JGI94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范S】.北京: 中國建筑工業(yè)出版社,2008【3中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范S】.北 京: 中國建筑工業(yè)出