不良地质条件下管道基础处理与施工

董世达 杨鹏刚

摘 要：由于我国经济的快速发展，对于管道输送的需求日益增大，管道输送可以传送各种介质，并且其领域不断扩大，并且输送距离不断变远。作为一种较为安全的运输手段，由于其距离拉长，因此在面对不同的地质条件，特别是不良地质条件，对施工管道的基础处理要有不同的技术要求，湿陷性黄土作为我国不良地质中较大比例的管道施工环境，本文将重点对其管道基础处理与施工进行分析。

关键词：不良地质；管道；基础处理；施工；湿陷性黄土

引言

我国经济正处于高速发展的时期，对于各种资源的运输需要不断提高效率和安全性，而管道运输在各种介质传输的作用领域越来越广，并且可传输的距离越来越远，因此保障管道运输的稳定性对于我国社会发展有着重要意义。由于在长距离管道安装中，会受到各方面因素的干扰，目前我国管道安装最普遍的方法是直埋法，但是对于管道进行直埋需要对不同的地质和地基进行不同的处理，我国主要的不良地质包括：软粘土、杂填土、冲填土和比例最大的湿陷性黄土等。在这些不良地质环境下安装管道需要对地基进行特殊处理。

我国在管道运输或安装中所发生的事故往往是因为基础的变形和开裂所导致的，而地基沉降是基础变形和开裂的主要原因，加强管道基础处理和施工是管道整体施工的核心，对于加强地基的强度和稳定性都要从严要求。

1概述

1.1地基安全的几个影响因素

地基下沉会导致基础的变形和开裂，因此要对基地安全的影响因素进行分析，主要包括如下几个要素：首先，是地基的抗剪强度，当其强度不能支撑管道结构的自重或其他附加荷载时，地基的局部或者整体就会发生整体剪切破坏；其次，管道或者其他上部结构的自重或者其他附加荷载的作用力过大，会导致地基压缩变形，当压缩变形至一定程度，就会形成管道不能正常敷设的不均匀沉降，这时管道就会过量下沉，紧接着接口就会开裂，管道就需要进行维修；再次，由于地基会产生渗漏，因此当水力比超过一定值时，就会对管道产生管涌，进而破坏管道；最后，可能由于地震等自然灾害或者车辆运行震动导致地基土震陷，引起地基失稳。

管道地基一般是天然的，未经人工处理，因此当这类地基发生上述问题时，必须对这些问题进行及时处理，否则将会严重影响管道的安全运营。在确定基础处理方案时，应该根据实际情况，结合技术、经济等条件，再依据施工进度，采取最适合的基础处理技术和方案，做到经济合理。上述的几个地基安全影响因素都存在于湿陷性黄土的管道安装过程中，因此将着重介绍湿陷性黄土管道基础处理与施工的几种方法。

1.2湿陷性黄土的分布

我国湿陷性黄土约占黄土分布面积的百分之六十，由于黄土广泛分布于华北和西北地区，这些黄土具有低层多和厚度大的特点，并且受到天气因素的影响，如气候一般都较为干燥、雨水量少、蒸发量大，因此在这种干旱地区，特别容易形成黄土。黄土特别容易受到其他因素的影响导致其结构迅速遭到破坏而发生沉降，对于附着其上的建筑物有着严重的破坏，这些因素主要包括自重、附加荷载或者水浸润等内容。黄土由于这种特殊的性质导致其建筑施工必须采取相应的基础处理和施工方式。湿陷性黄土作為一种特殊的黄土，广泛的分布于黄河中下游地区，并且自北向南逐渐减弱。

2湿陷性黄土地基的几种处理方法

在湿陷性黄土中敷设管道必须考虑地基处理问题，否则将难以保证管道的安全和政策使用。基础处理的目的在于对湿陷性黄土的湿陷性进行祛除，并且加强其承载能力。基础处理不同于建筑施工的地基处理，管道的基础处理主要包括将湿陷性黄土的湿陷性全部或者部分祛除，如果非自重湿陷性黄土地基的处理厚度达到压缩层下限或者达到饱和的自重压力与附加荷载之和等于或小于该图层的湿陷其实压力，那么湿陷性黄土的湿陷性祛除就达到标准。而自重性湿陷黄土，其湿陷性的衡量指标时湿陷量和湿陷变形以及自身土层的厚度和浸水面积等，因此对其基础处理必须对全部自重湿陷性黄土进行作业。

对于非自重湿陷性黄土基础处理，应该根据实际情况来做业，对于一级湿陷性黄土则不需要进行处理，而对于二级以上的基础处理厚度应该根据级别的不同进行相应的厚度处理，由于不同的土层其湿陷性指数存在不同，因此针对湿陷性黄土的厚度等具体情况，应该斟酌处理厚度的增加与减小。

湿陷性黄土的管道基础处理与施工的方法有很多，但是常用的主要是以下三种，灰土垫层法、砂垫层法和素土垫层法。应该根据不同的情况选择相应的处理方法。根据管道安装线路常、地质条件复杂的情况，因此在安装过程中会受到许多因素的影响，要对每一具体线段进行细致分析，从整体上进行综合考虑，加以明确合适的管道基础处理与施工。

2.1灰土垫层法

这种方法常用于非自重湿陷性黄土管道的基础处理与施工中，由于管道的特殊性，与一般建筑相比其作用于地基的力较小，并且要对基槽进行挖掘，导致一部分软土已经被刨去，通过在管道安装过程中用灰土进行垫层，可以提高地基的承载力，减小沉降力。这种方法的工艺较为简单，主要是将基础下的弱土层刨去，用配比合适的会土层加以夯实。采用灰土垫层法，必须确定不同配比情况下的承载力，通过人工压实的方法，使灰土垫层的压实系数和干土重度得以控制，根据不同的情况选择不同的材料配比。当灰土中石灰的量越大，其强度也就越强，但是超过一定定值时，其强度就会减小，因此，通过配比定点改善压实性能。对灰土垫层应该进行抽样检测，保障其性能，一般采用环刀取样的方法，测定其干土重度，其压实系数范围在0.90至0.95之间。最后，要处理好灰土垫层厚度与湿陷变形之间的关系，由于垫层的厚度能够祛除上部土层的湿陷性，并且减少浸入的湿陷量，其垫层的宽度要以沟槽宽度为依据。

2.2砂石垫层

管道一般要采用不透水性基础，当其与软土层接触后，容易导致地基强度下降，并且产生塑性破坏。采用砂垫层法，借助砂垫层良好的透水性能，在湿陷性黄土受到压力时，可以起到良好的排水效果，有效的消除地基的孔隙水压力，有利于基础免遭土塑性破坏。砂垫层的厚度和宽度应该根据砂垫层的容许承载力来设计，自重应力和附加荷载不得超过软弱土层的承载力。

2.3素土垫层法

同灰土垫层法一样，需要刨去部分或全部软弱土，然后通过素土垫层进行夯实，这种方法常适用于级别较低的非自重性湿陷性黄土的基础处理，其管道管径一般不宜过大。素土垫层的材料采用粘性土最合适，通过污水管沟进行填土，素土垫层的含水量应该尽量控制接近最佳含水量，采用多层敷设的方式进行作业。

3结语

不良地质条件下管道基础处理与施工，是保障管道正常使用的关键，其基础处理方法一般需要经过一段时间才能显现出作用，并且由于不同的地区具有不同的特点，因此在处理过程中要严格遵照相应的原理和技术标准，确保处理效果得以保障，确保管道使用的安全可靠。

参考文献

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[2]骆宏勋；不良地质条件下深水大直径桩基综合施工技术[J]；公路工程；2011年03期

[3]庄仁杰. 分析不良地质条件下水利水电工程处理措施[J]. 珠江水运，2015（14）：46-47.

（作者单位：中国水利水电第四工程局有限公司）