玻璃鋼加砂管在軟土地基中的應用

李群志 繆金鵬

0 引言

市政工程在國民經濟生活中的作用日益增加,管道工程在市政工程中也占有重要的地位,而在管道工程中起決定作用的是原材料——管材及配件和施工質量。因此,這兩方面是互相交織,互相作用,缺一不可的。而玻璃鋼加砂管作為一種新型的材料,在市政工程中使用,關系著廣大人民群眾的利益,聯系著千家萬戶。加砂管使用條件和范圍也顯得重要。

在各種土質中,施工方法處理尤為重要,特別是在軟土地基的土質中。

1 緣由

蒼南縣平原引供水工程全長46 km,管徑為DN1 800,DN1 600, DN1 400,DN1 200,DN1 000,DN600,DN400,DN200。管材由螺旋卷焊鋼管、玻璃鋼加砂管和混凝土管組成。而在管線全長46 km中,地質情況各不相同,土質情況如下：本地區地貌屬堆積地貌沖海平原,地勢平坦,各地質勘探點孔口地面高程相差1.05 m。在勘探深度場地地層為第四系全新統雜填土、黏土、淤泥、粉質黏土等海陸相沉積土層。該地區地下水水位較高,為第四系孔隙潛水,上部土層為軟弱黏性土,為弱透水層,含水性差,地下水主要賦存于下部圓礫層中,含水性較好。地下水主要受大氣降水及地表水補給,水位隨季節性變化,勘察其間地下水水位埋深在0.60 m～1.20 m之間。而溫州地處我國南部地區,該地區屬于“三山、六水、一田”,而蒼南縣又處于溫州地區南部,該工程處于蒼南縣南部的江南河網中,地質情況復雜,市政工程的施工難度又很大,工程地質情況如下：

①雜填土為雜色、黃褐色,松散,濕～飽和。主要成分為塊石、碎石及少量黏性土組成。厚度在0.4 m～1.1 m。

②黏土為灰黃色,軟可塑,土切面光滑有油脂光澤,干強度及韌性高,屬高壓縮性土。厚度在0.9 m～2.7 m。

③淤泥為青灰色,流塑,土切面光滑,有油脂光澤,干強度高,含貝殼碎片,腐殖質,碳化物,屬高壓縮性土。厚度在3.2 m～14.5 m。

從以上地質情況可以看出,該工程的地質基本上為淤泥地質情況,屬于典型的軟土地基。而本文所介紹的大管徑,主要為DN1 800,DN1 600,DN1 400,DN1 200,DN1 000。

現象一：該工程由于線路長,地質情況不盡相同,在施工時也應該采取不同的施工方案,由于施工方的大意,按照施工圖紙進行施工,在施工到管徑DN1 400時,管溝開挖深度為3.1 m,寬度為3.2 m,管道基礎按照設計圖紙做30 cm厚塘渣(亂石和石粉的混合物),平整之后,安裝管道完畢,管道的管徑背部沒有覆土(要留出管道接口,便于管道試壓檢查),裝完幾天之后,管溝積水,管道接口出現脫口現象;

現象二：DN1 400管道安裝完后,管道背面覆土只有一部分,留出管道接口,兩側沒有覆土,晚上遇到下雨,第二天,雨止,看到安裝好的管道全部飄在水溝里,發生漂管現象;

現象三：DN1 400管道轉彎,制作好的玻璃鋼加砂管彎頭安裝好之后,試壓,按照設計和規范規定,試驗壓力不得小于0.6 MPa,管道試壓加壓到0.4 MPa,彎頭被拉開,漏水。

2 處理方式

出現以上情況后,經過技術部門的實地調查研究、分析,并與設計院和勘測院等單位溝通,根據出現的不同狀況,分別采用不同的處理方式,試驗并進行驗證,觀察采用的處理方式是否得當,再進行全面的推廣。

現象一：根據設計圖紙,管道基礎做30 cm厚的塘渣,經過對實地的核查,施工單位有些部位的厚度沒有達到,有些地方較厚,而管線的地質情況不同,土質的承載力也不同,再加上土質的含水不同,地下水位高,有些地方產生沉降,將管道的接口拉脫,研究后采用如下處理方式：將管道基礎加厚為50 cm,管道安裝完畢,在管道兩側采用石英砂穩管,并踩實,高度達到管道的1/3管徑,即為45 cm～50 cm,管道兩側覆土達到管道的2/3管徑,部分夯實,露出管道接口,留出約1.0 m,待管道試壓合格之后再進行全部覆土,全部夯實。經過對這種情況處理之后,再沒有出現這種情況,試壓也達到設計和規范要求。

現象二：由于玻璃鋼加砂管的重量輕,地下水的水位高,管道安裝好之后,沒有及時覆土,管道的質量小于管道所受的浮力,所以管道全部飄在水中,而管道的接口也因受浮力的變化,將管道接口有些拉開。處理方式：將管溝的水用泵排干,將管溝晾曬干,管道基礎部分全部重新做,管道基礎的塘渣由30 cm增加為50 cm,塘渣上再做10 cm C10混凝土找平層,然后安裝管道,管道兩側做50 cm石英砂穩定層,然后填土夯實管徑的2/3管徑處(管道接口處留出約1.0 m),待管道試壓合格之后進行全部覆土,全部夯實。經過上述處理,再沒有出現這種情況,試壓也達到設計和規范要求。

現象三：由于玻璃鋼加砂管的重量輕,管道主要靠離心力的作用生成,而這種非金屬材料的配件受力比較復雜,所以,連接的不好,試壓時,所受外力大,管道配件自身的力小于試壓泵的加壓,接頭會漏水。處理方式：將玻璃鋼加砂管的配件改為鋼制彎頭,再加一個轉換接頭,經過這種改進之后,管道試壓達到設計和規范要求。

3 體會

這種玻璃鋼加砂管道在軟土土質中,設計時要考慮的多些(比如要注意土質、土質的含水率、地下水位的高低、所使用的地區,及在我國南北方是否地處沿海等等),不能按照常規進行設計;而采用的這種管材的生產廠家,要對生產的新型管材進行各種試驗,檢驗,制定出嚴格的使用范圍,并及時報國家主管部門,主管部門要機制跟進,制定出適用的規范來指導施工和驗收。另外,這種管材由于自重輕,有很多優點,但是管件要跟上配套;同時,玻璃鋼加砂管道可以為國家節省鋼材,是一種值得大力推廣使用的管材。玻璃鋼加砂管在給水工程中使用,要注意各種配件的連接是否經得起長期變化有壓的存在;而排水管道可以不用考慮此種情況。

[1] 馬小鋒.淺談軟土地基處理方法[J].山西建筑,2008,34(1)：121-122.