软土地基市政排水管道沉降原因分析及对策.pdf
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1、9 0 防洪排水 城 市道桥与 防洪 2 0 1 5 年 8 月第 8 期 软土地基市政排水管道沉降原因分析及对策 杨 滨 ( 上海市政工程设计研究总院( 集团) 有限公司, 上海市 2 0 0 0 9 2 ) 摘要: 以工程实测数据资料为基础, 从管道铺设开挖沟槽卸土回弹后在回填土体 自重压力下的再压缩, 围护桩体打、 拔扰动造 成 的管 道周边及基 础土体损失 , 管 道上部 回填料松 散引起 的 自密 实压缩变形 等几方 面原 因 , 对软 土地基场 地条件下 铺设 的市政 排水 管道工后沉 降原因进行 了详细分 析 , 并提 出了减少排水 管道工后沉 降的相应对策 。 关键词: 排水管
2、道 ; 软土地基 ; 沉降 中图分类 号 : T U 9 9 2 2 文献标 志码 : B 文 章编 号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5) 0 8 0 0 9 0 0 4 1 概述 在 我 国江 浙沪 地 区广 泛分 布 有 软土 地 基场 地 ,为解决 附加荷载较大的构建 筑物工后沉 降明 显问题 ,工程设计人员多采用深 基础或地基处 理 等方式。 对于市政排水管道工程来说, 理论上对于 铺设场地几乎没有附加荷载 ,不 应出现明显 的沉 降。另外对于管道工程 , 实践中也较少采用相对代 价较高 的大范围地基处理或深基础形式 。 2 工程实测数据资料 那工程实践中,市政
3、排水管道发生沉降的实 际情况如何呢?本文将分析某大型主题公园工程 园区内市政排水管道施工及工后全过程 的沉降情 况 。该工程位于上海市浦东新区某地 , 占地面积约 4 k m , 各类市政管线累计总长度已达数十公里( 见 图 1 1 。其中根据排水工艺布置要求 , 排水 系统包括 雨 、 污水管道, 管径 1 0 0 2 5 0 0 m m不等, 采用 塑 料 及 钢 筋 混 凝 土 成 品管 材 ,管 道 设 计 埋 深 1 5 + 7 5 m不等。 图 1 工程整体 布置概况 本工程场地地质情况属于典型滨海平原 ( 长 江三角洲 冲击平原 ) 地貌 。 浅部土层组厚度约 9 m, 至上而下
4、分别为层填土、 层粉质粘土、 层淤 泥质粉质粘土 。 中部土层厚度约 1 6 m, 至上而下分 别为层淤泥质粘土、 。 层粘土、 , 层粉质粘土 等。其中、 层厚度较大, 较为软弱, 是管道坐落 的主要土层 , 属典型软土地基 。 本 工 程 场 地 浅 部 地 基 土 采 用 了 真 空 预 压 + P V D塑料排水板方法进行场地整体地基处理。 地 基处理后,浅部各土层物理指标较处理前有一定 改善 , 但变化 幅度 不大 , 力学性 指标 ( 压缩性 指标 和强度指标) 在第、 层中均较处理前有较明显 的提高;静力 q 值在浅部土层中提高约 2 0 一 5 0 , 下部土层影响不明显。 处
5、理后, 第层土从正 常固结土变为超固结土, 应力历史发生明显变化。 而 、 。 层固结程度略有提高, 但基本上仍属正 常固结土。 在市政排水管道工程 中大量使用塑料管及 钢 筋混凝土管, 其中塑料管属柔性材料, 变形协调性 能好 , 能消化吸收大部分管道整体及差异沉降 , 工 程性质可靠。但当工艺设计对管径要求较大时, 由 于塑料管材料 的强度局限 ,工程上多使用预制成 品钢筋混凝土管道, 采用承插连接。由于管节间开 口变形的限制 , 钢筋混凝土管道对沉降较敏感 , 见 图 2 。 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 6 0 1 者 简 婆 一 ) , 男 , 江 苏 盐 城 人 , 工 程
6、师 , 从 事 市 政 给 排 图2钢 筋 混 凝 土 管 道 变 形 开 裂 风 险 示 意 水 工 程 结 构 设 计 工 作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 8 月第 8期 城 市道桥 与防洪 图 3 管道 沉降实测数 据 3 管道沉降原因分析 本 警 , 管 道 铺 设 对 于 场 地 几 乎 没 有 附 登 : 妻 上 假 设 场 地 工 程 性 状 没 砉 量 粤 显 的 沉 降 。 但 事 实 上 管 道 萎 岂 : 量 明 显 , 绝 非 施 工 、 测 量 误 差 哥 : 茔 磐 譬 成 立 ,即管道铺 土体工程性状有较
7、 明显的改变 3 底部回弹在回填压重下压缩变形 嗣 ?勾 槽 ( 基 坑 ) 开 挖 面 基 本 处 于 第 葚 罂 苎 层 中 ,该 层 土 为 第 四 纪 。 l= : 相 物 , 呈饱和 、 流塑状 ,高 等 缩 粪 中 妻 , 分 布 有 第 夹 层 灰 色 粘 质 美 盛 土 , 相 关 土 层 经 地 基 吾 主 荔 理 性 质 见 表 I 。 一 世 堡 等 地 基 基 础 设 计 规 范 ) 2】 5 3 1 0 5 3 _ l 1 皂 回 弹 模 量 与 回 弹 再 压 簇 釜 取 值 不 同 ,基 坑 的 回 弹 再 压 缩 变 形 量 =写 堕 塑 表 1 地基 处理后
8、土层工程 物理性质表 耋 土 层 名 称 压 缩 紊 委 吾 蘸 虿 1 甬 i ; _ ( 2 ) 粉质粘土 O 3 8 5 0 、 8 0 2 8 0 0 0 5 6 淤泥质粉质粘土 O 5 7 3 9 9 0 2 7 3 0 0 5 I 泥质粉质粘土0 2 6 8 6 6 0 1 6 2 O 0 2 2 淤泥质 粘土0 9 2 2 7 0 O 4 4l O【 】 9 8 粘土0 6 4 3 4 9 0 , 4 0 3 0 09 9 a 粉质粘土 O 4 2 4 9 5 O 2 9 6 0 o 4 8 竺 垦 苎 圭0 2 6 6 8 1 0 2 4 2 0 0 5 U 0 。 0 _ _
9、 _ - - _ - - - 一 0 u UJ 理论概念上不 同。但 因为工程实 际最 竺 垄 再 压 缩 变 形 的 量 值 , 同 善 的 复杂性及计算准确性 , 本 薪 计 算 可 假 定 : 一 | 1 ) 回 弹 仅 限 基 坑 范 围 , 基 坑 回 弹 量 与 4 白l-q 譬 兰 譬 关 系 ,基坑边缘不受基坑开挖影响 , 基坑开挖完毕即基坑 回弹全部完成嘲 : ” b 1 ? 基 坑 回 弹 再 压 缩 量 S 在 回 弹 量 值 范 围 内 , 要 ) 脚 计 算 ,用回弹再压缩模量 回弹模量 嘲 ; 一 。 土 回弹模量 及 回弹再压缩模量 E t 要 璺 = 数 值 ,
10、 一 般 可 取 土 层 压 缩 模 量 的 : ; 若 按 此 经 验 变 形量 计算结果较大: 。 一 押、 J 厩豆 , 司根据地质勘查实验数 据计算回弹模量 。 一一 姒 E :( 、 l f 、 , 、o , 警 度 3 5 m ( 即 管 道 外 壁 两 侧 各 l m 竺 篓 宽 : 长 度 3 0 m 计 , 累 计 地 基 回 香 形 量 S 。 约为 2 0 1 0 m m, 见表 2 。 ” ! 地 基 回 弹 再 压 缩 变 形 量 计 算 值 3 2 围护桩打、 拔扰动土体损失 引起变形 套 地 区 , 对 于 管 道 沟 槽 开 挖 , 根 据 埋 深 常 采 用
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