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    地下管与管基别谈

    提供者: 时间:2020-09-30

    地下管道是城市的血管,输水管是动脉,为城市提供生命之源;排水管是静脉,为城市净化肌体,代换养分?!熬挪阒?,起于垒土”,与其它工程结构一样,基础同样是地下管道结构体系的关键,管道基础的设计和施工质量往往决定了管道结构体系是否能够正常发挥作用。本文简单聊聊对地下管道的基础。

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    ****** 1、什么是管基******

    1.1?管基的定义

    在地上结构中,基础是指用于传递结构各种荷载到地基上的结构组成部份,例如:柱下独立基础、条形基础、箱形基础、桩基础等,都是人工结构最底层的一部份;而地基,则是支承基础以及其上结构的土体,结构基础以下的天然或人工改造过的土体,一般仅指受基础荷载影响的那部份土体,即持力层。

    地下管道作为一种地下结构体系,与地上结构物有所不同。我们往往将基础和地基合在一起,称为管道的基础,也叫管基、基床等。之所以形成如此习惯,是因为地下管道的基础往往不是必须的结构部份,大多数管道会直接铺设在地基上,当然也有很多管道底部设计了真正的“基础”,如混凝土管基。不管如何,习惯上我们将管道的“基础”和“地基”都称统称“管基”。必须提醒的是:管基不光包含管道铺设前进行施工的管底土层及垫层部份,还包含管道安装后管截面水平中心线以下范围内的回填部份。

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    1.2?管基的分类

    1)、天然管基

    一般来说,对于刚性管,在承载力不低于80100KPa的土质地基上进行地下管道的铺设,无需进行专门的地基处理(可在天然土层表面铺设150300mm厚的砂层),这样的管基可以叫天然管基。

    2)、人工管基

    如果是软土或岩石土层,这些土层并不利于管道荷载的传递与扩散,往往需要进行专门的人工处理;或者管道承受的竖向荷载过大,需要加强荷载的传递与扩散效果而采取人工结构措施,这样的管基可以称为人工管基。常用的人工管基有:土工处理后的管基持力层、混凝土管基、桩基等。

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    ****** 2、管基对地下管道的作用******

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    除了需要专门介绍管道的“基础”与“地基”的区别外,在本文中均不再区分此二者,以便统一介绍管基。上一节已介绍,管基是地下管道下部用于支承和扩散管道荷载的“基础”和“地基”的统称,因此其重要性不言而喻。但管基对于地下管道结构体系倒底有何重要影响,或许有人会摸着头说“我大概知道,但不甚解”了。阿Q曾遇到过这样的地下管道项目:

    1)、有的设计者在排水管图纸中不标注管线沿线的覆土数据,也没明确管材所需承受的覆土荷载等级,虽然写了管基做法,但很明显,从图纸的内容可以看出设计人员对管土结构体系特性并不了解,这样的图在指导施工单位进行管材的采购和施工时是有缺陷的。

    2)、有的地下管线施工单位对管道沟槽开挖、管基的做法、管沟回填质量等技术要求不放在心上,随心所欲的进行管线施工,他们认为只要把管道埋下去就行了。在这种思想的误导下,造成了不少存在质量隐患的管线,这也是一些管线发生渗漏、结构破坏、地面坍陷等工程事故的原因之一。

    其实,地下管的管基和管材结构本身是一个整体结构体系,你依着我,我撑着你,我们叫它“管-土结构体系”。在这个体系中,管基的做法和施工质量决定着管道结构性能是否能够得到合理的发挥。不同的管材结构对管基的做法和要求也是不一样的。从某种程度上讲,管基的重要性大于管材本身,因为管基往往决定着管材结构的安全性。

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    *** 3、管基对地下管道承载能力的影响***

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    3.1?管材的分类

    1)、刚性管:一般是指管材竖向挠度达到管外径的2%时,会出现结构危险的管材。这类管材一般采用脆性材料制造,其管壁较厚,环向刚度较大,承受竖向荷载时依靠管基提供支撑作用相对较小,管材结构自身承担较大的竖向荷载。各种混凝土管均属于此类管道。在GB50332规范中,将管-土刚度比α≥1的管道称为刚性管,例如:对DN2000的钢筋混凝土管(Ep=34500MPa,r0=1100mm,t=200mm),设土壤变形综合模量Ed=3MPa,则α=(EP/Ed)(t/r0)^3=69.11,为刚性管。

    2)、柔性管:一般是指当管材竖向挠度达到管外径的2%时,不会出现结构危险的管材。这类管材一般采用延性材料制造,其环向刚度相对较小,承受竖向荷载时需要依靠管基提供较好的支撑作用,否则会因变形较大而破坏。一般来说,钢管、球墨铸铁管、塑料管等均属于柔性管。在GB50332规范中,将管-土刚度比α<1的管道称为柔性管,例如:对DN2000的钢管(Ep=210000MPa,r0=1010mm,t=20mm),设土壤变形综合模量Ed=3MPa,则α=(EP/Ed)(t/r0)^3=0.541,为柔性管。

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