浅谈湿陷性黄土地区埋地管道地基处理.pdf

浅谈湿陷性黄土地区埋地管道的地基处理 摘要：本人结合多年地管施工经验，着重阐述了湿陷性黄土地区影响地基的几个因素及湿陷 性黄土地基的处理方法，并对地基处理的施工方法进行了深入探讨和总结。 关键词：埋地管道；湿陷性黄土；地基处理；影响因素；处理方法 1 前言 随着国民经济的快速发展，石油化工在国民经济中的位置越来越重要，随之而来的 是近十几年国内石油化工装置的大批兴建，例如：西气东输工程、齐鲁 72 万吨/年乙烯改造 工程、黄岛大炼油、海南大炼油、福建 100 万吨/年乙烯工程、天津 100 万吨/年乙烯工程、 洛阳 800 万吨/年常减压改造工程等一大批新建、扩建工程。由于石油化工行业的特殊性， 管道输送的介质大多是有毒、易燃易爆的气体或液体，尤其是埋地管道，一般发生泄漏无法 在第一时间发现处理，给装置的平稳运行带来很大隐患，且泄漏的介质会向下渗透污染地下 水给群众的生活带来危害。 近几年采用管道输送各种介质的范围及领域越来越广，距离越来越远。输送管道的 设计、施工、维护等有它的特殊性，它和地形、地质、输送的介质、管材等有着密切的关系。 在石油化工装置中，由于各方面的因素，采用直埋的方法最为普遍，而直埋管道的基础对不 同地基、土质也有着不同的要求。不良地质主要有：软粘土、杂填土、冲填土、膨胀土、红 粘土、泥炭质土、岩溶、湿陷性黄土等。湿陷性黄土地区在我国土地面积中占相当大的比例， 例如：山东、河南，在这种土质中敷设管道，对地基的处理有着特殊的要求。本文着重介绍 湿陷性黄土地区埋地管道基础的处理与施工的几种方法。 2 湿陷性黄土的分布 在我国，黄土和黄土状土广泛分布在华北、西北等地，且地层多、厚度大。在这些地区， 一般气候干燥、降雨量少，蒸发量大，属于干旱、半干旱气候类型。黄土分布地区年平均降 水量在 250 ～500 mm 之间。黄土在自重或一定荷重作用下受水浸湿后其结构迅速破坏而发生 显著的附加下沉，以至在其上的建筑物遭到破坏。这是黄土的一种特殊性质。我国湿陷性黄 土分布约占黄土分布面积的 60％，大部分在黄河中游地区。 由于各地黄土堆积环境、地理和气候条件不同，致使其在堆积黄土的物理、力学性质等 方面都具有明显的差别，湿陷性有自西向东、自北向南逐渐减弱的规律。 3 管道地基处理 由于湿陷性黄土的特性，在湿陷性黄土地区管道发生事故的主要原因是地基的不均匀沉 降。因此管道对地基强度、稳定性及不均匀沉降有极为严格的要求。 3.1 影响地基的几个因素 (1)强度及稳定性。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时，地基 就会产生局部或整体剪切破坏。 (2)压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩 变形时，特别是超过管道所能允许的不均匀沉降时，则会引起管道过量下沉，接口开裂，影 响管道的正常使用。 (3)地震造成的地基土震陷以及车辆的振动和爆破等动力荷载可能引起地基土失稳。 (4)地基渗漏量或水力比降超过容许值时，会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致 管道破坏。 当管道的天然地基存在上述四类问题之一或几个时，应采取适当的地基处理措施，以确 保管道的安全正常运行。在确定管道基础处理方案时，可根据工程的具体情况对几种处理方 法进行技术、经济以及施工进度等方面的比较。合理的地基处理一定是技术可靠，经济合理， 又能满足工程进度的要求。 3.2 湿陷性黄土地基的处理方法 为了保证湿陷性黄土地基上管道的安全和正常使用，在绝大多数情况下都必须考虑地基 处理，湿陷性黄土地基处理的目的是消除黄土的湿陷性，同时提高地基的承载力。 管道的地基处理不同于其它建筑物地基的处理，管道地基处理主要是全部或部分消除其 湿陷性。对非自重湿陷性黄土地基，如基础下地基处理厚度达到压缩层下限，或达到饱和的 自重压力与附加压力之和等于或小于该土层的湿陷起始压力，就可以认为地基的湿陷性全部 消除。对自重湿陷性黄土地基，由于地基的湿陷量和湿陷变形与自重湿陷性土层的厚度、浸 水面积有关，而与压缩层厚度无关，所以必须处理基础地面以下的全部自重湿陷性黄土层。 在非自重湿陷性黄土地基上，对 Ⅰ级湿陷性黄土一般不需要地基处理。对于 Ⅱ级处理厚 度为 1．0～1．5 m，如处理厚度小于 1．0 m 时，湿陷性仍要危及管道安全。对于Ⅲ级湿陷 性黄土，处理厚度为 1．0～2．0 m，Ⅳ级应为 2.0 ～3.