地基沉降對(duì)燃?xì)夤艿赖膿p害及對(duì)策

肖　明

摘要:通過(guò)對(duì)某地的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,分折地基沉降對(duì)燃?xì)夤芫€(xiàn)的損害,在允許地基沉降的前提下,提出了相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞:建設(shè);地基;管道

1 前言

因填筑地固結(jié)壓密而產(chǎn)生地基沉降導(dǎo)致燃?xì)夤芫€(xiàn)受損,這種災(zāi)害的大部分都集中在管線(xiàn)與建筑物的連接處,地基產(chǎn)生不均勻沉降處及接頭部位。某小區(qū)燃?xì)夤芫€(xiàn)因地基沉降而導(dǎo)致多處泄漏。

2 某小區(qū)概況

某小區(qū)已建住宅30棟住戶(hù)1500余戶(hù),1994年開(kāi)工,分多期開(kāi)發(fā)建設(shè),其建設(shè)用地為大部分用地回填半年左右即開(kāi)工建設(shè),田地淤泥層深度約0.8m。其配套的燃?xì)夤こ虨槭腥細(xì)饨ㄔO(shè)公司承建并經(jīng)營(yíng),氣源為液化石油氣,兩級(jí)調(diào)壓入戶(hù),中壓庭院管壓力為0.08MPa,低壓管壓力為0.003MPa,燃?xì)獗砗陀脩?hù)調(diào)壓器分別集中安裝于一樓外墻或室外地坪的表箱內(nèi)。

3 沉降損害

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,其沉降損害相當(dāng)嚴(yán)重,兩座多層房屋之間的單層建筑未作樁基處理,現(xiàn)已下沉20-30cm不等,從散水坡與房屋連接處測(cè)量其沉降量為15cm左右,散水坡與房屋水平位移2-3cm,部分出地立管接頭松開(kāi)后下沉10cm左右,因這種上下和水平方向的位移變化導(dǎo)致燃?xì)獗硐洳课还芫€(xiàn)嚴(yán)重變形彎曲,80%的表箱部位管線(xiàn)螺紋接頭多處泄漏,其泄漏率的分布大致為:彎頭占9.62%,活接頭占52.72%,三通占7.2%,其余為絲扣連結(jié)閥門(mén)、絲堵等。

4 損害特征

燃?xì)獗硐洳糠植脊芄に嚩喾N多樣,其損害情況復(fù)雜,大體分兩類(lèi)。

4.1 表箱固定在外墻上

因表箱固定在外墻上,地基沉降發(fā)生的位移主要損害進(jìn)口端出地立管、管架、閥門(mén)、表箱等。因沉降較大,管線(xiàn)的塑性變形無(wú)法滿(mǎn)足沉降發(fā)生的位移。首先將出地立管固定支架拉脫離墻且立管在此處彎曲變型,繼而將進(jìn)口管往下拉,因表箱進(jìn)口的限制導(dǎo)致進(jìn)口管將表箱側(cè)板壓壞變形,分配管和箱內(nèi)水平管發(fā)生傾斜。在此過(guò)程中對(duì)絲口部位施加拉應(yīng)力削弱了絲口連接的預(yù)緊力可導(dǎo)致絲口松動(dòng)而泄漏。雖然螺紋接口處的斷裂荷載可大于鋼管本身的6%,螺紋接口本應(yīng)更可靠,然而,螺紋接頭的變形能力與鋼管本身相比較低,當(dāng)?shù)鼗两诞a(chǎn)生很大的相對(duì)變形集中于螺紋接頭時(shí),有時(shí)將破壞接頭。

4.2 表箱固定在室外地坪上

表箱固定在地坪上,室外地坪與建筑物的相對(duì)位移的增加主要影響表箱出口端管道,進(jìn)口端管道損害相對(duì)較輕。因地面亮起,表箱不能與地下管發(fā)生同步位移,那么表箱進(jìn)口端管道同樣受到拉應(yīng)力作用而可導(dǎo)致?lián)p害。出口端DN鍍鋅管因截面剛度小,彎曲變形嚴(yán)重。

5 對(duì)策

在房屋散水坡施工完畢,出地立管的固定管架應(yīng)拆除或采用套管式固定支架,即可避免管道在此處應(yīng)力集中,阻礙管線(xiàn)的下沉,又可保持立管在施工時(shí)的垂直度。

表箱立于室外地坪,其進(jìn)出口管線(xiàn)應(yīng)考慮采用柔性連接,掛于建筑物外墻上的表箱只采用進(jìn)口管柔性連接。柔性連接的可拉伸量應(yīng)滿(mǎn)足沉降的最大位移。

垂直于建筑物的地下管線(xiàn)支管應(yīng)因地制宜分級(jí)抬高埋設(shè)深度靠近建筑物,這有利于提高支管的撓性,吸收地基的沉降位移,減少管溝開(kāi)挖對(duì)建筑物基礎(chǔ)的影響。

出地立管穿過(guò)混凝土地面時(shí)須設(shè)置出地套管,防止混凝土與管道固結(jié),阻礙管線(xiàn)位移。

采用塑性較好的材料。這是根據(jù)材料的屈服極限來(lái)考慮,對(duì)于鋼管和PE管來(lái)說(shuō)主要的破壞最集中在接點(diǎn)和端部固定端,但是鋼管和PE管其接頭都有較好的延伸性和較好的接頭偏轉(zhuǎn)角,基本可以根據(jù)其材料的屈服極限來(lái)確定。

采用淺埋,減輕地基對(duì)管的壓力。

庭院管采用樹(shù)技狀連接,盡量縮減庭院管的長(zhǎng)度,減少接點(diǎn)。

利用管線(xiàn)自身彎曲,增大彎曲半徑,減少?gòu)濐^的使用量。

采用不銹鋼金屬軟管替代伸縮器。目前伸縮器的使用主要考慮溫差對(duì)管線(xiàn)的影響,不能解決兩端管線(xiàn)上下方向上的位移變化,地基的不均勻沉降將導(dǎo)致管線(xiàn)在伸縮器部位產(chǎn)生破壞,當(dāng)拆除伸縮器后,兩端管線(xiàn)無(wú)法對(duì)中,更換困難。

減少與建筑物垂直靠近的上升立管數(shù)量,利用建筑物外墻繞行。

GB50028-93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》要求:埋地燃?xì)夤苤袎築級(jí)離建筑物基礎(chǔ)水平凈距為1.5m。外墻到基礎(chǔ)外圍距離約為0.6m,那么管線(xiàn)離外墻的距離應(yīng)不少于2.1m,對(duì)于垂直靠近外墻的地下管出地立管是很難做到。

另外,對(duì)垂直于建筑物外墻的地下各支管也難保證與其它地下管線(xiàn)的安全距離。按照GB50180-93《城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.0.2條要求:在非采暖區(qū)六種基本管線(xiàn)的最小水平間距,它們?cè)诮ㄖ€(xiàn)的最小極限寬度約為10m。住宅的廚房廁所大都連在一起,在相應(yīng)的室外地坪部位必然有給水、排水等地下管線(xiàn)和排水井、化糞池等設(shè)施,如果廚房位置在樓梯間旁,那么地下必然還有電力、電信管線(xiàn)和電力、電信井,各種地下管線(xiàn)在彈丸之地都要集中靠近建筑物,實(shí)際上是很難滿(mǎn)足GB50028-93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50180-93《城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)條款的安全距離要求。再加之地下管線(xiàn)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)缺乏溝通,開(kāi)發(fā)商協(xié)調(diào)不力以及施工的不規(guī)范,造成地下管線(xiàn)在集中部位相當(dāng)混亂,很難保障燃?xì)夤芫€(xiàn)的安全距離。所以應(yīng)減少垂直靠近建筑物的上升立管的數(shù)量,減少地下管與建筑物的連接點(diǎn)。

應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件對(duì)地下管線(xiàn)進(jìn)行抗震和抗沉降設(shè)計(jì)。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的要求。根據(jù)GB-89《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.3.1條要求:對(duì)液化沉陷敏感的乙類(lèi)建筑可按7度考慮,7-9度時(shí),乙類(lèi)建筑(國(guó)家重點(diǎn)抗震城市的生命線(xiàn)工程)可按原來(lái)裂度考慮。

地震對(duì)地下管線(xiàn)的損害特征

a、烈度(地震影響強(qiáng)度或地面位移量)和場(chǎng)地土的影響:管道的震害率隨烈度影響強(qiáng)度而增加,但烈度影響與場(chǎng)地土的影響比較居第二位。

b、地形地貌的影響:地形地貌的影響對(duì)管道震害也是很重要的,主要在地震時(shí)岸坡明顯位移,回填土與原狀土間震陷顯著。

地基沉降與地震的關(guān)系。這里說(shuō)的地墓沉降是指一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的地基固結(jié)壓密過(guò)程,而由地震引起地基沉降是一個(gè)短時(shí)間團(tuán)結(jié)壓密過(guò)程,其作用結(jié)果都會(huì)導(dǎo)致地基的塌陷,地下及地面設(shè)施的損壞。地震波的作用會(huì)加劇現(xiàn)有的地基沉降量,而進(jìn)一步損害燃?xì)夤芫€(xiàn),造成難以估計(jì)的后果。

地震對(duì)地下燃?xì)夤芫€(xiàn)的損害?，F(xiàn)代燃?xì)夤芫€(xiàn)主要是鋼制管道,國(guó)內(nèi)聚乙稀塑料管也處在發(fā)展階段,地下管線(xiàn)的三大大敵:腐蝕、地基的不均勻沉降與地震,其中最大的天敵是地震,地震不僅直接破壞地下管線(xiàn)的正常功能,而且可產(chǎn)生次生災(zāi)害(火災(zāi),爆炸等),給國(guó)計(jì)民生帶來(lái)重大損失和人員傷亡。地下管線(xiàn)如果遭到損害,必須逐段查找,只有當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)確認(rèn)正常后才能恢復(fù)供氣,恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng),搶修困難。本區(qū)地基的沉降為研究回填土對(duì)燃?xì)夤芫€(xiàn)的破壞提供了一個(gè)例證,同時(shí)也提醒我們應(yīng)采取措施防止或減輕地基沉降和地震對(duì)地下燃?xì)夤芫€(xiàn)的損害,以保證地下管線(xiàn)的安全正常運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于直埋管線(xiàn)基礎(chǔ)的夯實(shí),因?yàn)楹粚?shí)只是表層的,所以場(chǎng)地土意義不大,且當(dāng)多個(gè)專(zhuān)業(yè)同時(shí)在小區(qū)施工時(shí),夯實(shí)很難達(dá)到其目的,而采用其它的地基處理方式,造價(jià)太高,所以,在允許沉降的基礎(chǔ)上,采取上述措施。

對(duì)于地基沉降和地震設(shè)防,GB50028-93K城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》沒(méi)有相關(guān)條款的要求,希望該標(biāo)準(zhǔn)增加相關(guān)的內(nèi)容與有關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相呼應(yīng)。

這里說(shuō)的地基沉降是指室外地坪的沉降,一般說(shuō)來(lái)建筑物都有作地基處理,認(rèn)為建筑物的沉降在其施工過(guò)程中已基本完成,建筑物竣工后其沉降既是有也是少量的。采用上述方法,同樣可以避免因地基與建筑物相對(duì)位移的縮小給管線(xiàn)帶來(lái)?yè)p害。