软土层建筑给排水系统的设计
【摘要】 软土层的含水量大，有较大的压缩比。所以软土层受到荷载后会发生较大的沉降变形，所以在软土层上进行给排水系统的设计和施工难度是较大的，为了克服这些问题，笔者从地基处理、管基处理、管材选用、施工方法选择等不同的角度来分析了在软土层上进行给排水系统设计和施工需要注意的问题。对于软土层上给排水系统的设计具有一定的启示作用。
【关键词】 软土层 ；给排水 ；沉降 ；施工
软土土质主要是指海滨、谷地、湖沼等地区的土质，这些地区的土质有较高的含水量，较大的压缩性、较大的孔隙比。软土地基相对于硬土地基，它的承载力较低，而且当软土层受到荷载后会产生较大的沉降变形。因此，在软土层上设计建筑工程的给排水系统难度会比较大。对于软土层的处理、 额外的加固墩和穿管井的设计、管材的选用、施工方法的选择、和管基的处理都有特殊的要求。这些都是软土层上进行给排水系统设计的要点和难点。所以在软土层上进行给排水系统的设计必须提出针对性的处理方案，确保给排水管道工程安全可靠、经济合理。笔者根据以往在软土层上进行建筑工程的给排水系统的设计经验， 对以上要点问题进行综合分析论述。
1. 软土层地基处理
如果给排水系统是单独施工的，就要对软土层地基进行额外的处理，这样就可以防止地基的沉降偏大、地基承载力不足产生的给排水系统的构造发生变化。软土层地基的主要的处理方式有以下几种 ：块石挤淤法、换填砂石垫层法、水泥土搅拌桩法、高压旋喷桩法、松木桩法等。不同的方法的造价和适用的条件是不同的，需要根据具体的给排水系统和软土层的条件来选择不同的方法，可以是单独一种方法也可以是几种方法结合使用。
2. 增设加固墩和穿管井
在软土层进行给排水系统的设计和施工，和普通的硬土层上相比，需要增设额外的加固墩和穿管井以来加固给排水系统的管道和设备。
2.1 加固墩的设计
在软土层进行给排水系统的设计和铺设，需要考虑水流通过时的压力，这些压力可能产生在弯管、三通、缩管及管堵顶端等处。
这种情况下，就需要在这些位置设置支墩来防止接口脱节。从目前给排水系统的铺设设计来看，基本的设计方案都是将管线埋设在底下，而且会和其他各种市政工程的管线错综复杂在一起，不同类型的管线有很小的净距，正常，这种净距是没有问题的，但是再加上支墩，距离就不够了。所以，再次就可以不选择使用支墩，而选择使用加固墩来解决固定问题。所谓加固墩就是在适当的距离和管道转弯前后的位置设置一节钢管，在钢管上焊接翼环，通过翼环和混凝土之间的剪力以及加固墩和土壤之间的摩擦力来克服外推力。为了进一步减小加固墩的体积，可以在软土层中使用松木桩来增大土壤的摩擦系数以进一步增大加固墩和土壤之间的摩擦力。
2.2 穿管井的设计
如果给排水系统在在地表水系发达的南方地区铺设，这样的地区的特点一般都是地势平坦，新用地大多都为回填土。并且南方地区大多有较多的降水，河道的水位相对较高，而河床底标高又较浅，雨水均为淹没出流。所以设计的给排水的管道要倾向于管径大和和坡度小的设计方案。这样，就能有效防止因出水口标高低于河床底而产生淤塞。地坪标高的高度一般可高出水面高度大约 2.3 ～ 2.6m，而河床底标高在 -0.1 ～ 0.5m，将降水产生的雨水就近排放，这样就可以将出水口标高设计的比河床底标高稍高或者稍低。同时还要注意不要让的出水口被淤泥淤塞。所以在设计时候要将雨水管和污水管的位置错开来，但是这样做就会增加下游管段的施工费用和施工难度，所以当雨、污管线交叉时，可以采用将污水管穿过雨水井的方式。一般情况下，河涌水位是会没过雨水管的，所以在设计时要将井径放大，还要将沉砂深度加大，这样可以便于清掏。一般情况下，雨水检查井的的井径是足够大的，所以污水管的材料可以采用玻璃钢夹砂管，因为其刚度好，穿管时不用收到影响。
3. 软土层上管材的选用
在软土层进行给排水系统的设计要对于管材进行针对性的选取。在选取管材时要重点考虑的是软土层的不均匀性、地基处理后的沉降性、软土层对施工速度的要求等。所以在管材的选用上要有质量轻、强度高、蠕变量适量、施工安装方便、施工速度快等特点。
对于给排水系统来说，其管材的材质主要有 ：金属管材、玻璃钢夹砂管材、钢筋混凝土管材、合成材料管材等。根据软土层的特点，需要管材具备重量轻、抗地质沉降能力强、密封性好、施工速度快、对基础处理要求低、抗不均匀沉降效果好等特点。
4. 管基处理
对于软土层上铺设给排水系统，管理的处理是非常重要的，管基处理好了就能对给排水系统的设计和施工增加一定的稳定性。其中管基的处理主要是给水管和排水管的管基的处理，下面笔者分别给出不同类型的管基处理方式的分析。
4.1 给水管道基处理
给水管一般选在在地基下 1m 以内的深度铺设。如果人行道、非机动车道和机动车道的给排水系统同步建设时，一般在管基周围使用人工填土和冲填砂层的方式回填。虽然采用这样的方式土质较为松散，但是也是较为均匀的，所以在垫层时采用普通的砂即可。
如果地基再软弱，就要再用更为坚固的混凝土或者回填土了。而管道的垫层厚度一般在 100mm 左右，这时就可以选用粗砂料，管槽基坑的开发必须严格按照设计的标高要求准确开挖，如果出现需要超挖的情况，就应该额外采用均填粗砂处理超挖部分的回填。
如果给排水系统的铺设时间是不同的，这种情况下，管线在铺设时可能会经过没有铺设管线的一些未经处理的软土层。这就压根据具体情况采取一些特别的处理措施，如打松木桩再换土回填等。
如果出现过河沉管段，就应该在管底标高以下 50cm 的位置采用大片石抛填的方式，并以碎石和砂找平。
4.2 排水管道基处理
（1）雨水管基处理
如果雨水管道的直径达到 1000m 时，就应该在在基础底标高面再往下挖弃 50~80cm 厚软土，然后用石渣回填作为雨水管道基础，回填石渣的宽度直径的基础上再像两边各 50cm 的宽度。如果雨水管道不足 1000mm，再往下挖大约 30~50cm 的厚软土就可以，同样用石渣回填，宽度各加 30cm 即可。
（2）污水管基处理
污水管的管基在一般采用 300mm 厚的中粗砂，管基的宽度与沟槽同宽。如果软土层的土质差时，可在基础底标高面再往下挖弃50cm 厚软土， 同样用石渣回填， 然后用不小于 10cm 厚的粗砂找平，换土宽度为污水管直径两边各加 30cm。
在高真空的不断作用下，强夯软土的工期大大缩短，从 3~4 周缩短到 5~10d。因为高真空使得软土层的密度越来越大，所以在软土层的 10cm 以内的浅层地基甚至会形成一个坚固的硬壳层，这样软土层的地基的受力能力就大大改善。通过在一些给排水工程中实践，发现高真空击密方法是非常有效的，利用该方法使得施工的效果好，可显著减少由不均匀沉降引起的接口破坏现象。
5. 小结
总的来说，在软土层进行给排水管道的施工都会由于软土层的复杂性，导致施工的难度加大，只有根据具体的工程的实际情况，次啊能确定到底使用什么设计和施工方案。笔者只是希望本文能够为软土层的给排水系统的设计人员提供一些启示。
参考文献
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