濕陷性黃土地區(qū)室外給排水設(shè)計(jì)探討

劉曉文 陳利斌

(陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 陜西西安 710075)

0 引言

濕陷性黃土，主要分布在我國(guó)山西陜西甘肅的大部分地區(qū)，以及河南西部和寧夏青海河北的部分地區(qū)，約占我國(guó)國(guó)土面積的6%。因其非飽和欠壓密，當(dāng)在天然濕度下，其壓縮性較低，強(qiáng)度較高，但遇水浸濕時(shí)，土的強(qiáng)度顯著降低，在附加壓力與土的自重壓力下，將引起一種下沉量大下沉速度快的失穩(wěn)性濕陷變形。

濕陷性黃土，一般分為非自重濕陷性和自重濕陷性兩種。前者是在土體自重壓力和一定的附加壓力作用下遇水浸濕發(fā)生濕陷變形；后者則是在土體自身重力作用下遇水浸濕發(fā)生濕陷。非自重濕陷性黃土，對(duì)于建筑物的危害性通常小于自重濕陷性黃土。黃土的濕陷性，不僅造成建構(gòu)筑物地基沉降，同時(shí)造成埋地管道接口松脫，甚至管道斷裂，嚴(yán)重威脅室外埋地給排`水管道的安全運(yùn)行[1]。

基此，本文區(qū)別于一般地區(qū)的室外給排水設(shè)計(jì)，圍繞黃土的濕陷性這一土質(zhì)特征，結(jié)合《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-2004(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)，從地基處理防水措施出發(fā)，合理選用技術(shù)和措施，預(yù)防濕陷性造成的危害，保證室外給排水管道的正常安全運(yùn)行。

1 工程介紹

西安某小區(qū)位于長(zhǎng)安區(qū)大學(xué)城，小區(qū)內(nèi)設(shè)8棟住宅，均為一類高層住宅建筑，地上28～32層，地下1層車庫(kù)，建筑高度99.9m；3棟辦公樓，均為一類高層公共建筑，地上25層，地下2層車庫(kù)，建筑高度91.2m～99.6m；1棟幼兒園，為多層公共建筑，地上3層，建筑高度11.7m。小區(qū)總用地面積9.12萬(wàn)m2。該小區(qū)室外給排水工程，包括給水消防雨水和污水系統(tǒng)，均采用埋地敷設(shè)。

查看現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查報(bào)告，地下水位埋深為13.60m～19.50m，不考慮地下水影響。其中，住宅區(qū)場(chǎng)地，屬于非自重濕陷性黃土，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)，場(chǎng)地內(nèi)濕陷性土層的分布深度為8m～10m；辦公區(qū)場(chǎng)地，屬于自重濕陷性黃土，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)，場(chǎng)地內(nèi)濕陷性土層，分布深度為10m范圍內(nèi); 幼兒園及地下車庫(kù)場(chǎng)地，屬于自重濕陷性黃土，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)，場(chǎng)地內(nèi)濕陷性土層的分布深度為7.5m～9.5m。

2 地基濕陷性處理

根據(jù) “規(guī)范”要求，建筑物根據(jù)重要性地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對(duì)不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，分為甲乙丙丁4類。

該工程住宅建筑和辦公建筑，均屬于甲類，此類建筑應(yīng)消除地基的全部濕陷量，或采用樁基礎(chǔ)穿透全部濕陷性黃土層，或?qū)⒒A(chǔ)設(shè)置在非濕陷性黃土層上。為了滿足規(guī)范要求，住宅建筑及辦公建筑，采用樁筏基礎(chǔ)，處理后的復(fù)合地基承載力特征值，不應(yīng)小于580kPa。經(jīng)由專業(yè)的地基處理公司設(shè)計(jì)施工后，再對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的地基進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示，濕陷性已完全消除。地下車庫(kù)和幼兒園建筑，屬于丙類，丙類建筑地基范圍內(nèi)，采用了灰土墊層，基礎(chǔ)形式采用獨(dú)立基礎(chǔ)，該類建筑消除了地基的部分濕陷量。

3 防水措施

3.1 基本防水措施

基本防水措施，從管道敷設(shè)管道材料和接口等方面，采取措施防止管道發(fā)生滲漏，這是給排水工程防止建筑物地基濕陷的第一道防線?？紤]到濕陷性黃土地區(qū)的地震烈度大都在7度以上，意味著濕陷性黃土地區(qū)兼有濕陷震陷雙重危害性。柔性管道系統(tǒng)能消除溫差或施工誤差引起的應(yīng)力轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)管道系統(tǒng)及其與設(shè)備連接的安全性，使得柔性連接成為管道連接方式的首選。

該工程住宅區(qū)和辦公區(qū)域室外給水消防管，采用TTP-PESI孔網(wǎng)鋼帶復(fù)合管，電熱熔連接。污水雨水管，采用PVC雙層軸向結(jié)構(gòu)壁中空管道，彈性密封圈承插連接。

3.2 檢漏防水措施

3.2.1濕陷性未全部消除

丙類建筑的幼兒園的地基處理了部分濕陷性，結(jié)合《規(guī)范》關(guān)于埋地管道排水溝雨水明溝和水池等與建筑物之間防護(hù)距離宜符合表1[1]所示的規(guī)定，當(dāng)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)該采取與建筑物相應(yīng)的檢漏防水措施，包括增設(shè)檢漏管溝和檢漏井。幼兒園建筑和地下車庫(kù)建筑物周圍的防護(hù)距離為5m，防護(hù)距離內(nèi)的埋地給排水管道應(yīng)采取檢漏管溝形式。對(duì)于防護(hù)距離外的埋地給排水管道的防水措施，埋地的重要管道基礎(chǔ)增設(shè)150mm～300mm的土墊層和300mm厚的灰土墊層，即是對(duì)管道基礎(chǔ)的濕陷性進(jìn)行消除。

表1 埋地管道排水溝雨水明溝水池邊等與

該工程幼兒園和地下車庫(kù)防護(hù)距離范圍內(nèi)的管道均做檢漏管溝，根據(jù)其濕陷性(表2)，檢漏管溝選用嚴(yán)格防水管溝C型，管溝采用鋼筋混凝土材質(zhì)并做防水層[2]。檢漏管溝設(shè)置在凍土層以下，且室內(nèi)外管溝保持相連，溝底坡度大于2%，并坡向檢漏井[3]。檢漏井采用與檢漏管溝相適應(yīng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)深度不大于0.3m的集水坑[4]。防護(hù)距離外的埋地給排水管道基礎(chǔ)濕陷性處理采用300mm素土墊層加300mm三七灰土墊層，分層壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)均不小于0.95。

表2 管溝類型及適用范圍

3.2.2濕陷性全部消除

根據(jù) “規(guī)范”對(duì)埋地管道排水溝雨水明溝和水池等與建筑物之間的防護(hù)距離的要求，甲類建筑的住宅樓和辦公樓在地基濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)無(wú)防護(hù)距離要求，是因甲類建筑地基應(yīng)消除地基的全部濕陷量，與本小區(qū)住宅建筑和辦公建筑區(qū)域地基處理措施相適應(yīng)，即可按一般地區(qū)的規(guī)定設(shè)計(jì)。

該工程住宅建筑和辦公建筑，為了解決設(shè)備用房及車位均設(shè)置地下室。地下室上方覆蓋場(chǎng)地內(nèi)開(kāi)挖土2m，以滿足室外雨水管道及從住宅和辦公接出的部分污水出戶管的埋深，同時(shí)亦能保證建設(shè)場(chǎng)地綠化景觀的實(shí)施。對(duì)于地下室頂板上設(shè)置的埋地排水管道，筆者認(rèn)為，不能忽視管道基礎(chǔ)的濕陷性。隨著國(guó)家對(duì)海綿城市建設(shè)的實(shí)施，居民生活水平的不斷提高，人們對(duì)于居住環(huán)境的生態(tài)要求不斷提升，位于小區(qū)綠化帶透水鋪裝的人行步道，以及水景等面積亦不斷增加，其土體的濕陷性依然存在。室外給排水管道，為了后期檢修方便，往往敷設(shè)在前者之下，管道周圍土體受人工澆灌水或者雨水積水發(fā)生濕陷，導(dǎo)致室外管道發(fā)生斷裂，接口發(fā)生松脫和損壞，管道漏水又加速其周圍土體發(fā)生濕陷，將造成更大范圍的損害，且其修復(fù)的費(fèi)用遠(yuǎn)高于對(duì)管道基礎(chǔ)做濕陷性處理的費(fèi)用?；谝陨弦蛩乜紤]，地下室頂板覆土層內(nèi)的室外給排水管道基礎(chǔ)，也應(yīng)采取措施對(duì)濕陷性進(jìn)行處理。管道基礎(chǔ)濕陷性處理，采用300mm素土墊層加300mm三七灰土墊層，分層壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)均不小于0.95。

4 結(jié)論

濕陷性黃土地區(qū)的室外給排水設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)建筑基本情況及其地下土層的地質(zhì)信息，結(jié)合地基濕陷性處理結(jié)果，采取相應(yīng)的防水措施，以期預(yù)防濕陷性對(duì)建筑物基礎(chǔ)的危害，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程設(shè)計(jì)的合理性和造價(jià)的經(jīng)濟(jì)性。

建筑物地基濕陷性完全消除時(shí)，位于防護(hù)距離內(nèi)地下車庫(kù)頂板覆土里的埋地管道基礎(chǔ)仍應(yīng)采取消除濕陷性的措施，避免濕陷性對(duì)管道基礎(chǔ)的影響；建筑物地基濕陷性未完全消除時(shí)，其防護(hù)距離內(nèi)的埋地管道應(yīng)根據(jù)濕陷類型，選取合適的檢漏管溝；防護(hù)距離以外的埋地管道，其基礎(chǔ)采取用素土墊層加三七灰土墊層，并分層壓實(shí)的措施。