CN105386505B - 砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，包括以下步骤：铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧，人工进行摊铺平整；每10m修筑宽300mm、高300mm的围堰；注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；狼牙碌碾碾压、补砂；碾压使用狼牙碌碾，碾压遍数不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，碌碾所留孔洞人工填平并拍实；压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，检测砂土密实度，符合设计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

Description

砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法

技术领域：

本发明涉及户外公共排水管施工技术领域，具体涉及一种砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法。

背景技术：

近年来,因连阴雨致使道路塌陷事故频繁发生,造成大量的经济、财产损失还严重影响道路的畅通。引起社会和建设单位的广泛关注。管道渗漏是引起城市道路路面塌陷的主要因素。原因是在管沟回填施工过程中，管道底部回填不密实造成基础不均匀沉降等原因使管道破裂。地下排水管线漏水后，造成路基含水量上升，承载力下降，在外力的作用下造成路面塌陷；或在流水的作用下土体细颗粒流失，最终使路基形成空洞造成路面塌陷。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，用于解决了排水管下圆弧处回填密实度难以满足设计要求的问题，并彻底解决道路路面塌陷的难题。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，包括以下步骤：

1)铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；

2)分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧，人工进行摊铺平整，其中，每层回填厚度不超过25cm；每10m修筑围堰；

3)注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；

4)狼牙碌碾碾压、补砂；使用狼牙碌碾对排水管两侧砂土碾压，碾压遍数不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于狼牙碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，狼牙碌碾所留孔洞人工填平并拍实；

5)压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，检测砂土密实度，符合设计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，当管沟壁为湿陷性黄土材料时，首先对管沟壁铺设防渗土工布。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，砂土中不含草根、树叶、塑料袋，且含泥量不超过3％，最大粒径≤4mm；围堰宽为300mm、高为300mm。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，注水要连续进行，中间不得停歇；当围堰内水位上升至砂层顶面200mm以上且低于围堰高度时停止注水。

本发明进一步的改进在于，步骤4)中，狼牙碌碾包括狼牙碌碾本体，设置在狼牙碌碾本体两侧且与其活动连接的两个拉杆，两个拉杆的自由端通过把手连接在一起；其中，狼牙碌碾本体包括碌碾外壳，设置在碌碾外壳中心处的滚轴，填充在碌碾外壳内侧与滚轴外侧之间的水泥混凝土，以及设置在碌碾外壳外侧上的若干狼牙齿。

本发明进一步的改进在于，两个拉杆分别与滚轴的两端活动连接。

本发明进一步的改进在于，两个拉杆分别通过连接钢板与滚轴的两端活动连接。

本发明进一步的改进在于，两个拉杆分别通过轴承与滚轴的两端活动连接。

本发明进一步的改进在于，把手的长度大于两个拉杆之间的距离。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，用环刀法取样检测砂土密实度。

相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

1)适用性强：只要是管沟基础为透水材料均可应用；

2)工艺简单，便于操作；

3)施工区域压实度均匀，无死角，保证了管道下圆弧处压实度要求；

4)碾压工具体积小，适用于在窄小空间施工；

5)狼牙碌碾工作为人力操作，不会对硬度较小的管道造成较大的动力伤害，确保管道不漏水，避免了因管道渗漏造成道路塌陷的发生；具体来说，本发明通过使用狼牙碌碾对回填砂层碾压，扰动回填砂层，破坏砂体原有松散构架，促使较细砂粒在流水的作用下向产生流动，填塞砂体空隙，从而达到砂体密实的效果。

综上所述，经过本发明提供的施工方法处理后的砂层密实度均匀，无死角，保证了排水管下圆弧处(排水管安装剖面图2a中A区)的密实效果。

附图说明：

图1为本发明砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法的流程图。

图2为采用本发明提供的施工方法的施工现场示意图；其中，图2(a)为纵向剖视图，图2(b)为横向剖视图。

图3为本发明狼牙碌碾的侧视图。

图4为本发明狼牙碌碾的俯视图。

图5为本发明拉杆的结构示意图。

图中：1为水泥混凝土，2为狼牙齿，3为连接钢板，4为销子，5为拉杆，6为滚轴，7为碌碾外壳，8为把手。

具体实施方式：

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本发明砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，包括以下步骤：

1)铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；

2)分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧，人工进行摊铺平整，其中，每层回填厚度不超过25cm；每10m修筑围堰；其中，当管沟壁为湿陷性黄土材料时，首先对管沟壁铺设防渗土工布；此外，砂土中不含草根、树叶、塑料袋，且含泥量不超过3％，最大粒径≤4mm；围堰宽为300mm、高为300mm；

3)注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；其中，注水要连续进行，中间不得停歇；当围堰内水位上升至砂层顶面200mm以上且低于围堰高度时停止注水。

4)狼牙碌碾碾压、补砂；使用狼牙碌碾对排水管两侧砂土碾压，碾压遍数不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于狼牙碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，狼牙碌碾所留孔洞人工填平并拍实；

5)压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，用环刀法取样检测砂土密实度，符合设计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

如图3至图5，狼牙碌碾包括水泥混凝土1、狼牙齿2、连接钢板3、销子4、拉杆5、滚轴6、碌碾外壳7和把手8。

其中，狼牙齿2通过焊接固定在碌碾外壳7上，碌碾外壳7内水泥混凝土1，在填充混凝土1内预埋滚轴6，拉杆5通过焊接与拉杆5连接，把手8通过焊接与拉杆5连接，连接钢板3通过焊接与拉杆5连接，连接钢板3中心设孔套在滚轴6两侧，滚轴6两端头设置销子限制连接钢板3。

本发明提供的狼牙碌碾采用人工动力，人力拉动把手8，把手8通过拉杆5传力到滚轴6，滚轴6带动碌碾外壳7在砂层上运动，碌碾外壳7在运动时带动狼牙2一起运动。由于狼牙2插入砂层内造成碌碾外壳7在运动方向产生一定阻力，由此带来的阻力迫使碌碾外壳7沿受力方向滚动前进而不是滑动前行，同时由于狼牙2与碌碾外壳7共同碾压的过程中不断插入砂层，从而达到在碾压同时对回填砂层产生扰动效果，破坏砂体原有松散构架，促使较细砂粒在流水的作用下向产生流动，填塞砂体空隙，实现砂体密实的目的。

实施例

某市政道路，道路长度401.321m，规划红线宽度50m。道路等级为城市主干道，雨水、污水沟槽底部为较厚的夹砂层，透水性好。雨水管直径di800mm，沟槽底部开挖宽度为1800mm，管道两侧留500mm工作面；工作面狭窄。污水管直径di500mm，沟槽底部开挖宽度为1300mm，管道两侧留400mm工作面。原地面标高：390.3m，管沟深度2.7m-4m，坡度0.3％；沟槽上部为湿陷性黄土，下部为砂土层，。排水管采用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管，铺设在承载力满足设计要求的管沟底部。设计要求沟底至排水管顶部500mm采用砂土回填，压实系数不小于94％。

工程地质情况：

工程所处地貌为沣河一级阶地，沿线场地地形开阔，地势比较平缓，总体呈南高北低形势。地质层由耕(表)土(Q₄ ^pd)、人工填土(Q₄ ^ml)，第四系全新统冲积(Q₄ ^al)黄土状土、粉质粘土、砂土、细砂土、粉质砂土等组成。

地下水埋深：15m-17m。

施工准备

本工程处理地基的材料主要是现场的古河床的沙子，河床砂子基本洁净，为细砂土，含泥量要加以严格控制，不能含有植物、树叶及其他杂质等，施工用水来自当地井水即可。所需的施工机具主要有反铲挖掘机、装载机、水泵、铁锹、管道回填狼牙碌碾等工具。

清除表层植物层、开挖管沟

施工前先进行测量放线，用装载机或推土机清理表层耕植土，用挖掘机严格按照沟槽开挖方案开挖管沟，沟底预留20cm进行人工平整夯实。

铺设排水管

在管沟中心线上铺设钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管，波纹管连接时严格按照质量要求进行控制，排水管铺设完成后必须做闭水试验，试验合格后进行回填砂土作业。

分层铺砂、围堰

由于本工程地处湿陷性黄土地区，管沟上部为黄土层，为消除注水对沟壁侵蚀，造成不必要的破坏，故在实施砂土回填前，在管沟上部黄土区域铺设防渗土工布包裹覆盖。

从采砂点通过装载机或挖掘机将所需的砂土运到施工现场，进行回填工作。利用机械将砂放入沟槽内、人工进行摊铺平整，每层回填厚度不超过25cm，应严格控制。每10m修筑宽300mm、高300mm的围堰。

注水、碾压

砂层铺平完成围堰后在排水管两侧同时注水作业。注水要求连续进行，中间不得停歇，整个围堰内砂基顶面水深应大于200mm，目测水位下沉缓慢时即可停止注水。

碾压使用管道回填狼牙碌碾，碾压遍数不少于8次，碾压过程搭接宽度不少于碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，碌碾所留空洞人工用铁锹填平并拍实。

实度检验

待砂层面水完全渗透后，用换刀法取样，测试砂土密实度，符合设计要求后，方可进行下一层回填，直至回填标高满足设计要求。

在沟槽回填砂层注意事项：

1)回填砂材料质量控制有机质的含量和含泥量均要控制在5％以下。

2)若管沟壁为湿陷性黄土或松软土层时，要采取防水措施，避免沟壁浸水后造成不安全隐患。

3)注水过程要一次性浇透；分层碾压浇注过程，每层砂土控制在25cm以内,用狼牙碌碾扰动碾压砂层，加速砂层的密实度及承载力增长。

4)补砂过程是用铁锹铲砂补充砂土。在碾压过程中,狼牙碌碾的尖刺部分会在砂层中形成细小的孔洞，要随时补砂。

5)分层回填时，上下层围堰要相互错开，且不小于1000mm。

5.沉实过程是回填砂土经碾压、补砂后,已经达到密实效果,但表面水分过多,承载能力还较差,经过大约3～4h水分下渗,回填砂土进一步密实,具有了很强的承载能力。

综上所述，水坠砂法处理地基技术主要应用于疏松的砂土地区，本工程所处地貌为沣河一级阶地，位于古河床上，管沟埋设位置土层为砂土、细砂土、粉质砂土等，透水性好，地下水位较低，现场有大量砂土可以利用，具备使用该技术的部分条件。虽然存在管沟上部为湿陷性黄土，沟底工作面小，排水管为聚乙烯(PE)螺旋波纹管难以承受震动设备碰撞等不利因素；现场采取了沟壁覆盖防渗土工布措施，研发了适用于狭小工作面的“狼牙碌碾”碾压机具，制订了合理的施工工艺，最终取得了满意度效果。

回填完成后对每层压实度都进行了试验检测，压实系数均达到了94％以上，而且管道下圆弧处的压实系数也同样满足设计要求。

Claims (8)

1.砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)铺设排水管、闭水试验：在管沟中心线上铺设排水管道，然后对排水管道进行闭水试验，闭水试验合格后进行管沟回填工作；

2)分层回填铺砂、围堰；将砂土通过机械或人工下放到沟槽内管道两侧，人工进行摊铺平整，其中，每层回填厚度不超过25cm；每10m修筑围堰；当管沟壁为湿陷性黄土材料时，首先对管沟壁铺设防渗土工布；

3)注水：砂层铺设完成后在排水管两侧同时进行注水作业；

4)狼牙碌碾碾压、补砂；使用狼牙碌碾对排水管两侧砂土碾压，碾压遍数不少于8遍，碾压过程搭接宽度不小于狼牙碌碾宽度的三分之一；完成碾压后，狼牙碌碾所留孔洞人工填平并拍实；其中，狼牙碌碾包括狼牙碌碾本体，设置在狼牙碌碾本体两侧且与其活动连接的两个拉杆(5)，两个拉杆(5)的自由端通过把手(8)连接在一起；其中，狼牙碌碾本体包括碌碾外壳(7)，设置在碌碾外壳(7)中心处的滚轴(6)，填充在碌碾外壳(7)内侧与滚轴(6)外侧之间的水泥混凝土(1)，以及设置在碌碾外壳(7)外侧上的若干狼牙齿(2)；

5)压实度检测验收：待砂层内水分完全参透后，检测砂土密实度，符合设计要求后，进行下一层回填作业，直至回填标高满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，步骤2)中，砂土中不含草根、树叶、塑料袋，且含泥量不超过3％，最大粒径≤4mm；围堰宽为300mm、高为300mm。

3.根据权利要求1所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，步骤3)中，注水要连续进行，中间不得停歇；当围堰内水位上升至砂层顶面200mm以上且低于围堰高度时停止注水。

4.根据权利要求1所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，两个拉杆(5)分别与滚轴(6)的两端活动连接。

5.根据权利要求4所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，两个拉杆(5)分别通过连接钢板(3)与滚轴(6)的两端活动连接。

6.根据权利要求4所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，两个拉杆(5)分别通过轴承与滚轴(6)的两端活动连接。

7.根据权利要求1所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，把手(8)的长度大于两个拉杆(5)之间的距离。

8.根据权利要求1所述的砂土基底排水管下圆弧处密实施工方法，其特征在于，步骤5)中，用环刀法取样检测砂土密实度。