高层建筑给排水系统管道防沉降破裂施工工法.pdf

1、 1 1/1212 高层建筑给排水管道防沉降破裂施工工法高层建筑给排水管道防沉降破裂施工工法 广东省工业设备安装有限公司 薛文凯 曾勇泉 李百添 黄汝真 程炯 张晓烽 杨栋活 施根宇 1 1 前言前言 在建筑结构施工中通常会出现地面沉降的现象和问题，对建筑给排水管道带来了非常严重的损害。因建筑沉降导致底部下出管弯头接口处极易出现破裂漏水，尤其在高层建筑、土质松软地区该问题尤为严重。由于沉降速度缓慢、较长的持续时间、较广的范围使沉降问题更加难以控制和预防。我国当前建筑给排水管道施工中需要对这一问题加以重视，如果不能及时的对这一问题进行处理与解决，不难保证建筑给排水管道施工竣工后因地面沉降问题致使

2、破裂。为解决因建筑沉降造成给排水管道的损害，广东省工业设备安装有限公司开展了科技创新，组建科研小组进行专项技术研发，取得了“高层建筑给排水管道防沉降破裂施工工法”研究成果。其中由该项成果形成的“一种管道弯头专用减震支撑支架”获得实用新型专利，专利证书第专利证书第 62684636268463 号号。该施工技术经岭南苑二期项目、万博中央商务区数码产业总部商业楼项目、广州油制气厂地块项目一期住宅工程成功应用，取得了良好的技术、经济效益和社会效益。实践证明该技术具有技术先进、安全可靠、快捷经济等优点，因此具有很好的推广应用价值。2 2 特点特点 2.0.1 针对性强，适用于土质松软、易于沉降地区的建

3、筑管道安装工程。2.0.2 对管道系统中受力最集中的底部下出管弯头改用可曲挠橡胶防震弯头，吸收并补偿建筑沉降对竖管的压力。2.0.3 结合高层建筑最大沉降量和管道竖向自重，设置减震缓冲补偿支架，保护管道防止破裂。2.0.4 下出管弯头通过采用可曲挠橡胶防震弯头和横管设置减震缓冲补偿支架等措施减少管道变形拉裂，避免日后返工，节省大量人工和材料。2 2/1212 3 3 适用范围适用范围 适用于所有建筑管道安装工程，尤其适用于土质松软、易于沉降地区的管道安装工程。4 4 工艺原理工艺原理 为预防和控制高层建筑因沉降对给排水管道造成的破坏，关键在于管道底部弯头部位和底部下出管合理设计、吸收并缓冲管道

4、所受整栋建筑沉降作用产生的压缩力。同时，底部下出管应在建筑初沉降后引出。（1）对管道敷设部位处地基进行整平压实处理：根据项目地质情况或测定的地面耐压力为依据，采用合适的方法（一般施工场地的土质地面可采用开挖回填夯实的方法）进行处理。对整平处理完的地层设置预制混凝土块，作为管道支撑。（2）对材质进行选择：通过对整个垂直管道系统进行受力分析，对管道系统中受力最集中的底部下出管处弯头，由刚性弯头改用可曲挠橡胶防震弯头，在运行中补偿管道因地基沉降变化而产生的线性膨胀收缩以及管道的不同心度和其他原因引起地角向偏移，吸收并补偿建筑沉降对竖管的压力。（3）设计新型管道弯头综合支撑支架：根据现场管道敷设情况，

5、为加强立管的底部固定，对悬空和埋地立管下出管弯头位设置减震支撑支架，减少水流的冲击而产生的管道震动和建筑沉降对管道的压力破坏。所设计减震缓冲补偿支架中的减震器根据建筑结构最大沉降量进行计算，由最大竖向压缩量计算竖向荷载和竖向刚度，从而选型弹簧减震器。5 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 5.1 施工施工工艺流程工艺流程 施工准备 沉降量计算 减振器选型 可曲挠橡胶弯头选型 3 3/1212 5.2 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 施工准备 施工前先进行各项准备工作，对施工现场进行清理，对施工人员进行安全技术交底，校核水准仪等仪器是否已经合格并处于有效期内，各类特殊

6、工种人员（如焊工）资质是否有效等。5.2.2 管道敷设处地基预处理 根据项目地质情况或测定的地面耐压力为依据，采用合适的方法（一般施工场地的土质地面可采用开挖回填夯实的方法）进行处理。对整平处理完的地层设置预制混凝土块，作为管道支撑。5.2.2 最大沉降量计算 建筑物沉降主要由基础形变和其余因素引起的变形，基础形变是由建筑物的重量，使基础上的土壤被压实，引起建筑物沉降。另，由于基础的地质构造不均匀，季节性和周期性的温度和地下水的变化引起以及受风力引起的摆动等。这里不包括偶然性的地震因素。建筑物产生沉降后一定要对其沉降量值进行分析，建筑物正常的沉降，是循着从缓慢活跃缓慢稳定的过程。我们通常最关心

7、的是建筑物最大沉降量建筑物最大沉降量，建筑变形测量规范（JGJ82007）要求是：最大沉降量最大沉降量 HM=H(建筑物总高建筑物总高)0.02%。5.2.3 减震器选型计算 由建筑最大沉降量，竖向额定荷载，计算出管道所受竖向压力，从而选型弹簧减震器。缓冲支架制作 缓冲支架安装 支架检验 合格 记录验收 辅助水泥墩预制 不合格 图图 5.1 5.1 工艺流程图工艺流程图 4 4/1212 以建筑高度 100 米,加厚 PVC 管 DN100 为例，进行计算：（1）最大沉降量：建筑物 HM=H(建筑物总高)0.02%=20mm。（2）竖向荷载：W=100m*2kg/m=200kg（3）竖向刚度：

8、K=W/=200kg/20mm=10kg/mm（4）减震器选型：根据竖向荷载 200kg,竖向刚度 10kg/mm,由阻尼弹簧减震器选型，如下表 5.2.3 所示：表表 5 5.2 2.3 3 弹簧减震器选型表弹簧减震器选型表 5.2.4 可曲挠橡胶防震弯头选择 由于高层建筑底部下出管弯头是建筑沉降对管道作用力最为集中的部位，继续采用与管材相一致的刚性弯头，势必会随着建筑沉降而压爆弯头。图图 5 5.2 2.4 4-1 1 底部下出管管道弯头破裂实例底部下出管管道弯头破裂实例图图 5 5/1212 可曲挠橡胶接头是把金属伸缩器的可机械伸缩性和可曲挠橡胶接头的多位移功能集于一体，在运行中补偿管道

9、因温度变化而产生的线性膨胀收缩以及补偿由于地基沉降所产生的管道的不同心度和其他原因引起地角向偏移，是一种多功能的管道补偿器。图图 5 5.2 2.4 4-2 2 可曲挠橡胶接头可曲挠橡胶接头实例实例图图 5.2.5 缓冲支撑托架设计制作安装 加强排水立管的底部固定，悬空式的立管弯头位，采用专门托架加强支撑。埋地式的立管弯头位，底部设置混凝土支撑，减少水流的冲击而产生的管道震动和建筑沉降对管道的压力。（1）立管底部加强支撑托架安装 图图 5 5.2 2.5 5-1 1立管底部地上加强支撑立管底部地上加强支撑托架托架安装示意图安装示意图 符号说明：1-补强板；2-管柱；3-弹簧减振器；4-橡胶弯头

10、；5-掌板 6 6/1212 （2）埋地式立管弯头位加强支撑安装 图图 5 5.2 2.5 5-2 2埋地式的立管弯头位加强支撑安装示意图埋地式的立管弯头位加强支撑安装示意图 符号说明：1-混凝土支撑；2-弹簧减振器；3-橡胶弯头 5.2.6 缓冲固定托架检验（1）托架配置是否合理，不允许采用熔焊形式开孔。严格按设计和规范要求支架的间距和规格配置支吊架；支架孔必须采用钻孔、锚孔，严禁采用风、电焊开孔，支架开孔的直径比螺杆直径大 2mm 为宜。（2）管道托架要牢固，不可松动。表 5.2.6 序号 施工项目 主要质量控制点 检验标准 检验方法 质量记录表 1 材料配件检验验收 外观、规格、型号、材

11、质、数量、随机资料 GB50242-2016 清点设备及配件的数量、型号、规格和检查外观质量、随机资料、合格证 开箱检查记录 2 管道、弯头及管架安装 座标位置 GB50242-2016 钢尺 检验批质量验收记录 标高 GB50242-2016 钢尺 检验批质量验收记录 垂直度（立管）GB50242-2016 吊线 检验批质量验收记录 水平度 GB50242-2016 水准仪、透明胶管 检验批质量验收记录 平行度 GB50242-2016 拉线 检验批质量验收记录 7 7/1212 弯曲度 GB50242-2016 拉线 检验批质量验收记录 坡度 GB50242-2016 拉线、钢尺、透明胶管

12、 检验批质量验收记录 管道接口强度 GB50242-2016 水压试验 试压记录 管道接口严密性 GB50242-2016 水压试验 试压记录 管道焊接 GB50242-2016 无损探伤 焊接探伤记录表 法兰连接平行度 GB50242-2016 法兰尺 垫片使用 GB50242-2016 观察 固定支架、活动支架安装位置 GB50242-2016 观察 3 管道防腐 防腐层质量 GB50242-2016 外观和静电检测仪检测 防腐层厚度 GB50242-2016 气膜测厚仪 5.2.7 记录验收 对该处隐蔽前，应组织相关单位进行隐蔽前验收。验收过程中需记录管道坐标、规格等指标，保存好图片等，

13、方便日后复查。6 6 材料与设备材料与设备 6.1 本技术没有采用特殊材料，所用材料都为市场上常规型号，易于采购。6.2 本技术用的机具设备如表 6.2。表表 6.6.2 2 主要主要机具机具设备明细表设备明细表 序号 名称 型号 单位 数量 用途 1 交流电焊机 BX1-315 13KVA 台 1 焊接 2 切管机 BQ 40 1KW 台 1 管道制作 3 台钻 19 1.5KW 台 1 支架制作 4 砂轮切割机 200 1KW 台 1 管材开料 5 精密经纬仪 DJD5 个 1 放线 6 精密水准仪 SJZ-1 个 1 放线 7 钢卷尺 5m 把 5 测量长度 8 8/1212 7 7 质

14、量控制质量控制 7.1 工程质量控制标准 埋地用聚乙烯（PE）结构壁管道系统GB/T19472.2-2017；建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规范GB50242-2016；给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2013；叠层橡胶支座隔震技术规程CECS126:2001；建筑给水氯化聚乙烯(PVC-C)管管道工程技术规范CECS136:2002；建筑排水用卡箍式铸铁管及管件CJ/T1772002。给水排水构筑物工程施工及验收规范GBJ50141-2008；严格执行上述等相关标准规范要求以及严格执行设计文件和技术规格书对工程施工质量的要求。7.2 施工质量控制措施 1 安排施组编制人员对

15、全体参与施工的人员进行技术交底，讲解工程项目的管道的安装特点、设计意图、管理措施、施工方法等。2 当管道安装固定于支架上，先对管道的伸缩量进行检测，确保伸缩量在允许范围内。3 当管道进行灌水或试压时，安排专人对托架和管道的受力状况进行检测，检测托架知否稳固，减振器和橡胶弯头是否处于正常允许范围内。4 加强过程监督检查和检验，及时做好工程交验记录。8 8 安全措施安全措施 8.1 本工法遵循的安全规程 建筑机械使用安全技术规程JGJ332001 建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）8.2 编制安全技术措施，对施工班组进行安全技术交底。8.3 作业人员要严格遵守劳动纪律，履行自己的岗位职责

16、。8.4 对现场已开挖的管沟位置周边进行围蔽、标识。8.5 现场的临时用电严格按照建筑施工现场临时用电安全技术规范的有关规范 9 9/1212 规定执行。8.6 落实动火作业制度，预防现场火灾。施焊场地周围应清理易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。9 9 环保措施环保措施 9.1 进行切割工作时，设立专门的切割加工棚，以降低噪音污染。9.2 在现场设置固定废弃物储存点，并按可回收、不可回收、特殊固体废弃物作分类存放，由专业环保公司对不可回收及特殊固体废弃物进行处理。9.3 现场使用的漆料、化学溶剂等物品设专门的存放库房，远离明火，不随意倾倒，集中处理。9.4 将施工作业场地限制在工程建设允许的范围

17、内，合理布置、规范围挡，材料堆放合理整齐，施工场地整洁文明。9.5 清理施工场地，施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。10 10 效益分析效益分析 10.1 10.1 经济经济效益效益 10.1.1 收缩补偿托架制作安装费用 采用本技术施工，托架为普通钢材，挠性橡胶弯头 80 元一个，弹簧减振器 120元一个，单个项目共需安装约 40 个支撑托架，人工费用约 3000 元，共花费约 11000元。10.1.2 避免因管道破裂造成漏水返工费用 处理一个管道破裂漏水点（开挖回填+管件更换等），需花费人工+材料费用约1800 元，共需花费约 40*2800=72000 元。10.1.3

18、 三个项目节约直接经济合计 3*（72000-11000）183000 元，为项目部节约了成本。1010/1212 10.2 10.2 社会效益社会效益 10.2.1 本技术施工方法简单，所涉及的材料均为普通材料，节约了社会资源，符合节能环保的要求。10.2.2 本技术安全质量可靠，可有效保障高层建筑给排水管的长期安全稳定使用，避免管道出现渗漏和维修，对社会、业主和施工方带来的影响和损失。10.2.3 本技术提供了解决高层建筑或者易沉降地区的给排水管道施工的新施工方案，具有深远的意义。11 11 应用实例应用实例 11.11.1 1 岭南苑岭南苑二期二期项目项目 11.1.1 工程概况 岭南苑

19、项目二期用地红线东侧紧邻岭南公馆，西侧距云城西路边线 30 米，南侧距云城北一路 25 米，北侧距云城北二路 25 米，紧邻白云新城萧岗地铁站，总用地面积约为45742 平方米。共 10 栋住宅楼，分南北两个组团，每 5 栋组成一个组团，层数为 13 层及 15 层混合，首层架空，层高 6 米，标准层层高 3.2米。本项目建场地属冲积平原地貌，场地地层由新至老有杂填土等形成，地质土质较为松软。11.1.2 施工情况 在本项目给排水管道施工中，对雨水、污水、给水管道竖管底部下出管采用减压缓冲固定托架安装，同时对底部弯头采用可曲挠橡胶弯头，吸收缓冲因建筑沉降对管道的作用力。1111/1212 11

20、.1.3 应用效果 采用本技术施工，施工过程安全有序，施工质量可靠。该工程给排水系统已与2018 年 12 月竣工投入使用，运行情况良好，无出现管道变形或漏水现象，得到业主认可。11.211.2 岭南苑项目一期岭南苑项目一期项目项目 11.2.1 工程概况 岭南苑项目一期用地红线东侧紧邻岭南公馆，西侧距云城西路边线 30 米，南侧距云城北一路 25 米，北侧距云城北二路 25 米，紧邻白云新城萧岗地铁站，总用地面积约为 90180 平方米。分为 A、B、C 区，A、B 区地上 13 栋 13 层住宅，C 区为一栋二层会所。本项目建场地属冲积平原地貌，场地地层由新至老有杂填土等形成，地质土质较为

21、松软。11.2.2 施工情况 在本项目给排水管道施工中，对雨水、污水、给水管道竖管底部下出管采用减压缓冲固定托架安装，同时对底部弯头采用可曲挠橡胶弯头，吸收缓冲因建筑沉降对管道的作用力。11.2.3 应用效果 采用本技术施工，施工过程安全有序，施工质量可靠。该工程给排水系统工程在投入运行使用过程中，运行情况良好，无出现管道变形破裂或漏水等现象。实践证明该技术可靠，能有效降低因建筑沉降对给排水管道造成的伤害，值得应用推广。1212/1212 11.311.3 万博中央商务区数码产业总部商业楼项目万博中央商务区数码产业总部商业楼项目 11.3.1 工程概况 万博中央商务区数码产业总部商业楼项目位于广州市番禺区万博商务区。地块占地 40879m，用地性质为商业商务综合用地，建筑总面积为 349004m，本工程分 A、B 和 C 塔及商业街和四层地下室，A 塔地上 57 层，B 塔地上 26 层，C 塔地上 31层。11.3.2 施工情况 在本项目给排水管道施工中，对雨水、污水、给水管道竖管底部下出管采用减压缓冲固定托架安装，同时对底部弯头采用可曲挠橡胶弯头，吸收缓冲因建筑沉降对管道的作用力。11.3.3 应用效果 采用本技术施工，施工过程安全有序，施工质量可靠。该工程给排水系统已与2019 年 4 月竣工投入使用，运行情况良好，无出现管道变形或漏水现象，得到业主认可。