高层建筑给排水系统管道防沉降破裂施工工法.docx

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1、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 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

2、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 6268463 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 特点2.0.1 针对性强，适用于土质松软、易于沉降地区的建筑管道安装工程。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

3、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。1 / 123 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 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

4、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，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

5、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 施工工艺流程及操作要点5.1 施工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2 / 12不合格辅助水泥墩预制缓冲支架制作缓冲支架安装支架检验合格记录验收图 5.1 工艺流程图5.2 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

6、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。我们通常最关心的是建筑物最大沉降量，建筑变形测量规范（JGJ82007） 要求是：

7、最大沉降量 HM=H(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。3 / 12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：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 5.2.3 弹簧减震器选型表5.2.4 可曲挠橡胶防震

8、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 5.2.4-1 底部下出管管道弯头破裂实例图4 / 12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 5.2.4-2 可曲挠橡胶接头实例图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

9、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 5.2.5-1 立管底部地上加强支撑托架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；5-掌板5 / 12（2）埋地式立管弯头位加强支撑安装图 5.2.5-2 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

10、）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 6 / 12弯曲度GB5024

11、2-2016拉线检验批质量验收记录坡度GB50242-2016拉线、钢尺、透明 胶管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、

12、 规格等指标，保存好图片等，方便日后复查。6 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 6.2 主要机具设备明细表序号名称型号单位数量用途1交流电焊机BX1-31513KVA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7 / 127 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

13、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

14、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 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。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8 / 12规定

15、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 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 效益分析10.1

16、 经济效益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 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。9 / 1210.2 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

17、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 应用实例11.1 岭南苑二期项目11.1.1 工程概况岭南苑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

18、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。10 / 1211.1.3 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。11.2 岭南苑项目一期项目11.2.1 工程概况岭南

19、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

20、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。11 / 1211.3 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。12 / 12