负荷如何影响埋地管道

在我们的环境中，各种载荷对不同表面的影响是很容易观察到的，通常会导致所施加载荷的表面下垂。根据提供给承载区域的支撑，凹陷的程度会有所不同。当涉及到埋在地下的管道时，载荷的影响是不可见的，只有在导致泄漏、流量损失或地面塌陷的管道失效时才明显。损坏的管道修复成本很高，还可能对环境造成重大破坏，这取决于管道输送的是什么。

荷载类型不同，对不同管材的影响也不同，因此研究具有重要意义。了解载荷是如何传递的以及这些管道对载荷的反应将有助于设计师和承包商根据预期的载荷条件设计和选择正确的管道材料。

在这里，我们将简要讨论载荷，它们的传输和对管道的影响。我们鼓励读者深入研究这些因素，以更好地理解负载是如何工作的。(你工作的土壤类型对项目有很大的影响。学习更多的处理砂土时的地面改善要求．)

类型的负载

埋地管道有两种功能，即液压的，即输送液体或气体，和结构的，即支撑周围土壤的重量和其上的任何死载或活载。安装不当的管道会损坏管道本身以及上面的结构和路面。管道既承受死载荷，也承受活载荷。在设计管道时，必须考虑这两种负载。静载是指管道上方土壤的重量以及管道上方任何静态装置的重量。

管道上方的填充物越高，自重越高，管道必须承受的载荷也就越大。活载荷是在有限的时间内经历的，例如当车辆经过埋管区域时，在繁忙的道路和十字路口可能是连续的。埋得较深的管道所承受的活荷载强度小于埋得较浅的管道。

管道和管道材料的类型

管道要么是坚硬的，比如混凝土，陶土而且铸铁管，或者它们是灵活的，例如高密度聚乙烯(HDPE),聚氯乙烯(PVC)和玻璃钢(GRP)管道。(要了解更多关于不同管材的信息，请参见钢，粘土，塑料和复合管的寿命．)

灵活的管道

当施加载荷时，能弯曲或弯曲的管是柔性管。这些管道的承载能力在很大程度上取决于周围土壤或管道的支撑回填材料。一根柔性管道会因偏转到无法跟上流速的程度，或在其上方的地面上造成凹陷而失效。

当管道上方的负载达到临界负载或偏转时，管道可能因屈曲．在荷载作用下，垂直管径允许减少5%，在完全倒塌之前，管道的垂直管径可能会发生高达20%的变化。

刚性管道

与灵活的管道,刚性管道能够在回填的帮助下自我支撑负载。然而，通过提供足够的支撑，可以更好地提高刚性管的承载能力床上用品和回填。刚性管在发生相当大的挠度之前就会因破裂或开裂而失效。

允许裂缝宽度钢筋混凝土管子是0.01英寸。管道输送液体的能力可能不会受到裂缝的影响，但钢暴露在周围的土壤可能导致腐蚀伤害,树根入侵和渗透。

负载传输

连续的土体均匀地传递荷载，可以描绘成向下的、规则的、流畅的线条。当管道被放置在这种土壤中，负载通过它上面的土壤传递到管道。如果管道被合理放置，并得到垫层和回填体的足够支撑，则不会显著影响荷载分布模式。

一根比周围土壤更坚硬的管道将会接受更多的荷载，同时减少对周围土壤的荷载，通过使管道向内偏转而改变荷载传递的模式。另一方面，一根比周围土壤更灵活的管道，将垂直偏转，并将部分负载转移到周围的土壤，使负载模式从管道向外偏转。

管道对外加荷载的反应及回填的重要性

适当的支撑和回填管道将会随着周围土壤均匀地承受和转移荷载，从而增加管道的使用寿命。

挠性管的反应

柔性管道由于其弯曲能力，当提供良好的侧支撑时，可以很好地支撑负载。当移动的荷载经过它时，它会随着土壤垂直偏转。这种偏转可能对管道比土壤更大，特别是当土壤比管道硬度低时，最终导致通过土壤压缩管道水平直径的增加。

这个问题可以通过提供足够的压实安装过程中对周围土壤的影响。

刚性管的反应

另一方面，当刚性管道比周围的土壤更硬时，当荷载经过它时，它的偏转会比周围的土壤更小，导致管道两侧的土壤凹陷。

这个问题也可以通过在安装过程中对周围土壤提供足够的压实来防止。刚性管具有固有的强度，可以在没有侧支撑的情况下承载负载，但当提供足够的侧支撑时，这可以大大增加。

非开挖施工利用灌浆，用气动方式将砂土或挖出的物料进行回填环形空间在管子和钻孔．回填的必要性受开挖方法、开挖水平等多种原因的影响地下水、场地地质和管材。应考虑所有因素，并应优先为所有管道安装提供适当的回填和侧支撑。

它不仅帮助管道完成其设计使用寿命，还大大降低了与不正确回填管道相关的维护和修理成本，包括表面结构损坏的成本。