本發(fā)明涉及一種提高架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)施工時(shí)效的方法,屬于電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,主要的架空輸電線路工程基礎(chǔ)型式分述如下:
(1)直柱臺階式基礎(chǔ)
該種基礎(chǔ)采用直立式主柱,底板為素混凝土,施工工藝簡單,易于保證質(zhì)量,但是該型基礎(chǔ)混凝土用量較大,造價(jià)較高。
(2)直柱板式基礎(chǔ)
該種基礎(chǔ)采用直立式主柱及鋼筋混凝土底板,比較充分地利用了地基及上覆土重力的作用,綜合造價(jià)比普通混凝土臺階式基礎(chǔ)低,適合于轉(zhuǎn)角塔基礎(chǔ)和地下水位較淺的直線塔基礎(chǔ)。
(3)斜柱板式基礎(chǔ)
該基礎(chǔ)型式取消了塔腳板和地腳螺栓,采用插入角鋼與塔腿主材連接,基礎(chǔ)主柱傾斜坡度與塔腿主材相同,最大限度地減小了水平力對基礎(chǔ)的不利影響,從而達(dá)到了節(jié)省材料,降低造價(jià)的目的。該基礎(chǔ)型式已在多條線路中廣泛應(yīng)用,具有成熟的施工及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),適合于直線塔基礎(chǔ)。
(4)板式中型樁復(fù)合(錨樁)基礎(chǔ)
板式中型樁復(fù)合基礎(chǔ)采用板式基礎(chǔ)與樁基(錨樁) 組合,發(fā)揮淺、深基礎(chǔ)的各自優(yōu)勢。利用土重法與樁的彈性抗力法(m 法)綜合進(jìn)行內(nèi)力分析?;A(chǔ)荷載由樁、板及土共同作用承擔(dān),充分發(fā)揮土體力學(xué)性能。板式中型樁復(fù)合基礎(chǔ)是一種新型環(huán)?;A(chǔ),其特點(diǎn)是使基礎(chǔ)上拔力向土體深度發(fā)展,節(jié)約占地、減少開挖土方,且施工安全、方便、工期短;造價(jià)合理。與傳統(tǒng)板式基礎(chǔ)相比,可減少基坑土方開挖量和植被破壞面積達(dá) 70%左右, 基礎(chǔ)混凝土耗量節(jié)約 30~40%,鋼材耗量增加 10~20%。具有廣泛的應(yīng)用前景。適用于上層為粉土、土層較薄,下層為無地下水硬塑土或巖石的平丘地段 110kV 及以上電壓等級輸電線路;適合于直線塔和轉(zhuǎn)角塔基礎(chǔ)。
(5)掏挖與錨桿復(fù)合基礎(chǔ)
掏挖與錨桿復(fù)合基礎(chǔ)比板式中型樁復(fù)合(錨樁)基礎(chǔ)更加節(jié)省,開挖面更小,更具環(huán)保性,適合于適合于直線塔基礎(chǔ)。
(6) 強(qiáng)風(fēng)化巖擴(kuò)底錨樁基礎(chǔ)
這種基礎(chǔ)由承臺、錨樁和擴(kuò)底部分組成,上拔力可提高30%以上,適用于有厚覆土層的強(qiáng)風(fēng)化巖層,與普通板式基礎(chǔ)相比,降低造價(jià)40~50%;開挖基面小,屬于環(huán)保型基礎(chǔ),適于直線塔基礎(chǔ)。
以往,巖石錨樁基礎(chǔ)是建立在中等風(fēng)化巖或弱風(fēng)化巖地質(zhì)的基礎(chǔ)上,用于強(qiáng)風(fēng)化巖地質(zhì)是近幾年的新生事物,尤其強(qiáng)風(fēng)化巖層上方有厚覆土層情況。等徑的單錨樁和直錨樁以及群錨樁基礎(chǔ)的破壞機(jī)理分析結(jié)果基本一致:等徑單錨樁基礎(chǔ)的抗拔力主要受錨樁的上部、中部與巖體的粘結(jié)承載力控制,錨孔深度存在一個(gè)較優(yōu)的范圍;等徑直錨樁和群錨樁基礎(chǔ)的抗拔力主要受強(qiáng)風(fēng)化巖體的抗剪承載力控制,直錨樁比群錨樁在力的傳遞方面更合理,有別于以往已公開文獻(xiàn)推薦的承臺群錨樁基礎(chǔ)型式。力的傳遞由錨桿桿體傳到粘結(jié)材料,再由粘結(jié)材料傳到巖體。
(7) 掏挖式基礎(chǔ)及其護(hù)壁裝置
該種基礎(chǔ)充分利用原狀土作為抗拔土體,土石方開挖量較小,混凝土用量適中,可以有效減少土方的開挖,降低對地表植被的破壞,有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。該種基礎(chǔ)要求地基土有較好的直立性,易于掏挖成型,施工深度范圍內(nèi)無地下水。本工程在覆土層較厚,地下水較深處的直線塔采用該基礎(chǔ)型式。
掏挖式基礎(chǔ)的護(hù)壁裝置原理:在掏挖式(挖孔樁)基礎(chǔ)施工時(shí)分段進(jìn)行掏挖。以 1m~1.5m 為段高,掏挖(挖孔)坑的直徑等于掏挖(挖孔樁)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)直徑與護(hù)壁裝置的設(shè)計(jì)壁厚之和。在完成第一段掏挖后,采用鎖口護(hù)板對掏挖成的掏挖坑進(jìn)行鎖口。在第一段高的環(huán)形護(hù)壁區(qū)域內(nèi)布置一層環(huán)形鋼絲網(wǎng)片,并澆筑速凝混凝土。當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí),拆除鎖口護(hù)板,鋼筋網(wǎng)片混凝土能夠支撐坑壁土體壓力,防止塌方;重復(fù)以上步驟由上至下分段設(shè)置護(hù)壁裝置。掏挖式(挖孔樁)基礎(chǔ)護(hù)壁裝置的材料:鋼筋為Φ6~Φ14 的 HPB300 或 HRB335 鋼筋;混凝土:速凝普通混凝土或速凝細(xì)石混凝土。
(8) 巖石嵌固基礎(chǔ)
該種基礎(chǔ)充分利用原狀巖石作為抗拔土體的作用,土石方開挖量小,混凝土用量適中。由于不進(jìn)行大面積的開挖基坑,可以減少土石方的開挖量,有效保護(hù)地表的植被,減少水土流失,保護(hù)環(huán)境。該種基礎(chǔ)適用于強(qiáng)風(fēng)化巖石地區(qū)。本工程基巖埋深淺處的直線塔采用該基礎(chǔ)型式。
盡管基礎(chǔ)型式多種多樣,但目前所有的架空輸電線路工程基本上以直柱臺階式基礎(chǔ)和直柱板式基礎(chǔ)為主。
以往,以直柱臺階式基礎(chǔ)為例,基礎(chǔ)在基坑開挖時(shí),基坑底部四周需要有操作裕度,便于機(jī)械開挖和人工操作支模板,如圖1,缺點(diǎn):一是,基礎(chǔ)底板與坑壁不直接接觸,不產(chǎn)生基礎(chǔ)四周與坑壁之間的摩阻力;二是,基坑開挖體積大,溢出混凝土對模板拆除有影響,從而造成工期長,造價(jià)高。
以往,以直柱臺階式基礎(chǔ)為例,基礎(chǔ)在澆筑時(shí),由于設(shè)計(jì)的要求,基礎(chǔ)底板、若干臺階和柱體的混凝土澆筑必須是一次性澆筑;而在澆筑中,設(shè)計(jì)單位往往要求采用商品混凝土(尤其是混凝土泵車),確?;炷翗?biāo)號;但其流動(dòng)性比較大,在底板與柱體銜接的周圍,往往容易造成底板混凝土澆筑后上凸,一是浪費(fèi)混凝土,二是多余的混凝土溢出流入底板側(cè)面模板外,造成拆模板困難,以致于周轉(zhuǎn)材料(模板和鋼管)拆不出來。所以,原先采取的辦法是在澆筑底板后,等待大約半小時(shí)左右,混凝土稍微凝固后在澆筑柱體,延長了澆筑時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決背景技術(shù)中的上述問題,提供一種桿塔基礎(chǔ)施工方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種桿塔基礎(chǔ)施工方法,其特殊之處在于:包括以下步驟:
1】基坑開挖:基坑四周不放坡,不留操作裕度;
2】模板支護(hù):利用自然坑壁作為基礎(chǔ)模板;支撐柱體模板;有臺階時(shí),支撐臺階模板;
3】綁扎鋼筋: 按照設(shè)計(jì)要求安裝綁扎柱體鋼筋,其中位于柱體四角的鋼筋插入地下8-20cm;
4】綁扎鋼絲網(wǎng):沿著柱體四周的鋼筋布置鋼絲網(wǎng),鋼絲網(wǎng)高度覆蓋基礎(chǔ)部位高度,鋼絲網(wǎng)綁扎在鋼筋上;
5】澆筑:基礎(chǔ)部位采取滿灌方式,柱體內(nèi)外均衡澆筑。
具體的,上述步驟3】中,在柱體四角的鋼筋底端焊上Φ10短筋,并插入地下10 厘米。
優(yōu)選的,上述步驟4】中,鋼絲網(wǎng)綁扎在柱體四周鋼筋的內(nèi)側(cè)。
優(yōu)選的,上述步驟4】中,每一根柱體鋼筋與鋼絲網(wǎng)用22#鍍鋅鐵絲呈梅花狀綁扎牢固,間距不大于5厘米。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(1)基坑四周不放坡,不留操作裕度,減少土石方量10%以上,節(jié)省8個(gè)工時(shí)以上。
(2)利用自然坑壁作為基礎(chǔ)模板,采取滿灌方式,一是節(jié)省支護(hù)模板的人工材料費(fèi)用,二是杜絕澆筑后溢出的混凝土覆蓋模板、增加拆除難度和浪費(fèi)模板的現(xiàn)象,三是,這樣澆筑后,基礎(chǔ)四周與坑壁之間增加了摩阻力,從而增加基礎(chǔ)上拔力。
(3)柱體四角的鋼筋插入地下8-20cm,從而增加柱體鋼筋牢固性。
(4)鋼絲網(wǎng)的設(shè)置,避免了基礎(chǔ)與柱體銜接的周圍混凝土向上凸起現(xiàn)象發(fā)生;二是每個(gè)基礎(chǔ)施工縮短0.5小時(shí),4個(gè)塔基礎(chǔ)合計(jì)縮短2個(gè)小時(shí)。
附圖說明
圖1:基坑開挖和模板支護(hù)現(xiàn)狀圖;
圖2:基坑開挖和模板支護(hù)改進(jìn)后方案;
圖3:基礎(chǔ)澆注現(xiàn)狀;
圖4:基礎(chǔ)施工改進(jìn)后方案。
其中:1-基礎(chǔ),2-鋼筋,3-短筋,4-鋼絲網(wǎng),5-臺階。
具體實(shí)施方式
下面參照圖2和圖4,介紹一種桿塔基礎(chǔ)施工方法,包括以下步驟:
1】基坑開挖:基坑開挖利用機(jī)械和人工結(jié)合,機(jī)械開挖基坑將近邊緣時(shí),人工清理基坑側(cè)壁;基坑四周不放坡,不留操作裕度;優(yōu)點(diǎn):減少土石方量10%以上,節(jié)省8個(gè)工時(shí)以上;圖2中陰影部分為不放坡減少挖掘的土石。
2】模板支護(hù):模板按位置分為基礎(chǔ)模板、柱體模板和臺階模板;本發(fā)明利用自然坑壁作為基礎(chǔ)模板;臺階模板和柱體上部模板可以先在地坪上縱橫架鋼管,再支護(hù)方木模板;柱體中部下部和臺階5也可以在基坑四壁(挖個(gè)小穴)架設(shè)鋼管,再支護(hù)方木模板。
3】綁扎鋼筋: 按照設(shè)計(jì)要求安裝綁扎柱體鋼筋2,其中位于柱體四角的鋼筋插入地下8-20cm。具體的,可以在柱體四角的鋼筋底端焊上Φ10短筋3,并插入地下10 厘米,從而增加柱體鋼筋牢固性,也可以適當(dāng)增加插入地下的鋼筋數(shù)量。
4】綁扎鋼絲網(wǎng)4:沿著柱體四周的鋼筋布置鋼絲網(wǎng),鋼絲網(wǎng)高度覆蓋基礎(chǔ)部位,鋼絲網(wǎng)綁扎在鋼筋上。
鋼絲網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不得超過碎石直徑,商品混凝土的碎石大小一般為2~4厘米,鋼絲網(wǎng)的方孔尺寸在“0.5厘米×0.5厘米”和“1厘米×1厘米”區(qū)間,以防止大量的石子和砂漿在壓力下串入柱體外的底板內(nèi),鋼絲網(wǎng)宜綁扎在柱體四周鋼筋的內(nèi)側(cè)。每一根柱體鋼筋與鋼絲網(wǎng)用22#鍍鋅鐵絲呈梅花狀綁扎牢固,間距不大于5厘米。鋼絲網(wǎng)的設(shè)置,避免了基礎(chǔ)與柱體銜接的周圍混凝土向上凸起現(xiàn)象發(fā)生;二是每個(gè)基礎(chǔ)施工縮短0.5小時(shí),4個(gè)塔基礎(chǔ)合計(jì)縮短2個(gè)小時(shí)。
5】澆筑:基礎(chǔ)1部位采取滿灌方式,柱體內(nèi)外均衡澆筑。
利用自然坑壁做模板,采取滿灌方式,一是節(jié)省支護(hù)模板的人工材料費(fèi)用,二是杜絕澆筑后溢出的混凝土覆蓋模板、增加拆除難度和浪費(fèi)模板的現(xiàn)象,三是,這樣澆筑后,基礎(chǔ)四周與坑壁之間增加了摩阻力,從而增加基礎(chǔ)上拔力,對于其產(chǎn)生的摩阻力增加基礎(chǔ)上拔力相對于設(shè)計(jì)力學(xué)來說,可以酌情考慮減少混凝土自重的方量,以平衡基礎(chǔ)設(shè)計(jì)力學(xué),滿足塔桿的上拔和傾覆需要。
柱體內(nèi)外均衡澆筑,防止?jié)仓^程中由于鋼絲網(wǎng)受到的阻力越來越大而導(dǎo)致柱體下部鋼筋位移的現(xiàn)象發(fā)生。