高壓輸電線路桿塔樁基礎(chǔ)施工遇到的若干問(wèn)題與解決措施

1、高壓輸電線路桿塔樁基礎(chǔ)施工遇到的若干問(wèn)題與解決措施摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，工程建設(shè)對(duì)高壓輸電線路安裝建設(shè)的要求也越來(lái)越高。本文從高壓輸電線塔桿莊選址要求，塔基設(shè)計(jì)、 施工等方面闡述了我國(guó)高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)的現(xiàn)狀， 同時(shí)結(jié)合輸電線路相關(guān)工程建設(shè)，展望了我國(guó)輸電線路桿塔基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)關(guān)鍵字：地質(zhì)條件塔基施工實(shí)例效果、正文：1.高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)的主要受力特點(diǎn)高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)是塔桿主體深入地下的部分，是高壓輸電線安全工作的前提保證。堅(jiān)固的塔基同時(shí)在承受水平拉力、垂直重力、 導(dǎo)線和塔桿的彎矩力自然及人為事故及外張力的作用，保證輸電線桿不傾覆，下沉，確保輸電線桿基礎(chǔ)的穩(wěn)定。2.高

2、壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)常用的結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)2.1 從施工地形上分，有以下幾種塔基形式。復(fù)合式沉井基礎(chǔ)：此類型塔基適用于地下水位較高，地層土質(zhì)松軟地區(qū)。巖石嵌固式基礎(chǔ)是將塔基固定在巖石中，以水泥灌漿填充來(lái)加固塔基。好處是減少鋼鐵等原材料的使用，避免的對(duì)巖石的爆破移除。聯(lián)合類基礎(chǔ)是將塔基的基礎(chǔ)用幾個(gè)相應(yīng)的板塊連接而成，進(jìn)行施工。 其特點(diǎn)是對(duì)施工工具和施工場(chǎng)地要求不高，易于操作。掏挖式基礎(chǔ)： 這類施工方法多用于高寒凍土地帶施工，有效地利用當(dāng)?shù)貎鰪?qiáng)度，使塔基與周圍土層共同作用，能承受上、下及水平力的作用。 斜插式基礎(chǔ)在一些山區(qū)或丘陵地帶。其特點(diǎn)是基礎(chǔ)材料少，造價(jià)地， 因地制宜。 但在施工過(guò)程中要嚴(yán)格計(jì)算

3、出各種力對(duì)塔桿的作用，因保持塔基的穩(wěn)定。2.2 從輸電線的實(shí)際受負(fù)荷的大小采用單樁和群樁形式。不論是哪一類的塔基，它的作用都是為了保證塔桿的安全與穩(wěn)定。3.樁基礎(chǔ)在不同的地質(zhì)環(huán)境下施工所遇到的若干問(wèn)題與解決措施3.1 地質(zhì)條件較差地區(qū)3.1.1 地質(zhì)條件簡(jiǎn)述我國(guó)土地雖然遼闊，但國(guó)內(nèi)地形的四分之三屬于山區(qū)和丘陵、沙漠地帶， 自然地質(zhì)條件較差。這些地區(qū)大量存在黃土、軟土、水田、沼澤、凍土層、鹽堿地和碎石破裂地帶，對(duì)高壓輸電基礎(chǔ)施工的難度加大。由于高壓輸電線單樁之間的距離較遠(yuǎn)，不同地區(qū)的地形特點(diǎn)不同，也給施工檢測(cè)帶來(lái)了很多不穩(wěn)定因素。3.1.2 實(shí)例剖析3.1.2.1 實(shí)例一：樁基的設(shè)計(jì)型式與施工工

4、藝桿塔形式采用角鋼塔，塔基設(shè)計(jì)為單樁基礎(chǔ)形式3.1.2.2 施工遇到的問(wèn)題剖析與處理方案現(xiàn)已珠江三角洲地區(qū)塔基施工為例：珠江三角洲地區(qū)為河流沖擊平原，地勢(shì)低洼平坦，河道水田密布，土質(zhì)疏松較厚，地下水位較高。從地上到而下依次為淤泥層、粉砂層、強(qiáng)化風(fēng)化泥巖層。因地形所致，地下水位高含沙層較厚，此地修建高壓線塔基存在施工難度。施工時(shí)遇到的問(wèn)題之一：擬建高壓輸電線樁塔基地下深設(shè)計(jì)為18 米，樁尖嵌入強(qiáng)風(fēng)化泥巖層2.0 米，施工采用泥漿護(hù)壁旋鉆成孔灌注混凝土樁，采用常規(guī)方式施工。正式開鉆前采用預(yù)埋聲測(cè)管檢測(cè)，通過(guò)對(duì)附近已成形的六根樁先后檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為： 自地面以下1014 米地層范圍內(nèi)，樁身有不同程度

5、的矮化現(xiàn)象，樁身整體性指標(biāo)存在明顯誤差。經(jīng)多方論證結(jié)果為： 地下砂層受到地下水流干擾， 產(chǎn)生流砂現(xiàn)象， 致使泥漿護(hù)壁被流沙沖擊，無(wú)法形成完整保護(hù)層。解決方案：方案一（）小直徑塔基在施工過(guò)程中出現(xiàn)遇流沙造成塌孔現(xiàn)象，應(yīng)立即停止鉆孔施工，使用鉆機(jī)反循環(huán)系統(tǒng)將塌方內(nèi)的沙子抽出。 此時(shí)因地層壓力作用， 坑內(nèi)不會(huì)再出現(xiàn)大面積塌方出現(xiàn)。（ 2）再將鉆機(jī)移開，往轉(zhuǎn)坑內(nèi)填土堵死，用重力機(jī)械壓實(shí)。（ 3）經(jīng)過(guò)十天左右土壤沉淀，使所填土密實(shí)，再在原位繼續(xù)使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。（此方法經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)，真實(shí)、實(shí)用、有效）方案二：大直徑塔基施工過(guò)程中如出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象， 首先采取人工或機(jī)械將鉆孔直徑加大，將塌孔內(nèi)泥沙用轉(zhuǎn)孔機(jī)

6、抽出，取厚度 1com 鐵板經(jīng)焊接成圓柱狀深護(hù)筒，高度 3m，直徑因塔基直徑而異，如塔基直徑 2m,深護(hù)筒的直徑應(yīng)達(dá)到 3m 左右。取出鉆井機(jī)設(shè)備，將深護(hù)筒吊人孔中， 用打樁機(jī)或吊車將深護(hù)筒壓入流沙層。 此處注意深護(hù)筒的位置和角度， 一切完成即可開工打孔。3.1.2.3 實(shí)例二：樁基的設(shè)計(jì)型式與施工工藝鋼管桿塔型，單樁基礎(chǔ)形式，3.1.2.4 施工遇到的問(wèn)題剖析與處理方案施工時(shí)遇到的事例之二：還以水田， 沼澤等地質(zhì)條件較差地區(qū)施工為例。因地下水位較高，有較厚的淤泥層和粉砂層，根據(jù)地下特點(diǎn)，擬將采用桿塔形式為鋼管桿（單桿）形式，塔基擬采用單樁基礎(chǔ)形式，設(shè)計(jì)樁徑1.8 米，樁埋地下深度為18 米，

7、施工后樁尖需嵌入強(qiáng)風(fēng)化泥巖層4.0 米左右，施工將采用泥漿護(hù)壁旋旋鉆成孔灌注樁形式，常規(guī)施工成樁工藝。因主體塔型采用鋼管桿，桿塔主體所受彎矩、水平位移力控制，又因樁基礎(chǔ)上部土層為淤泥質(zhì)土， 土質(zhì)疏松水平抗力小，導(dǎo)致基礎(chǔ)頂面所受水平位移力的作用，不能滿足施工要求。如果采用多樁承臺(tái)基礎(chǔ)型式，工程造價(jià)將大大提升，超出預(yù)算。處理方式：1. 根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)，詳細(xì)計(jì)算塔基基座承載力、壓重和最大拉載荷載如下：計(jì)算簡(jiǎn)圖 :式中 F 塔桿作用于基礎(chǔ)的豎向力，它包括塔桿自重，壓重和最大拉載荷載,F=524.30kN ；G 塔基基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上面的土的自重， G=25.0 Bc BcHc+20.0 Bc Bc D =

8、3642.46kN ；Bc塔基基礎(chǔ)底面的寬度，取Bc=4.53m；W基礎(chǔ)底面的抵抗矩，W=Bc Bc Bc/6=15.49m 3；M傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力距和最大起重力距，M=1.4490.00=686.00kN.m ；經(jīng)過(guò)計(jì)算得到 :最大壓力設(shè)計(jì)值Pmax=1.2 (524.30+3642.46)/4.532+686.00/15.49=287.94kPa最小壓力設(shè)計(jì)值Pmin=1.2 (524.30+3642.46)/4.532-686.00/15.49=199.38kPa有附著的壓力設(shè)計(jì)值Pk=1.2 (524.30+3642.46)/4.532=243.66kPa塔基地基基礎(chǔ)承載力

9、特征值計(jì)算公式如下:其中fakfa 修正后的地基承載力特征值(kN/m 2) ；2b基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系數(shù)，取0.50 ；d基礎(chǔ)埋深地基承載力修正系數(shù)，取2.00 ；基礎(chǔ)底面以下土的重度，取20.00kN/m 3；m基礎(chǔ)底面以上土的重度，取20.00kN/m 3；b 基礎(chǔ)底面寬度，取 4.53m；d 基礎(chǔ)埋深度 , 取 0.00m。解得修正后的地基承載力特征值fa=365.30kPa實(shí)際計(jì)算取的地基承載力特征值為:fa=365.30kPa由于 fa Pk=243.66kPa滿足要求！偏心荷載作用：由于1.2 fa Pkmax=287.94kPa 滿足要求！2. 施工過(guò)程與上一種方式相同。3

10、. 根據(jù)計(jì)算結(jié)果， 在打樁孔四周開挖浮土層， 以沙石進(jìn)行回填壓實(shí)， 增加樁基與地下沙石的緊密結(jié)合能力，經(jīng)過(guò)測(cè)量計(jì)算，施工后的塔基完全滿足設(shè)計(jì)要求。3.2 地質(zhì)條件一般地區(qū)3.2.1 地質(zhì)條件簡(jiǎn)述地質(zhì)條件一般地區(qū)是指淤泥土層較淺的（水田、平地），地下水位較高（存在于地面以下 0.5 米附近），土層自地面向下依次為回填土層、淤泥層（土層較淺）、粘土層、粉砂層、基巖。3.2.2 實(shí)例剖析3.2.2.1 樁基的設(shè)計(jì)型式與施工工藝桿塔形式采用角鋼塔，設(shè)計(jì)為單樁連梁基礎(chǔ)形式，3.2.2.2 施工遇到的問(wèn)題剖析與處理方案（詳細(xì)論述： 有詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程、配有計(jì)算輔助插圖，多方案對(duì)比等，論據(jù)充分清晰）施工遇到的

11、事例之三：桿塔形式采用角鋼塔，設(shè)計(jì)為單樁連梁基礎(chǔ)形式，樁徑1.4 米，設(shè)計(jì)樁埋深為22 米，樁身穿透強(qiáng)風(fēng)化泥巖層（4.0 米）并進(jìn)入中風(fēng)化泥巖層厚度1.5 米，采用錘擊成孔灌注樁，常規(guī)施工工藝成樁。當(dāng)沖擊成孔至深度為18 米附近時(shí)，遇堅(jiān)硬巖石，正常作業(yè)一天勉強(qiáng)成孔深度僅有0.2 米，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)打撈巖樣辨別，判斷為微風(fēng)化花崗巖性質(zhì)，初步認(rèn)定為遇堅(jiān)硬孤石（規(guī)范規(guī)定， 起主要承重作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不得以孤石作為持力層，必須穿透或?qū)⒐率瞥?，孤石大小不詳處理方法：首先判定孤石存在的可能性有多大：依據(jù)附近勘察報(bào)告中，勘察孔的所要求的巖面埋深情況，若樁位所在處埋深與此相差較大，則孤石存在的可能性很大; 反之則

12、較小。其次，若孤石存在的可能性大，可依據(jù)實(shí)際沖孔與現(xiàn)場(chǎng)采取巖樣決定，從進(jìn)入既定巖面開始（如需進(jìn)入基巖面下1.2 米），那么需要至少再往下沖擊鉆進(jìn)0.8米左右，若還不存在巖樣（從空中采取）異變，則基本上可以判定是符合要求的. （依次大致可以判定孤石直徑在 3 米左右，再澆注混凝土后，孤石與樁底可被視作擴(kuò)大頭）。至于沖孔過(guò)程中的偏孔可回填塊石，泥土等繼續(xù)沖孔直到滿足要求。3.3 地質(zhì)條件較好地區(qū)3.3.1 地質(zhì)條件簡(jiǎn)述地質(zhì)條件相對(duì)較好地區(qū)（平原），地下水位較低（存在于地面以下6 米附近），存在較厚的粘性土和粉質(zhì)粘土，個(gè)別夾有較淺的粉砂層，基巖以風(fēng)化砂巖或花崗巖為主。3.3.2 實(shí)例剖析3.3.2.

13、1 樁基的設(shè)計(jì)型式與施工工藝采用人工挖孔灌注樁，群樁承臺(tái)基礎(chǔ)形式3.3.2.2 施工遇到的問(wèn)題剖析與處理方案（詳細(xì)論述： 有詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程、配有計(jì)算輔助插圖，多方案對(duì)比等，論據(jù)充分清晰）施工遇到的事例之四：桿塔形式采用鋼管組合塔，設(shè)計(jì)為群樁承臺(tái)基礎(chǔ)形式，設(shè)計(jì)樁埋深為 12 米，樁徑 1.4 米，樁尖嵌入強(qiáng)風(fēng)化砂巖層2.0 米，采用人工挖孔灌注樁，常規(guī)施工工藝成樁。當(dāng)樁孔開挖至8 米附近時(shí)，遇到較厚粉砂層，且地下水壓力較大，出現(xiàn)流砂，導(dǎo)致嚴(yán)重塌孔現(xiàn)象，無(wú)法澆筑鋼筋混泥土護(hù)壁，導(dǎo)致施工工序停頓。解決方式：在此地施工前，要先看清楚地質(zhì)報(bào)告，了解當(dāng)?shù)氐叵滤鞣较蚝土魃澈穸取：侠斫M織施工順序， 現(xiàn)在劉沙

14、層較淺地?cái)嗍┕?，采取?duì)樁孔周圍上方地下水流方向處開挖攔阻地下水深溝， 24 小時(shí)不間斷排水，在樁基礎(chǔ)施工的同時(shí)向外抽水，讓樁孔場(chǎng)地的地下水位形成整體下降的水位漏斗，以減少樁基礎(chǔ)挖掘時(shí)的出水量。當(dāng)?shù)叵滤髁?、流沙小時(shí)，縮短開挖深度（每節(jié)減少300 500mm ）減少孔壁外露的時(shí)間，加大孔直徑600 800mm 。同時(shí)迅速用土袋堆筑孔壁形成一圈井孔外壁，一定要保證樁孔的直徑要求，條件具備，迅速澆鑄護(hù)壁混凝土。迅速挖掘砂土層，挖掘時(shí)，每節(jié)護(hù)壁高度減少到300mm ，孔徑增大400mm 。在井孔四周用生石灰粉水泥和適量沙石攪拌進(jìn)行填充。形成阻水層同時(shí)也增加了孔壁的牢固程度。打通到設(shè)計(jì)深度，及時(shí)清理孔內(nèi)

15、雜物，排除積水，下鋼筋籠，一次澆鑄混凝土成功?？偨Y(jié)：現(xiàn)在的高壓輸電線塔桿基礎(chǔ)的建設(shè)，因地形地貌不同， 使用與之相匹配的施工手段，科學(xué)的管理和施工，極大的解放了勞動(dòng)力，節(jié)省了工作時(shí)間，降低了工程成本，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，一定還會(huì)有新的施工措施不斷出現(xiàn)，使塔基建筑施工向更穩(wěn)固、更科學(xué)的方向發(fā)展參考文獻(xiàn)：1 曾德偉 . 淺談泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制J. 中國(guó)農(nóng)村水利水電 ,2004(9):33 35.2 史佩棟 . 實(shí)用樁基工程手冊(cè) M. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ,1999.3 彭彥彬 , 屈彥玲 . 鉆孔灌注樁清孔技術(shù)及斷樁的預(yù)防和處理J.鐵道建筑 ,2006(7):44 46.4 陳俊仁 , 張