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输电线路基础施工中软弱地基的技术处理

2015-07-14 195 0

一、软弱地基的介绍
　　软弱地基是指由淤泥、充填土、杂填土等多种具有压缩性的土层构成的地基。此种地基内部的含水率过大，对基础的实际承载能力较低，容易出现滑动或固结沉降现象。
　　1.软弱地基的特点
　　（1）淤泥及淤泥质土
　　此种地基是在静水或缓慢流水中沉积的，天然含水量高的软塑到流塑状态的饱和粘性土。其土质特性主要是具有触变性、高压缩性、低透水性、不均匀性以及流变性等，在荷载作用下，地基承载能力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降稳定时间比较长。
　　（2）冲填土
　　冲填土是在泥沙长期的沉积作用下形成，主要分布在沿海和江河两岸等地区。此类土质的特点与颗粒组成存在着密切关系，随着土质的不同，其含砂量等也有所不同。如果粘土颗粒含量较多时，往往就会处于欠固结状态，而此时的强度很低而压缩性较高，应对地基进行处理。
　　（3）其他高压缩性土
　　除了上述所提到的两种土质外，还有一些饱和的松散细沙，这同样也属于软弱地基，如果受到机械振动等因素的影响，就可能会出现液化现象，在基坑开挖时，会出现流砂或管涌，此时砂土也会出现下沉。
　　2.软弱地基的处理方法
　　软弱地基一般在南方地区的分布较为广泛，软弱地基具有含水量高，透水性差，地基强度较低等特点。如果负荷加大，那么地基就会出现剪切，或局部剪切，而使地基的稳定性受到一定的影响。对于地基处理方法，有多种方式，主要包括：表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法等方法;具体可采取置换土、抛石挤淤、砂垫层置换、反压护道、砂桩、粉喷桩、塑料排水板及土工织物等处理措施。
　　二、输电线路基础施工常用技术
　　1.掏挖技术
　　黏土、碎石、硬塑和风化严重的岩石地带均属于软弱地基。如果此类软弱地基的基底面高于地下水位，就可采用全掏挖式基础、半掏挖式基础及斜插式掏挖基础等掏挖技术建造输电线路的基础设施。这类基础的主要优点是经济、环保，抗拔性和抗颠覆性极好，并能够发挥基底原状土的自然特性。但这类基础也有不可忽视的缺陷——施工时往往受到土质条件限制，且施工结束后无法通过外观法检查施工质量，一旦发生问题也无法进行修补。
　　在此背景下，可以通过下列措施确保掏挖基础的施工质量：
　　（1）在配料过程中选用0.5-4cm的连续级配制，如果无法实现，则将2-4cm石子和0.5-1cm石子按照8.5：1.5的比例混合配制后使用;
　　（2）在掏挖基础的扩大头部分，将混凝土塌落度选大一级，立柱部位的塌落度则可小一些，保持水灰比不变的前提下调整砂率或加大水泥浆量。这样做的主要目的是保证混凝土的和易性，使掏挖扩大头部位的混凝土易捣固密实;
　　（3）使用插入式振捣器对混凝土进行振捣以提高混凝土的强度和密实度，这一环节对确保掏挖基础的混凝土质量至关重要;
　　（4）为了确保混凝土配料搅拌均匀，首选机械搅拌方法。确因地形所限无法采用机械方法时，应采用“三干四湿”的人工搅拌法确保搅拌效果和质量。
　　2.岩石处理技术
　　覆盖层较浅或者无覆盖层的风化严重的岩石地带，一般采用嵌固式基础或掏挖基础。这类基础的优势是上拔稳定，抗拔承载能力强。其劣势是该基础主要采用人工或松动爆破形式施工，容易导致基坑偏大，后续混凝土浇灌超量，既浪费人工又浪费物料。因此要针对人工和松动爆破这两种作业形式采取不同的应对措施，以防止基坑成型尺寸偏大：
　　（1）人工开挖。每向下挖1.0m，应当进行一次基坑中心吊中;
　　（2）松动爆破。严格控制药量，绝不允许出现因药量过大在爆破时破坏基坑周围岩石完整性的情况。
　　3.大开挖技术
　　“大开挖”指的是在开挖基坑时，挖出远超过基础本身的土方量。这类基础主要包括阶梯基础、板式基础、斜插基础等多种类型，其施工方式是借助模板直接浇制成成型的基础，将成型后的基础埋置于基坑并回填土方并夯实。
　　几种主要基础各具特点，在施工难度、适用区域及特性方面均有所不同。以下就上述几种主要基础的特点说明如下：
　　（1）阶梯型基础：该类型基础的底板不配钢筋，具有刚性抗压的特点。其主要劣势是有流砂或易塌方的区域往往达不到设计深度，作用受限;
　　（2）板式基础：该类型基础的底板配制钢筋，具有柔性抗压的特点。主要可用于软弱地质条件。其劣势是底板使用混凝土量较大，不利于节约物料;
　　（3）斜插基础：该类型基础采用倾斜的主柱结构使基础水平力较少地影响基础底板。主要是因为此类型基础的塔腿主材角钢直接插入基础混凝土中，塔腿主材坡度应和了主柱坡度。由于其这一特点，使该类型的基础在平原、河网地区得到了广泛使用。该基础的主要优势是节省物料，施工简便。其劣势是对施工精度有较高要求，而在基础成型后一旦发生沉降或偏移现象就很难进行后续处理。
　　总的来说，“大开挖”技术施工成型的基础基本上都有台阶，台阶过渡结合处的质量控制是其中最大的技术难点。一旦控制不好，就很容易出现蜂窝、狗洞和漏筋现象。因此，在施工时，应当从以下几个方面予以控制：
　　a）向上层阶梯浇灌混凝土前，先用混凝土堆垒上层模板外侧底部与下层阶梯混凝土间的空隙。对上层阶梯的浇灌进行到一定高度后进行捣固，捣固至混凝土堆垒处出现水泥浆后则可继续对上层阶梯进行浇灌。如此反复多次至对上层阶梯的浇灌完成为止;
　　b）在进行混凝土的浇灌及振捣时，要时刻注意观察模板及其支撑是否出现变形、移动、下沉或漏浆现象，同时要注意观察钢筋与模板的距离是否适当。一旦发现不妥之处则应当马上停止浇灌和振捣并立即处理;
c）斜插基础的立柱是倾斜的，这时就会导致内外角的砂浆分布不均匀，内多外少，容易形成蜂窝影响质量。因而在施工时要注意对内外角的施工方法不同，对内角少下料，对外角用方锹补充下料。另一点就是斜插基础使振动棒无法实现有效振捣，同样容易造成蜂窝现象。解决办法是用振捣钎对主柱周围的混凝土进行振捣，排出气体确保质量;
　　d）此类基础由于适用于较好的地形，开挖和回填工作均可通过挖掘机进行。基坑开挖成型后，可借助人工清理松土层来预防基础下沉造成质量问题;回填时则要注意要均匀施工，以防止基础的移位或者倾斜。回填过程中，测量人员要随时检查其根开尺寸和高差，一旦发生变化要及时做出调整;
　　e）主角钢的位置能够决定斜插基础的施工质量，因此在施工前要对主角的下端根开、对角线尺寸以及主角钢露出立柱顶面的高度进行严密计算。此外，还应当制作中部带有角钢凹槽的混凝土垫块来确保斜插基础能够牢牢固定主角钢的底部。在垫层上应当预留供垫块放置的凹坑，放入垫块后，施工人员要测量相关数据并用技术手段找平，在四周填塞砂浆、碎石，从而确保垫块的稳定性;
　　f）测量人员在斜插基础的浇制和施工过程中应当密切注意顶面的各项数据和指标，确保将误差降到最小。
　　三、线路软弱地基问题的技术处理措施
　　地基承受着通过基础传递而来的输电线路杆塔的荷重，因此，地基的地质状况决定着输线线路总体工程的质量、安全、造价、形式等多个方面。相对其他类型的地基来说，软弱地基由于其本身地质特性特别容易造成基础下沉、杆塔倾斜甚至倒塌的状况，因此可以说软弱地基对输电线路产生的影响最为明显。这也是为什么在工程建设的各个环节都必须对软弱地基部分的施工特别重视的原因。在软弱地基处进行输电线路杆塔的施工，必须重视基坑开挖和混凝土浇制过程中的排水，尽可能减少对基底原状土的扰动。
　　充填石块是加固软弱地基的有效措施。在挖取最后一层土方符合设计标准时，抛入预备好的石块并进行夯打，确保石块被夯实。此后清理夯打过程中被挤出的软土，铺上碎石后再铺垫混凝土作为垫层。
　　显而易见，地下水的水位高于基坑底面将会导致渗水，如果渗入的地下水不能及时排出就会将土泡软造成土壁坍塌，地基的承载力也会相应下降，所以要对排水特别重视。一般来说，可供选择的排水方式有很多，具体要采用哪一种方式可以由施工人员根据现场地质、设备以及施工进度来确定。如果施工场所是在有较多泥沙或水流沙坑的区域，土板或沉箱都能够有效阻止渗水，降低施工难度。
　　如前所述，软弱地基严重影响着输电线路的施工质量和安全等问题，因此要特别注意对地基的处理。一旦施工人员在现场发现实际地质状况与设计资料不符，要迅速将情况上报，要求地质代表现场勘验，绝不可擅做主张，盲目进行基础施工。
　　参考文献
　　[1]胡小河.高压输电线路建设中软弱地基问题的处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（07）.
　　[2]胡小河.高压输电线路建设中软弱地基问题的处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（07）.
　　[3]李波，白护航，李虎，詹源.榆林地区沙漠软弱地基铁塔基础设计及施工[J].陕西电力，2007（04）.

输电线路建设中软弱地基问题的处理

长螺旋钻孔桩在岩石地基上的应用

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