輸電線路鋼管斜插式基礎(chǔ)安裝與調(diào)整工藝控制

劉 劍

廣西建寧輸變電工程有限公司，廣西南寧 530022

1 鋼管斜插式基礎(chǔ)簡(jiǎn)述

斜插式基礎(chǔ)是基礎(chǔ)主柱與基礎(chǔ)底板不垂直的一種基礎(chǔ)形式，是臺(tái)階或板式基礎(chǔ)的特殊形式，其主要特點(diǎn)是基礎(chǔ)主柱坡度與塔腿主材坡度一致，塔腿主材角鋼（鋼管）直接插入基礎(chǔ)混凝土中，從而使鐵塔基礎(chǔ)作用力直接傳入挖孔樁基礎(chǔ)樁身的上端，減少了垂直于基礎(chǔ)主柱方向的作用力達(dá)70%～90%，而基礎(chǔ)主柱軸向作用力僅增加 1%～2%，使基礎(chǔ)水平力對(duì)基礎(chǔ)底板的影響降至最低，使基礎(chǔ)主柱、樁身受力狀況得到改善。在正常條件下，基礎(chǔ)土體上拔穩(wěn)定、下壓穩(wěn)定和基礎(chǔ)強(qiáng)度計(jì)算可忽略水平力的影響。與板式基礎(chǔ)相比，由于偏心彎矩大大減小，下壓穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)底板尺寸可相應(yīng)減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。由于省去了塔座板和地腳螺栓，其鋼材的綜合指標(biāo)降低了25%左右。因此，其最大優(yōu)點(diǎn)就是桿塔承載能力強(qiáng)，節(jié)省基礎(chǔ)材料特別是鋼材的使用；缺點(diǎn)是：施工精度要求高，施工工藝控制復(fù)雜，基礎(chǔ)成型后如發(fā)生沉降或者偏移，則很難對(duì)其進(jìn)行處理。

由于斜插式鋼管單位構(gòu)件體積和質(zhì)量都很大，且基礎(chǔ)型式要求鋼管必須有傾斜角度，因此導(dǎo)致其插入安裝和定位調(diào)整難度加大。如何對(duì)鋼管斜插式基礎(chǔ)安裝與調(diào)整進(jìn)行控制成為桿塔得以成功組立的前提條件。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

廣西建寧輸變電工程有限公司于2009年承建的科園～五一π接入南寧變，科園～南寧Ⅱ回線路工程線路全長(zhǎng)20.098km。該線路共用鐵塔67 基，其中單回路直線塔1 基，單回路耐張塔5 基，雙回路直線塔13 基，雙回路耐張塔12 基，四回路直線塔18 基，四回路耐張塔18 基。南寧市地處桂中南地區(qū)，地質(zhì)狀況主要以丘陵、平原、河網(wǎng)為主，各局部地區(qū)的地質(zhì)條件相差較大，所采用的輸電線路基礎(chǔ)形式多樣化，本線路采用的基礎(chǔ)型式主要有板式基礎(chǔ)、灌注樁基礎(chǔ)、臺(tái)階基礎(chǔ)、鋼管斜插式基礎(chǔ)等。由于四回路耐張塔以及部分桿塔對(duì)承載能力要求較高，因此，施工設(shè)計(jì)有21基塔采用鋼管斜插式基礎(chǔ)，這是廣西輸電線路工程首次采用此型基礎(chǔ)施工方法。

2.2 插入鋼管的就位與安裝

在經(jīng)過(guò)復(fù)測(cè)、分坑，土石方工程施工，墊塊的制作與安裝等工序后，插入鋼管的就位與安裝步驟如下：

1）在檢查插入鋼管的規(guī)格符合設(shè)計(jì)后，把插入鋼管放入坑內(nèi)。本工程的插入鋼管最重的有1 935.4kg，最輕的是639.5kg,因此安裝時(shí)要用三角鋼架或Φ50的圓木做成三腳支架后,用三噸的鏈條葫蘆吊裝。吊裝時(shí)吊放插入式鋼管的頂部，插入鋼管的底座部分用機(jī)動(dòng)絞磨帶住緩緩放到坑底，葫蘆慢慢上收，機(jī)動(dòng)絞磨慢慢松下，操作過(guò)程一定要保護(hù)好插入鋼管不受損傷，基礎(chǔ)墊層、墊塊不受碰撞而損壞，更不能壓壞底板鋼筋；

2）安裝時(shí)先調(diào)平四根調(diào)節(jié)螺栓以便插入鋼管能按設(shè)計(jì)坡度平放到墊塊上。鋼管底座就位時(shí)控制好底座邊，使其處于預(yù)留的四個(gè)孔之內(nèi)。如能正確就位，那么根開(kāi)就基本符合設(shè)計(jì)了，只通過(guò)微調(diào)就能將底座控制好。微調(diào)時(shí)可用楔子釘入預(yù)留孔將其準(zhǔn)確就位，見(jiàn)圖1。

圖1 插入鋼管控制截面圖

3）鋼管底座根開(kāi)的控制方法和墊的安裝固定方法一樣，不同的是只能控制底座外邊緣，所控制的數(shù)據(jù)是L2 減去底座的半徑。

2.3 插入鋼管調(diào)整

1）要控制好插入鋼管的坡度就必須事先加工好控制工具?？刂乒ぞ哂蓮V西建寧輸變電工程有限公司自制，即將花蘭的兩端勾弧去掉后焊接上鋼筋或鋼管而成。該自制控制工具能伸能收，它自身的鋼性能把插入鋼管定于一點(diǎn)上。

2）插入鋼管的調(diào)整：

（1）插入鋼管底座就位后，就可以對(duì)其頂部加以固定。要固定其頂部，先要控制好基礎(chǔ)頂面的半對(duì)角根開(kāi)（L1）和半根開(kāi)（A1）。在插入鋼管頂部用自制的工具將插入鋼管連到坑口外的角鐵柱上，以調(diào)整插入鋼管的傾斜度及扭轉(zhuǎn)，其方向?yàn)檎?、?cè)面和對(duì)角線方向。反復(fù)用鋼卷尺檢查半對(duì)角根開(kāi)（L1）和半根開(kāi)（A1）直到正、側(cè)面半根開(kāi)A1和半對(duì)角線L1的值都與設(shè)計(jì)值一致，說(shuō)明已初步調(diào)整好，就可以將插入鋼管初步固定好。見(jiàn)圖1和圖2。

圖2 插入鋼管頂部控制剖面圖

（2）置經(jīng)緯儀于中心樁，調(diào)節(jié)好對(duì)中整平，以水平度盤(pán)0°0′0″對(duì)準(zhǔn)線路方向，分別轉(zhuǎn)動(dòng)45°、135°、225°、315°對(duì)準(zhǔn)各基礎(chǔ)對(duì)角線方向。用十字絲瞄準(zhǔn)插入鋼管預(yù)標(biāo)的準(zhǔn)線看插入鋼管是否豎直，如十字絲與預(yù)先畫(huà)印的準(zhǔn)線重合，說(shuō)明已豎直，否側(cè)調(diào)節(jié)自制工具③④直到插入鋼管預(yù)先畫(huà)印的準(zhǔn)線與十字絲重合。

（3）用一根細(xì)線把插入鋼管的兩塊連板水平聯(lián)線，并在中點(diǎn)標(biāo)個(gè)印記點(diǎn)，用經(jīng)緯儀十字絲瞄準(zhǔn)該點(diǎn)和插入鋼管預(yù)先畫(huà)印的準(zhǔn)線，如三者重合說(shuō)明插入鋼管沒(méi)有扭曲，否側(cè)調(diào)節(jié)自制工具⑤⑥使三者重合。

（4）對(duì)角方向豎直和正側(cè)面沒(méi)有扭曲后反復(fù)檢查對(duì)角半根開(kāi)和半根開(kāi)。在塔位中心樁設(shè)置經(jīng)緯儀，以水平度盤(pán)0°0′0″對(duì)準(zhǔn)線路方向，分別轉(zhuǎn)動(dòng)45°、135°、225°、315°對(duì)準(zhǔn)各基礎(chǔ)對(duì)角線方向，在坑口對(duì)角外側(cè)釘出放樣的水平樁(樁頂高出基礎(chǔ)頂面約1.21m（看插入鋼管升起高度，使插入鋼管頂端不碰水平線)，并拉好對(duì)角水平線。

（5）從插入鋼管實(shí)用控制數(shù)據(jù)中查出該基礎(chǔ)插入鋼管底端P1點(diǎn)（鋼管底座外邊緣）、插入鋼管底座內(nèi)側(cè)邊緣P2 點(diǎn)、插入鋼管基礎(chǔ)面處外邊緣與基礎(chǔ)頂面交點(diǎn)P3 點(diǎn)、插入鋼管基礎(chǔ)面處內(nèi)邊緣P4 點(diǎn)至中心樁的水平對(duì)角半根開(kāi)值S1、S1′、S2、S2′。見(jiàn)圖3。

圖3 打水平樁法控制鋼管圖

（6）從中心樁起用鋼卷尺在對(duì)角線方向水平量出P1、P2、P3、P4 點(diǎn)水平對(duì)角半根開(kāi)在水平線上的位置并作記號(hào)。

（7）分別從記號(hào)的位置用垂球?qū)⒏鼽c(diǎn)投影到插入鋼管上，并通過(guò)反復(fù)調(diào)整鋼管底端位置、調(diào)整插入角鋼上端的拉線，使水平線上的各點(diǎn)準(zhǔn)確地投影到插入角鋼相應(yīng)的各點(diǎn)上。

（8） 角鋼對(duì)角傾斜度的檢查

采用吊垂球法進(jìn)行，在插入鋼管對(duì)角線方向任取一點(diǎn)F，再?gòu)脑擖c(diǎn)往下吊垂球，再在插入鋼管對(duì)角線方向F 點(diǎn)向下量△L 另取一點(diǎn)J，量出J 點(diǎn)到重垂線的水平距離△S，（△L、△S 應(yīng)盡量取大），則插入角鋼對(duì)角線方向傾斜坡度系數(shù)為（見(jiàn)圖4）：

坡度系數(shù)＝△L/△h

圖4 坡度檢查簡(jiǎn)圖

若量出的坡度系數(shù)與相應(yīng)塔位插入鋼管對(duì)正面坡度系數(shù)不符，應(yīng)查明原因，通過(guò)調(diào)整鋼管底端位置、插入角鋼上端的自制工具，使之符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（9） 插入鋼管高程控制

應(yīng)以中心樁基面高程為準(zhǔn)，計(jì)算出高程數(shù)值，用以控制插入角鋼高程（見(jiàn)下表）：

桿號(hào) 基礎(chǔ)面以下管高 桿號(hào) 基礎(chǔ)面以下管高 桿號(hào) 基礎(chǔ)面以下管高22# 5827mm 46# 3489mm 52# 4402mm 25# 4402mm 4586mm 53# 3485mm 26# 5424mm 47# 3699mm 54# 4402mm 37# 3485mm 4402mm 55# 5007mm 4586mm 48# 3485mm 3801mm 38# 3485mm 49# 5431mm 56# 4402mm 4586mm 4224mm 57# 3485mm 39# 3485mm 50# 3485mm 57# 5431mm 44# 4402mm 4586mm 45# 5424mm 51# 3485mm 4215mm 4586 mm

①用經(jīng)緯儀測(cè)出插入鋼管底座或（或頂面）與中心樁基面間的高差，該高差應(yīng)與設(shè)計(jì)及規(guī)范要求相符，否則須再調(diào)整插入角鋼。

②用經(jīng)緯儀測(cè)出同基基礎(chǔ)四個(gè)腿的插入鋼管間的相互高程，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，高程間的偏差不許超過(guò)2mm，否則須再調(diào)整插入角鋼。

③若地形高差較大測(cè)尺高度不能滿足各腿級(jí)差測(cè)量要求或有障礙物不通視時(shí)，從中心樁引出一高程輔助控制樁，然后用經(jīng)緯儀在高程控制樁設(shè)站來(lái)控制各基礎(chǔ)插入鋼管底座或頂面的高程。

（10）在插入角鋼安裝調(diào)整完畢且符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，則固定好插入鋼管自制工具，不再讓其被碰撞移動(dòng)，此時(shí)插入鋼管調(diào)整完畢。

3 結(jié)論

科園～五一π接入南寧變，科園～南寧Ⅱ回線路工程基礎(chǔ)施工關(guān)鍵點(diǎn)還包括：復(fù)測(cè)、分坑，墊塊的制作和安裝，斜插式基礎(chǔ)模筒的安裝和調(diào)整，混凝土澆制等。在廣西沒(méi)有施工先例可借鑒的條件下，在鋼管斜插式基礎(chǔ)施工和桿塔組立這兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，我公司組織技術(shù)人員攻關(guān)克服種種困難，通過(guò)采取PDCA 循環(huán)進(jìn)行事前、事中、事后質(zhì)量控制，工程順利通過(guò)驗(yàn)收，工程質(zhì)量驗(yàn)收優(yōu)良。同時(shí)，我們盡量減少降低基礎(chǔ)值減少開(kāi)挖土石方，采取在塔基周?chē)褂帽匾呐潘疁?、擋土墻作為附屬設(shè)施等環(huán)境保護(hù)措施，減少環(huán)境破壞，防止水土流失，工程總體環(huán)保效果良好。