論輸電鐵塔斜柱式柔性基礎(chǔ)優(yōu)化

【摘 要】采用斜柱式柔性基礎(chǔ)，工藝復(fù)雜，承載力大，同時(shí)較傳統(tǒng)基礎(chǔ)節(jié)約50%混凝土方量，在滿足設(shè)計(jì)前提下，可節(jié)省施工量，減少破壞植被。對(duì)輸電鐵塔斜柱式柔性基礎(chǔ)的施工放樣、開(kāi)挖、基礎(chǔ)澆制、養(yǎng)護(hù)、拆模等進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】輸電工程；鐵塔；斜柱式柔性基礎(chǔ)；基礎(chǔ)澆制；施工技術(shù)

1、引言

該輸電工程，線路地形主要為平地20%、丘陵30%、山地40%、高山5%，河網(wǎng)5%，沿線地面高程約56～998m。沿線植被發(fā)育、水土保持較好，部分植被須修筑截排水溝。全段被樹(shù)林覆蓋，主要有松樹(shù)、菜地等。本工程有十四種基礎(chǔ)型式分別是：斜插式、斜柱式柔性、斜柱板式、直柱式柔性、復(fù)合沉井式、鐵塔素混凝土式、鐵塔剛性臺(tái)階式、鐵塔聯(lián)合、鐵塔掏挖式、巖石、窄基塔獨(dú)立式、挖孔樁、雙樁承臺(tái)式、灌注樁等基礎(chǔ)。線路的基礎(chǔ)施工，傳統(tǒng)階梯式、大板式、斜插式等基礎(chǔ)型式，設(shè)計(jì)方案可靠、適于平坦地形，工藝簡(jiǎn)單；但輸電線路多穿越崇山峻嶺，鐵塔基礎(chǔ)若都在水平基面上，開(kāi)挖量大，極易造成水土流失與破壞植被，常采用不等高腿基礎(chǔ)。

2、斜柱式柔性基礎(chǔ)施工過(guò)程

2.1 降基面和分坑尺寸的確定

土石方開(kāi)挖前，應(yīng)進(jìn)行線路復(fù)測(cè)，確定中心樁位置、線路轉(zhuǎn)角值、檔距值及塔位中心高程、檔中跨越物高程和位置，再按設(shè)計(jì)施工圖紙的要求確定出降基面和分坑尺寸。

2.1.1 施工基面降基

基礎(chǔ)開(kāi)挖施工，在保證塔腿能露出地面的前提下，宜直接開(kāi)挖基坑，對(duì)降施工基面，根據(jù)降基面數(shù)值及附近地形，用水平儀或經(jīng)緯儀定降基面的范圍樁。

2.1.2 分坑測(cè)量方法

儀器架于塔位中心樁，對(duì)中整平后，前后視相鄰兩直線塔。直線塔水平轉(zhuǎn)90°，定出橫線路方向樁。以橫線路方向樁K為基準(zhǔn)，左、右分別轉(zhuǎn)45°，正倒鏡定出四個(gè)輔樁按順時(shí)針?lè)较?。也可以按逆時(shí)針?lè)较蛞栽c(diǎn)為基準(zhǔn)，在線段上分別量取L0=A，L1=(A-a)，L2=(A+a)，A為該基礎(chǔ)半根距，定出坑口中心及坑角控制樁1、3，量取2×a(a為坑口尺寸)尺長(zhǎng)使其兩端分別固定在1、3樁上，拉緊尺長(zhǎng)的中點(diǎn)則定出2樁，同樣使尺長(zhǎng)的中點(diǎn)折向另一側(cè)定出4樁，這樣坑口放樣完成，同上方法定出另外基礎(chǔ)坑口位置。

2.1.3 坑口位置的確定

因基礎(chǔ)底板需采用鋼模，坑口底部尺寸考慮到立模、拆模，底板寬度加0.5m；坑口上部尺寸應(yīng)考慮放坡尺寸，基坑邊坡坡度按表1 確定。

表1 基坑開(kāi)挖邊坡坡度表

土質(zhì)砂土、礫土、淤泥砂質(zhì)粘土粘土、黃土堅(jiān)土

坡度（深：寬）1：0.751：0.51：0.31：0.15

對(duì)于挖孔樁基礎(chǔ)，以樁柱中心為坑口中心，以樁柱尺寸加護(hù)壁尺寸(2×0.15m)為坑口尺寸，承臺(tái)施工須在樁身檢驗(yàn)后才能進(jìn)行。

2.2 基礎(chǔ)開(kāi)挖

基坑開(kāi)挖工序嚴(yán)格按施工程序?yàn)椋悍挚?、開(kāi)挖、放坡、支護(hù)、檢查、超深處理、驗(yàn)收?；A(chǔ)土石方采用人工開(kāi)挖時(shí)應(yīng)用儀器準(zhǔn)確定位。

基礎(chǔ)坑深的測(cè)量控制：以各腿的施工基面為準(zhǔn)，對(duì)坑深度進(jìn)行測(cè)量，用經(jīng)緯儀測(cè)量坑底之間及坑底與中心樁之間的相對(duì)誤差。

基礎(chǔ)水平尺寸控制：經(jīng)緯儀置在中心樁，根據(jù)各基坑施工基面和地腳螺栓露出的高度或插入角鋼頂面高度，在基坑對(duì)角方向打兩個(gè)同一高程的水平樁，水平樁高出地腳螺栓或插入角鋼頂0.3m以上，然后在水平樁上打小鐵釘放樣對(duì)角方向；最后拉水平線，把各基坑底中心的對(duì)角根開(kāi)放樣到水平線，用垂球傳遞到坑底，檢查坑底中心的位置是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)在坑底放樣出基礎(chǔ)底部四角點(diǎn)及掏挖高度。

2.3 基礎(chǔ)澆制

澆制流程工序?yàn)椋轰摻钪谱?、模板安裝、地腳螺栓固定、混凝土攪拌、澆灌、入模、振搗、養(yǎng)護(hù)、拆模。

(1)鋼筋籠、模板安裝方法

①用45°對(duì)角線法定出輔助高程樁；②固定架子：在坑口用鋼格組合架搭設(shè)架子，在坑口挖槽嵌固架子，以不影響立模及根開(kāi)、對(duì)角線測(cè)量即可；③鋼筋籠安裝：根據(jù)輔助高程樁弦線上的標(biāo)記，找出主柱鋼筋籠對(duì)角、中心位置，在基坑內(nèi)綁扎并在四個(gè)對(duì)角底部用混凝土塊支撐，最后用垂球調(diào)正整個(gè)鋼筋籠后其上部用鐵絲固定于坑口架子上；④底層模板安裝：根據(jù)輔助高程樁弦線上的標(biāo)記，找出底層模板對(duì)角、中心位置，在坑內(nèi)組裝好，用垂球通過(guò)弦線上所確定的對(duì)角尺寸對(duì)模進(jìn)行找正，另外弦線高程對(duì)模板四角操平，用支撐頂木固定；⑤二、三層模板安裝：在底層模板的四角上架設(shè)托架角鋼，將二層模板安裝在四根托架角鋼上，并在二層模板托架角鋼下支墊同基礎(chǔ)等標(biāo)號(hào)混凝土塊，三層模板用同樣方法安裝在二層模板上，二、三層模板支撐同底層模板一樣。⑥立柱模板安裝：在臺(tái)階模板四角上架設(shè)托架角鋼，將立柱模板安裝在四根托架角鋼上，立柱模板要有圍楞加以固定，在立柱模板中下部四角圍楞上用鋼繩將其懸吊在坑口架子上。用垂球找正四角操平，四周用支撐木支撐牢固。

(2)地腳螺栓的安裝與調(diào)整

地腳螺栓有方形間距地腳螺栓和圓形間距地腳螺栓兩種。模板安裝好，進(jìn)行地腳螺栓固定，采用小樣板的輔助工具來(lái)操平找正地腳螺栓。

斜柱式柔性基礎(chǔ)因地腳螺栓與基礎(chǔ)立柱按相同坡度向鐵塔中心樁傾斜，當(dāng)其方向、尺寸、坡度滿足時(shí)，將地腳螺栓下部點(diǎn)焊在基礎(chǔ)鋼筋籠主筋上，可在地腳螺栓下部處立柱模板兩邊開(kāi)孔，調(diào)整時(shí)先用# 8鐵絲綁扎地腳螺栓底部四角，當(dāng)坡度、方向、尺寸滿足時(shí)與主筋點(diǎn)焊牢固，拆除鐵絲，恢復(fù)模板。

(3)基礎(chǔ)澆筑

①墊層混凝土強(qiáng)度為C10，基礎(chǔ)為C25；應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配合比，對(duì)混凝土原材料每次稱量的偏差，不得超過(guò)表2中允許偏差的規(guī)定。②混凝土澆筑采用機(jī)械攪拌混凝土，下到鋪墊的鐵皮上，再由人工澆入基坑?？由畛^(guò)2m時(shí)應(yīng)采用滑槽或溜斗下料以防混凝土離析。澆筑的混凝土應(yīng)分層振搗，澆筑完后，應(yīng)及時(shí)將基礎(chǔ)各層臺(tái)階表面及頂面用砂漿抹面。直線塔四個(gè)基礎(chǔ)頂抹成平面，轉(zhuǎn)角塔應(yīng)有預(yù)偏要求，抹成斜面?；A(chǔ)頂面原漿抹光，禁止采用水泥砂漿二次抹面找平。③混凝土澆筑質(zhì)量檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：a、嚴(yán)格控制水灰比，坍落度每班日或每個(gè)基礎(chǔ)腿應(yīng)檢查兩次及以上；b、配比材料用量每班日應(yīng)至少檢查兩次；c、應(yīng)以試塊為依據(jù)，檢查混凝土強(qiáng)度。也可以采用基礎(chǔ)為C30商品混凝土流水作業(yè)。高效率、穩(wěn)定性與增加各種安全技術(shù)指標(biāo)。

表2 混凝土原材料稱量的允許偏差

材料名稱中砂、碎石水泥水

允許偏差/%±3±2±2

(4) 混凝土的養(yǎng)護(hù)

澆筑后應(yīng)在12h內(nèi)采用覆蓋草袋并澆水養(yǎng)護(hù)，有風(fēng)時(shí)，應(yīng)在3h 內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)日期不得少于7 晝夜。

(5) 模板及支架拆除

在混凝土強(qiáng)度不低于2.5MPa時(shí)，可拆除模板。由于柱截面沿塔身主材坡度傾斜，故施工時(shí)應(yīng)注意設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)方可拆模(要求5 d后拆模)，拆模時(shí)必須用撐木做好分段支撐，確保立柱不變形傾斜，當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100 %時(shí)方可回填并夯實(shí)。

3、結(jié)束語(yǔ)

選用新型斜柱式柔性基礎(chǔ)，承受較大荷載。基礎(chǔ)受力與上部作用力方向一致，充分發(fā)揮基礎(chǔ)作用。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大、地基承受力較小時(shí)，宜選用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。固然加大施工作業(yè)難度，但科學(xué)合理的施工技術(shù)，減少投資與返工，降低造價(jià)，生態(tài)環(huán)保。特別新建輸電工程，斜柱式柔性基礎(chǔ)將有更廣泛應(yīng)用，不斷探索和應(yīng)用新技術(shù)、對(duì)提高設(shè)計(jì)、施工能力，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，勢(shì)在必行、大勢(shì)所趨。