巖石錨桿基礎(chǔ)在山區(qū)基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

馬建偉 艾春輝 李榮升

(河北省送變電公司輸電施工三分公司，河北 石家莊 050000)

巖石錨桿基礎(chǔ)在山區(qū)基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

馬建偉 艾春輝 李榮升

(河北省送變電公司輸電施工三分公司，河北 石家莊 050000)

巖石錨桿基礎(chǔ)是通過錨桿與巖石的結(jié)合特性來承載上部桿塔的下壓力和上拔力，現(xiàn)簡要介紹了巖石錨桿基礎(chǔ)的應(yīng)用特點(diǎn)及施工流程，并對(duì)具體的施工方案進(jìn)行了研究探討。

巖石錨桿基礎(chǔ)；施工；山區(qū)

0 引言

上都電廠至承德站Ⅲ回500 kV線路工程第Ⅴ標(biāo)段全長45.998 km，幾乎全線位于高山峻嶺，山區(qū)施工運(yùn)輸極為困難，在施工過程中，華北電力設(shè)計(jì)研究院在部分中風(fēng)化及微風(fēng)化巖石地基上采用了巖石錨桿基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)可以充分發(fā)揮巖石的力學(xué)性能，從而大大地降低基礎(chǔ)材料的耗用量及基礎(chǔ)的土石方量，也極大地減少了運(yùn)輸?shù)墓こ塘?，在山區(qū)工程中具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 巖石錨桿基礎(chǔ)的應(yīng)用特點(diǎn)

(1) 巖石錨桿基礎(chǔ)由于充分發(fā)揮了巖石的力學(xué)性能，具有較好的抗拔性，特別是上拔和下壓地基的變形比其他類基礎(chǔ)都小。

(2) 巖石錨桿基礎(chǔ)采用機(jī)械鉆孔，避免了人鑿和爆破作業(yè)對(duì)基礎(chǔ)周圍基面及植被的損害。

(3) 巖石錨桿基礎(chǔ)由于充分發(fā)揮了巖石的力學(xué)性能，從而大量地降低了基礎(chǔ)材料的耗用量，與巖石嵌固式基礎(chǔ)相比混凝土用量可減少70%左右。特別是在運(yùn)輸困難的高山地區(qū)，更具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

(4) 巖石錨桿基礎(chǔ)的施工棄渣、基面開方量少，有利于環(huán)保。

(5) 巖石錨桿基礎(chǔ)施工機(jī)械化程度高，提高了施工速度和效率，可以縮短施工工期。

2 巖石錨桿基礎(chǔ)施工流程

巖石錨桿基礎(chǔ)施工流程如圖1所示。

圖1 巖石錨桿基礎(chǔ)施工流程示意圖

3 施工方案概述

3.1 施工前對(duì)人員、設(shè)備及材料的要求

(1) 施工所用工器具、儀器儀表等應(yīng)有計(jì)量合格證。特種作業(yè)人員必須持證上崗。開工前由項(xiàng)目部組織現(xiàn)場(chǎng)工程管理、安全等部門對(duì)所有施工人員進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量、安全等交底，確保施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、基礎(chǔ)施工措施等有充分的理解。

(2) 主要設(shè)備及工器具如表1所示。

表1 主要設(shè)備及工器具

(3) 錨桿基礎(chǔ)材料要求：

1) 錨桿：按設(shè)計(jì)要求使用M45×5 880地腳螺栓。

2) 混凝土強(qiáng)度：基礎(chǔ)采用強(qiáng)度等級(jí)為C30的細(xì)石混凝土。

3) 水泥：采用不低于42.5礦渣硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

4) 水：使用飲用水。

5) 砂：中粗砂，含泥量不大于5%。

6) 石子：細(xì)石，粒徑5～15 mm，含泥量不大于2%。

3.2 線路復(fù)測(cè)及分坑

按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行線路復(fù)測(cè)，核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地形是否與設(shè)計(jì)相符。按照基礎(chǔ)分坑手冊(cè)所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分坑放樣。

3.3 上部承臺(tái)基坑的開挖

本工程錨桿式基礎(chǔ)上部為掏挖式承臺(tái)，下部為錨孔。在分坑結(jié)束后進(jìn)行上部基坑的開挖，開挖時(shí)隨時(shí)注意地質(zhì)條件是否與設(shè)計(jì)相符。掏挖式承臺(tái)基坑開挖完成后，項(xiàng)目部會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理對(duì)基坑進(jìn)行驗(yàn)槽，符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下道工序。

3.4 坑底整平與鉆孔位置的標(biāo)記

由于巖石基坑開挖后坑底凹凸不平，不利于鉆機(jī)的固定及錨孔位置的標(biāo)識(shí)，故上部承臺(tái)基坑開挖到設(shè)計(jì)深度時(shí)在基坑底部鋪設(shè)2 cm厚的素混凝土并整平(在完成灌孔后鏟除)，然后按設(shè)計(jì)要求精確標(biāo)識(shí)錨孔位置。

3.5 轉(zhuǎn)機(jī)就位找正與固定

在鉆機(jī)就位前各控制樁應(yīng)完整無缺，復(fù)查地腳螺栓、立柱中心、承臺(tái)中心根開尺寸、轉(zhuǎn)角度數(shù)、基礎(chǔ)和錨桿高差、孔間距等，并保證鉆桿的水平投影垂直于坑壁。鉆機(jī)就位找正先通過水平尺或經(jīng)緯儀操高差的方法對(duì)機(jī)架機(jī)身進(jìn)行操平，然后在鉆機(jī)的鉆桿正、側(cè)面用墜陀垂吊法進(jìn)行粗找，再利用細(xì)線將墜陀在鉆桿下端中心部位系住，待墜陀穩(wěn)定后，檢查鉆桿頂部中心、墜陀的尖部、樁孔的中心是否在同一鉛垂線上，通過微移找正，直至鉆桿頂部中心、鉆桿下端中心、樁孔中心在同一條鉛垂線上，最后利用鉆機(jī)的自身重力與液壓系統(tǒng)固定好鉆機(jī)的支腿、機(jī)架和機(jī)身，使鉆機(jī)在工作過程中不產(chǎn)生晃動(dòng)，以保證成孔的垂直度。

3.6 鉆孔與鉆桿垂直度的控制

(1) 開鉆前，必須經(jīng)過監(jiān)理工程師及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員的同意后方可開鉆。成孔后經(jīng)監(jiān)理及質(zhì)檢員檢查，簽字后，才能進(jìn)行下道工序。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況控制鉆進(jìn)速度，防止因?yàn)殂@桿下降速度過快、巖石破碎過慢造成蹩鉆或潛孔鉆機(jī)的移動(dòng)。遇到障礙物時(shí)應(yīng)停鉆，等情況清楚后再鉆進(jìn)或采取相應(yīng)措施。

(2) 鉆進(jìn)時(shí)必須平穩(wěn)施鉆，龍頭與主鉆桿不允許有大的擺動(dòng)，鉆進(jìn)速度不宜過快，以免強(qiáng)行進(jìn)鉆造成孔的彎曲變形或傾斜。鉆進(jìn)過程中，必須對(duì)鉆進(jìn)速度、孔深、地層換層、特別是持力層等做好詳細(xì)、清楚和全面的記錄。若發(fā)現(xiàn)實(shí)際地層地質(zhì)與設(shè)計(jì)勘測(cè)資料不相符，應(yīng)做好準(zhǔn)確記錄并及時(shí)向監(jiān)理和設(shè)計(jì)報(bào)告。記錄必須與實(shí)際工序同步，如實(shí)填寫。當(dāng)鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)潮濕地質(zhì)結(jié)構(gòu)層時(shí)，如鉆進(jìn)時(shí)無粉塵吹出現(xiàn)象，必須停鉆，待設(shè)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。鉆孔的深度以鉆桿進(jìn)深深度為控制依據(jù)，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)空鉆出土，以減少拔鉆時(shí)的阻力，然后拔出鉆桿。

(3) 鉆桿垂直度的控制：采用雙經(jīng)緯儀加水平尺控制的方法控制鉆桿的垂直度。在順線路方向及橫線路方向各架設(shè)一臺(tái)經(jīng)緯儀，在鉆桿就位及開挖時(shí)用來觀察鉆桿的垂直度。采用磁性水平尺，在調(diào)整鉆桿時(shí)吸附在鉆桿上，配合經(jīng)緯儀控制鉆桿的垂直度。鉆桿每下降20 cm調(diào)整一次，以保證錨孔的垂直。

3.7 孔深和垂直度的檢查及清孔

(1) 在錨孔鉆挖完成后，檢查成孔深度及垂直度是否符合設(shè)計(jì)要求。方法1：采用與孔徑相同直徑順直的管材，并在管材上做與孔深相同的印記，探入孔底，如進(jìn)出順暢，并達(dá)到孔深印記，孔深和垂直度符合要求；方法2：按照設(shè)計(jì)尺寸量取錨孔的中心點(diǎn)，用激光對(duì)準(zhǔn)器從中心點(diǎn)水平往孔壁移動(dòng)，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)器產(chǎn)生的激光與下部孔壁重合時(shí)，量取上部對(duì)準(zhǔn)器與錨孔上部坑壁的距離l，然后量取錨孔的深度h。計(jì)算錨孔的傾斜度是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

(2) 如孔深和垂直度符合設(shè)計(jì)要求，即可進(jìn)行成孔清洗。因在鉆孔時(shí)經(jīng)過高壓氣流的沖刷，故只剩下孔內(nèi)壁粘附的土塊及石粉需要清洗。清洗方法：在直徑14 mm的鋼筋上綁扎好布條用來做清洗孔的主要工器具“拖把”。在清洗時(shí)注意不能有水滴落，保證“拖把”的濕潤即可。每次清洗時(shí)用干凈的水沖洗“拖把”，以保證清洗的潔凈度。當(dāng)清洗“拖把”的水不再有雜物沉淀時(shí)，則孔已清洗干凈。如不慎將雜物或水弄進(jìn)孔內(nèi)，要用高壓氣槍吹出，重新清洗錨孔。

3.8 錨孔灌漿

在完成地腳螺栓固定及找正后可以進(jìn)行灌孔。灌孔用的砂石料及水泥必須經(jīng)過有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，符合規(guī)范要求才能使用。嚴(yán)格按照配合比拌制混凝土。為保證混凝土的流動(dòng)性，防止粘掛內(nèi)壁，在攪拌時(shí)稍微增加水的比重?；炷翑嚢韬煤螅眯＄P將混凝土送入錨孔內(nèi)，沿孔周圍對(duì)稱填入，每填入300 mm高時(shí)，用直徑14 mm的鋼釬搗固，混凝土須搗固密實(shí)，使錨桿與孔壁及混凝土之間緊密結(jié)合。在下料過程中須嚴(yán)格計(jì)算300 mm高度時(shí)的填充量，實(shí)際操作過程中每300 mm高度填充量不得小于計(jì)算量，如在300 mm高度灌孔結(jié)束時(shí)，混凝土剩余較多，則證明混凝土密實(shí)度不夠或有漏搗，需要重新?lián)v固。

3.9 進(jìn)坑底部素混凝土清理及承臺(tái)模板支立、澆制

在完成灌孔后，清理底部剩余的混凝土殘?jiān)捌秸信_(tái)底部找平時(shí)的素混凝土，以保證混凝土與巖石的粘連。清理完成后進(jìn)行上部承臺(tái)模板支立。因?yàn)樯喜磕０遢^短，容易出現(xiàn)漲模現(xiàn)象，采取上部加壓的方式固定。承臺(tái)模板固定結(jié)實(shí)后，按常規(guī)施工進(jìn)行承臺(tái)混凝土的澆制及養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語

巖石錨桿基礎(chǔ)可以充分發(fā)揮巖石的力學(xué)性能，從而大大地降低基礎(chǔ)材料的耗用量及基礎(chǔ)的土石方量，應(yīng)用在山區(qū)工程中具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 程永鋒，邵曉巖，朱全軍.我國輸電線路基礎(chǔ)工程現(xiàn)狀及存在的問題[J].電力建設(shè)，2002(3)

[2] 魯先龍，程永鋒.我國輸電線路基礎(chǔ)工程現(xiàn)狀與展望[J].電力建設(shè)，2005(11)

[3] 費(fèi)香澤，程永鋒，蘇秀成，等.華北地區(qū)輸電線路巖石錨桿基礎(chǔ)試驗(yàn)研究[J].電力建設(shè)，2007(1)

[4] 秦慶芝，毛彤宇，劉學(xué)軍，等.華北地區(qū)巖石錨桿基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J].電力建設(shè)，2007(4)

[5] 張建強(qiáng)，楊昆，王予東，等.煤礦采空區(qū)地段高壓輸電線路鐵塔地基處理的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006(2)

[6] 劉生奎，李永祥.掏挖基礎(chǔ)在西北戈壁地區(qū)的應(yīng)用探討[J].電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展，2008(1)

[7] 張潔，尚岳全，葉彬.錨桿臨界錨固長度解析計(jì)算[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005(7)

2014-08-29

馬建偉(1984—)，男，河北藁城人，助理工程師，研究方向：電力施工。