鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)在輸電線路上的應(yīng)用

王高益

(海南電力設(shè)計(jì)研究院，海口 570203)

0 前言

某牽引站220 kV 線路塔位處在軟弱地基，施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生流砂，該選用何種基礎(chǔ)型式非常重要，根據(jù)比選的結(jié)果，本工程采用一種改進(jìn)型的復(fù)合沉井基礎(chǔ)——鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)最經(jīng)濟(jì)、合適且便于運(yùn)輸和施工安裝。本文對這種改進(jìn)型復(fù)合沉井基礎(chǔ)在輸電線路上的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 復(fù)合沉井基礎(chǔ)的構(gòu)成和原理

1.1 復(fù)合沉井基礎(chǔ)

沉井是一種井筒狀構(gòu)造物，是利用人工或機(jī)械方法清除井內(nèi)土石，借助井體自重及其它輔助措施而逐步下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再澆筑混凝土封底并填塞井孔形成的構(gòu)筑物基礎(chǔ)。復(fù)合沉井基礎(chǔ)屬于剛性基礎(chǔ)［1－3］。

1.2 復(fù)合沉井基礎(chǔ)的作用原理

復(fù)合沉井基礎(chǔ)的工作機(jī)理介于樁基與階梯式基礎(chǔ)之間的狀態(tài)，其上拔穩(wěn)定由基礎(chǔ)自重、臺(tái)階上的土重、井內(nèi)填土重和沉井外壁與土壤間的摩阻力來平衡;下壓穩(wěn)定由沉井底面和上部臺(tái)階底板(沉井面積除外)的反力以及沉井外壁與土壤間的摩阻力來平衡;傾覆力矩由基礎(chǔ)自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定安全要求［4］。

2 復(fù)合沉井基礎(chǔ)特點(diǎn)及適用條件

2.1 復(fù)合沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)

1)整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，具有較大的承載面積，能承受較大的垂直和水平荷載。

2)施工工藝簡便，技術(shù)穩(wěn)妥可靠，并可做成補(bǔ)償性基礎(chǔ)，避免過大沉降，保證基礎(chǔ)穩(wěn)定性。

3)操作簡便，無需特殊的專業(yè)設(shè)備。

4)沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋水圍堰結(jié)構(gòu)物，能防止地下水和地表水浸入基坑，特別是能阻擋流沙的流動(dòng)，保證基坑成型，減少對軟土地基的擾動(dòng)。

2.2 復(fù)合沉井基礎(chǔ)的適用條件

沉井基礎(chǔ)最適合在不太透水的土層中下沉，其易于控制沉井下沉方向，避免傾斜，主要運(yùn)用在輸電線路工程中的下列情況［5］:

1)施工難度大的流砂和軟弱地層中。

2)在山區(qū)河流中，雖土質(zhì)較好，但沖刷大，或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工。遇到較大卵石時(shí)，可將基坑內(nèi)卵石清除或者移入鋼模沉井中和混凝土一起作為沉井填充物。

3)巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰有困難。

4)上部荷載較大，表層地基土承載力不足，而在一定深度下有較好的持力層，且與其它基礎(chǔ)方案相比較優(yōu)的。

3 鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)改進(jìn)

3.1 鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)的改進(jìn)點(diǎn)

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土制復(fù)合沉井基礎(chǔ)較重，運(yùn)送到施工塔位會(huì)增加工程造價(jià);灌注樁基礎(chǔ)也會(huì)增加造價(jià)［6－8］。鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)將沉井由傳統(tǒng)的薄壁鋼筋混凝土構(gòu)造改采用拼裝焊接式鋼模構(gòu)造，將鋼模切割成許多小的構(gòu)件，不再需要修筑沉井和吊車進(jìn)場道路以及吊裝沉井的作業(yè)平臺(tái)，為確保鋼模沉井的使用壽命，需要對鋼模進(jìn)行防腐保護(hù)處理。兩種構(gòu)造的復(fù)合沉井基礎(chǔ)可見圖1和圖2。

3.2 鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)實(shí)施法

1)根據(jù)計(jì)算原理確定鋼模式沉井基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)周長和長度;

2)按照每層高度1 m 自下而上將沉井分為n層(依次為M1、M2……、Mn)，最后兩層取剩余高度的平均值，并做好標(biāo)記;

圖1 薄壁鋼筋混凝土復(fù)合沉井基礎(chǔ)

圖2 鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)

3)根據(jù)每一層的沉井周長，按照每節(jié)重量不大于200 kg 的原則將每層沉井平均分割成n 節(jié)(依次為N1、N2……、Nn)，并做好標(biāo)記;

4)采用人工搬運(yùn)的方式，將鋼模各構(gòu)件運(yùn)抵塔位，然后按順序編號(hào)將各構(gòu)件逐節(jié)逐層拼裝焊接;

5)按照一層一層下沉的方式開始施工，直至沉井下沉到設(shè)計(jì)深度。

4 結(jié)束語

綜上所述，輸電線路經(jīng)過施工難度大的流砂和軟弱地層等不良地質(zhì)區(qū)域時(shí)，采用灌注樁基礎(chǔ)不一定是最佳選擇，采用復(fù)合沉井基礎(chǔ)會(huì)更加經(jīng)濟(jì)合理，尤其是采用本工程首創(chuàng)的鋼模制復(fù)合沉井基礎(chǔ)，可節(jié)省工程本體造價(jià)，環(huán)保效益和社會(huì)效益非常顯著。

［1］張殿生.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(第二版)［M］.中國電力出版社，2003.

［2］DL/T 5219－2005，架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］.

［3］DL/T 5024－2005，電力工程地基處理技術(shù)規(guī)定［S］.

［4］王純，李植本，趙楠.復(fù)合式沉井基礎(chǔ)的試驗(yàn)研究［J］.河南電力，1999，9:14－17.

［5］吳健生，劉立橋.沉井法在輸電線路特殊地形基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用［C］.浙江省電力學(xué)會(huì)2012 年年會(huì)優(yōu)秀論文集，2012:157－162.

［6］余自驥.復(fù)合沉井基礎(chǔ)施工方法［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，24:116－117.

［7］李耀麟，張立.半沉井式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工［J］.電力建設(shè)，2000，11:59－62.

［8］劉云飛.沉井與人工挖孔樁的施工控制［J］.安徽電力科技信息，2005，4:30－31.