姚宏超 王春 丁正中
(设计三处)

(摘要)  钻孔灌注桩以其承载力高、可以穿越软弱地层、沉降量小和施工时对附近建筑影响较小等优点，在高层建筑、桥梁、高架路等工程中得到广泛应用。本文重点介绍这种基础型式在闻—古110kV输电线路工程中的应用情况。

(主题词)  输电线路 灌注桩 设计与施工

1 概述

    闻—古110kV输电线路是小浪底水利枢纽工程第二、三期水库淹没处理补偿项目，该线路起始于山西省闻喜县下阳220kV变电站，经绛县至垣曲县古堆110kV变电站，共有杆塔128级，总长约 41km。其中6^#～10^#塔位于闻喜变东侧，需跨越吕庄水库。该库区地震基本烈度为7度，水库蓄水以后，其地面以下各土层均在水位以下，库内的部分轻壤土、砂壤土及粉细砂都有可能产生液化，不适合采用浅埋基础，考虑塔型、荷载、工程地质等方面因素，经综合比较，最终确定6^#～10^#塔基采用钻孔灌注桩基础。

2 设计

    根据水库管理处提供资料，大坝设计洪水位484.13m，校核洪水位484.87m。为避免塔基受漂浮物危害，保证线路安全，桩基基型采用高桩承台，跨越塔承台基面不低于485.67m。
2.1 桩基
    因库区内土层承载力较小，设计中不考虑桩端阻力，按全摩擦桩计算。6^#～10^#塔塔型相同，均为ZMT3-24m铁塔，地质条件相似，为方便施工，通过计算比较后采用同样结构型式的基础。库区地基土液化层处于地表，计算桩基承载力时需扣除液化下限深度以上部分的承载力。此外，库区内塔基还需考虑基柱所受动水压力和水流冲刷对桩基计算深度的影响。
    桩基设计深度25m，桩径1.0m，每棵桩分为四段钢筋笼，主筋沿桩身通长配筋，箍筋采用螺旋式箍筋，每隔2m设一道焊接加劲箍筋，每段钢筋笼均焊有吊装耳环，桩内设有三根互成120o钢管作为施工中检查桩基混凝土浇筑质量的超声波检测管道。立柱配筋与桩基相同，嵌入承台100mm。
2.2 承台
    因库区内具有可能液化的土层，且承台顶面距自然地面最大高度为8.47m,承台设计为整体结构，使铁塔四角连成整体。承台设计厚度1.0m，承台边缘至桩中心的距离为1.1m，为构造配筋。立柱主筋锚入承台700mm，弯成与桩轴15o左右倾斜的喇叭状，桩基与承台混凝土标号均为C20。

3 施工

    钻孔灌注桩的施工是一项复杂的系统工程。由于桩基础的施工属隐蔽工程，稍有疏忽极易造成质量事故，所以应坚持预防为主的原则，加强施工中的成孔、清孔、水下混凝土灌注等过程中各环节的管理，按照设计与施工技术规范的要求，及时解决出现的各种问题。
3.1 基础钻孔
    成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要工序，若控制得不好，可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜，直接影响桩身质量和造成桩基承载力下降。库区地下土层以粘土、粉质粘土为主，采用反循环回转钻，6^#塔由于地下含有沙砾层，故采用人工造浆，造浆剂为膨润土。为保证成孔质量，在钻孔过程中应保持桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度，严格控制护筒中心与桩位中心偏差。灌注桩成孔至设计标高时，充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，清孔后立即吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。
3.2 钢筋笼吊放
    起吊钢筋笼时，要保证吊点准确和钢筋笼垂直度，然后对准孔位徐徐下放，吊装过程中钢筋笼之间进行焊接。钢筋笼采用对接帮条焊，每个接头两根帮条，帮条长250mm。在同一截面内，接头数不超过钢筋总数的50%。必须保证焊缝长度和质量，且要加快焊接速度，尽可能缩短沉放时间。
3.3 灌注水下混凝土
    在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内，孔内原处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，不能被混凝土冲击返起而成为永久性沉渣，为保证桩基工程质量，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔，当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，立即进行水下混凝土的灌注工作。
    混凝土的灌注采用拔塞法，所用料斗一次初灌可使导管埋入混凝土中1.5m以上。为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时加强了对混凝土搅拌时间和坍落度的控制，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度。根据混凝土的流动扩散规律，导管在混凝土中的埋深过小往往会使管外混凝土面上的泥浆和泥渣卷入混凝土中形成凝结不好的软弱夹层，造成断桩，埋深过大则混凝土不宜流出，容易堵管。为此，在混凝土灌注过程中，每次提导管前均用探锤测量导管的埋深及管内外混凝土面的高差，保证有程序地拔管和连续灌注，使导管在混凝土内的埋置深度保持在2～4m。导管提升的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，使桩身夹泥。由于水下混凝土的水泥掺量大，最后灌注完成后，除因沉渣造成的较弱混凝土外，还有大量的浮浆层需要凿掉，故超浇混凝土50cm以上，初凝后去除30cm，余下20cm在浇筑上部立柱前凿掉。
3.4 立柱和承台浇筑
    为保证立柱与地下混凝土的连接质量，在焊接立柱钢筋笼前，必须先清凿桩头。立柱钢筋笼的焊接、安装要求同地下灌注桩，钢筋笼焊接完成后，低立柱塔基即先安装地脚螺栓，立柱较高的7^#、8^#塔基在混凝土浇筑的过程中安装地脚螺栓。立柱圆模立起后，用经纬仪检测保证垂直度。在立柱混凝土浇筑过程中，自由下落高度超过2m时，设软导管以防混凝土离析。
    立柱一次浇筑至设计高程，在强度达到要求后，再浇筑承台。本工程承台设计尺寸为5.83m×5.15m×1.0m，单个承台体积为30.02m³，是本工程施工关键项目。由于库区地表土质较弱，如在地面采用满堂架或定位支架作为承台施工的支承，容易产生较大的沉降量，因此在立柱浇筑时预留孔(108mm钢管)，孔底部设钢筋网，以增加混凝土局部抗压强度，预留孔中穿长100mm的45^#钢棒，钢棒上铺四根工字钢I36作为主受力梁，受力梁上铺八根工字钢I16直接支承钢模板，钢模采用组合型模板，在接缝处粘塑料胶带以防漏浆。为保证钢筋骨架不被压坏，在承台模板上方先搭设浇筑马道，然后进行混凝土浇筑。
    立柱及承台的侧模在混凝土浇筑5天后拆除，承台底模两周后拆除，模板完全拆除后方可组立铁塔。

4 结束语

    闻古110kV输电线路工程灌注桩基础的施工工作已全部完成，黄委会设计研究院物探总队对20棵桩基进行了超声波检测，其中优良桩17棵，合格桩3棵。现阶段铁塔已组立完成，最终质量评价，还有待运行的考验。

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