(湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司,武漢 430040)
如今,灌注樁基礎(chǔ)在輸電線路工程中的應(yīng)用越來越廣泛,主要原因是灌注樁基礎(chǔ)具有承載力高、變形小、對(duì)各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。但是,由于施工工藝的原因,鉆孔灌注樁基礎(chǔ)清底較困難,且存在斷樁的可能。如何能充分的利用灌注樁基礎(chǔ)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),而規(guī)避其不足之處?本文認(rèn)為,埋入預(yù)制管樁基礎(chǔ)不失為一個(gè)合理的選擇。
埋入式預(yù)制管樁基礎(chǔ)采用先鉆孔(鉆孔直徑比管樁外徑大10cm),再將管樁逐節(jié)接長(zhǎng)后居中放置于鉆孔中,然后通過樁底壓漿裝置灌漿,將樁與樁周土緊密結(jié)合。其優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)采用鉆孔、埋入的施工方法,將鉆孔樁與預(yù)制管樁的優(yōu)點(diǎn)集中在一起,有效防止鉆孔樁夾泥、斷樁,以及預(yù)制樁下沉困難或沉樁偏差問題;(2)管樁分節(jié)在工廠批量化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)分節(jié)接長(zhǎng),全過程機(jī)械化施工,縮短施工周期,提高了機(jī)械化施工程度;噪音污染小、環(huán)境影響小,符合環(huán)保型社會(huì)的理念;(3)管樁外壁設(shè)置刻紋,通過樁底壓漿裝置進(jìn)行高壓注漿,使管樁與樁周土緊密結(jié)合,提高了樁周土的摩擦力和樁端土的承載力;(4)樁段分節(jié)起吊,降低了對(duì)吊機(jī)起吊能力的要求,易于作業(yè),適用性較廣。
位于湖北省某地的一條220kV雙回路輸電線路,由于線路路徑經(jīng)過城市規(guī)劃區(qū),為滿足規(guī)劃要求,該線路有20余基塔采用鋼管桿沿公路邊的花壇走線。由于花壇的寬度有限,對(duì)基礎(chǔ)的尺寸有諸多限制,設(shè)計(jì)經(jīng)過比選,最終選取了部分直線鋼管桿采用埋入式預(yù)制管樁基礎(chǔ)。
根據(jù)地勘報(bào)告顯示,鋼管桿段的典型地層巖性如下:
(1)0-1.7m:粉質(zhì)黏土:黃褐色、紅褐色,稍濕,可塑,含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核。qc=1.50MPa,fs=132.01kPa。
(2)1.7-3.5m:粉質(zhì)黏土:黃褐色、紅褐色,稍濕,硬塑,含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核。qc=4.52MPa,fs=390.20kPa。
(3)3.5-15m:泥質(zhì)粉砂巖:紅褐色,強(qiáng)風(fēng)化,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖石較破碎。
選取的典型鋼管桿的基礎(chǔ)下壓力Fz=260KN,基礎(chǔ)水平力Fx=240KN,彎矩My=4700kN·M。
對(duì)于直線鋼管桿,設(shè)計(jì)分別就鉆孔灌注樁和埋入式預(yù)制管樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算對(duì)比,比較結(jié)果如表1所示:
表1 鉆孔灌注樁和埋入式預(yù)制管樁對(duì)比
根據(jù)表1可以看出:
(1)由于埋入式預(yù)制管樁樁身采用了刻紋處理,再結(jié)合后注漿工藝,使得樁與樁周土體結(jié)合的更為緊密,有效的提高了基礎(chǔ)的抗拔承載力,混凝土和鋼材用量較傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁更少。
(2)由于預(yù)制管樁為工廠化預(yù)制構(gòu)件,省去了現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋和澆筑樁身混凝土的工序,施工周期較傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁更短,施工質(zhì)量更容易得到保證。
(3)基礎(chǔ)造價(jià)比傳統(tǒng)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)節(jié)省15%左右,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
埋入式預(yù)制管樁基礎(chǔ)施工主要包括鉆孔、沉樁和接樁、后壓漿三個(gè)步驟。
(1)鉆孔:主要采用旋挖鉆機(jī)成孔,可有效保證成孔質(zhì)量,縮短施工周期。
(2)沉樁和接樁:鉆孔完成后應(yīng)立即進(jìn)行沉樁工作,防止坍孔、縮孔,每一根樁的沉樁過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。沉樁過程中應(yīng)做好詳細(xì)記錄,避免樁底注漿腔及出漿管變形、樁頭混凝土破碎、樁身偏位或跑位、地面明顯隆起、樁上浮或位移過大。工程接樁采用焊接連接,第一節(jié)樁吊運(yùn)沉樁到位后,以鋼抱箍固定,吊機(jī)起吊下一樁節(jié),吊運(yùn)至第一節(jié)樁節(jié)處,并進(jìn)行精確對(duì)位。
(3)后壓漿:注漿管采用鋼管制作,通過連接螺套與樁底注漿腔連接,注漿用水泥漿由水泥、水、膨脹劑和減水劑配制而成。其中水泥、水、膨脹劑、減水劑之間的質(zhì)量比為1.0∶0.55∶0.12∶0.01,通常情況下水灰比為0.50~0.60。灌注水泥漿時(shí),初始注漿壓力為4MPa,注漿過程中注漿壓力為1.5~ 2.5MPa。
埋入式預(yù)制管樁基礎(chǔ)與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)(或挖孔樁基礎(chǔ))相比,節(jié)省了人力和材料;可實(shí)現(xiàn)樁體在工廠批量化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)拼接的全過程機(jī)械化施工,縮短施工周期,降低工程造價(jià);棄土更少、噪聲更小、成樁質(zhì)量更可靠,有利于節(jié)能環(huán)保。由于預(yù)制件重量和尺寸的原因,該基礎(chǔ)型式對(duì)路網(wǎng)交通條件有一定的要求。因此,在非交通困難地區(qū),埋入式預(yù)制管樁在輸電線路工程中的應(yīng)用前景廣闊。
埋入式預(yù)制管樁基礎(chǔ)采用了新技術(shù)、新材料、新工藝,是“兩型三新”在輸電線路工程中的具體體現(xiàn)。它繼承了鉆孔灌注樁基礎(chǔ)承載力高、變形小、施工方便等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),而又巧妙的避開了鉆孔灌注樁基礎(chǔ)清底困難、易斷樁的不足。在交通條件適當(dāng)?shù)那闆r下,是一種適合輸電線路工程應(yīng)用的新型基礎(chǔ)型式。