浅谈软弱土地基上的输电线路杆塔基础施工

浅谈软弱土地基上的输电线路杆塔基础施工
摘要：本文主要阐述软弱土地基上输电线路杆塔基础施工的难点和施工质量、安全控制要点。

关键词：杆塔基础施工软弱土地基
软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土，这类土的工程特性为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、抗剪强度低等不利的工程性质，如何去保证在软弱地区修建的铁塔基础稳定性和正常使用一直以来都是一个重大的技术课题。

输电线路杆塔所受的各种荷载作用于基础，并通过基础传递给周围的地基，地基的地质情况直接影响输电线路工程的基础形式、造价、质量、工期、安全运行等等。

在各种地基中，软弱土地基对输电线路的影响是最明显的，稍不注意往往造成基础下沉、铁塔倾斜、甚至倒塔等事故，因此在工程建设的各个环节都必须高度重视软弱地基的问题。

目前在工程上输电线路的基础形式主要可分为以下几种：岩石嵌固基础、岩石锚杆基础、掏挖基础、阶梯型基础、斜插板式基础、大板基础、灌注桩基础、联合基础等等，而在软弱土地基上应用最多的就是大板基础和灌注桩基础，所以本文着重谈谈软弱土地基上大板基础和灌注桩基础的施工质量、安全控制要点。

一、大板基础施工
大板基础的主要设计特点是：底板大、埋深浅、底板较薄，靠底板双向配筋承担由铁塔上拔、下压和水平力引起的弯矩和剪力，主柱计算与阶梯基础相同。

与阶梯基础相比，埋深浅，易开挖成形，可以充分利用软弱土地基上面的硬壳层作为持力层。

混凝土用量能适当降低，但钢筋用量增加较多。

它施工方便，特别是对于软、流塑粘性土、粉土及粉细砂等基坑不易成型的塔位。

在大板基础施工时，关键是要做好基坑开挖和混凝土浇制过程的排水措施，尽量避免基底原状土受到扰动。

开挖底面低于地下水位的基坑时，地下水会不断渗入坑内。

如果流入坑内的水不及时排出，土被水泡软后，会造成坑壁坍塌，地基承载力下降。

因此，做好基础施工过程的排水工作，是软弱地基基础施工的基本要求。

基坑排水的方法很多，施工单位可根据基坑的排水量以及自身的排水设备等情况，确定采用何种排水方法。

对于流沙坑，为防止坑壁坍塌，减少流入坑底的水量，可以采用挡土板的方法开挖。

为避免或减少对原状土的扰动，基坑不要一次挖至设计深度。

当开挖至接近设计深度200～300mm时，暂不开挖，而向监理部门申请验坑。

验坑后从局部开挖，逐步展开。

挖至设计深度后，施工人员不要直接在坑底行走，而要铺上木板通行。

设计要求对基底采用加固措施的，应按设计要求进行加固：如采用加石块充填加固的，应在最后一层土挖至设计深度时，抛入预先准备的石块，将石块夯入土中，至密实为止，并清理被挤出表面的软土，再铺上碎石；如采用清淤加木桩的，按要求清去顶层淤泥后，打入木桩，再充填砂层，清理被挤出的软土，灌水让砂层沉实。

对于需要铺混凝土垫层的，垫层铺好后，需要停留48 h，才能制模浇制基础，以使垫层有充分的凝固时间，让地基有一个稳定的过程。

在模板作业时，应对模板支撑宜采用钢支撑材料作支撑立柱，不得使用严重锈蚀、变形、断裂、脱焊、螺栓松动的钢支撑材料和竹材作立柱。

支撑立柱基础应牢固，支撑立柱基础应牢固，支撑立柱基础为泥土地面时，应采取排水措施，对地面平整、夯实，并加设满足支撑承载力要求的垫板后，方可用以支撑立柱，斜支撑立柱应牢固拉接，行成整体。

在基坑的开挖过程中，施工人员要注意现场实际地质与设计所提供的地质资料是否相符。

如不相符，要及时向设计、监理部门反映，要求地质代表到现场鉴定处理，不要盲目浇制基础。

二、灌注桩基础施工
对于地质条件为流塑、地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线塔，使用灌注桩基础是设计中广泛采用的一种方法。

它主要靠桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力，施工方便，安全可靠。

软土地基灌注桩基础施工，关键在于控制灌注桩的施工质量，只要桩的质量控制好了，整个杆塔基础的质量就有保证了。

根据本人的多年施工实践，灌注桩主要质量通病有：缩径、断桩、桩顶冒水、桩身孔洞、钢筋笼“上浮”、“烂桩头”、桩孔坍孔、孔位倾斜等等。

就其形成原因有“人、机、料、法、环”等各个环节的因素，本文则主要针对软土地基进行剖析，并提出了相应的防治措施。

1、灌注桩成孔质量的控制。

对于钻孔灌注桩是先成孔,然后在孔内成桩。

成孔阶段是依靠泥浆来平衡的,在进行灌注桩施工时会使周围的土体松动。

尤其是在软弱土地基上打桩，采取合理的打桩顺序对防止坍孔和缩颈是一项稳妥的技术措施。

还要注意桩的垂直度，在软土地基打桩时，钻机安装就位稳定性差,钻机作业时振动或钻杆弯曲时；地面软弱或软硬不均匀时；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其他硬物等情形，都要影响桩的垂直度。

所以施工前必须认真做好准备，将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;在不均匀地层中钻孔时,宜采用自重大和钻杆刚度大的钻机。

其次，是泥浆的制备和清孔。

清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净。

所以泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩质量的关键环节。

在软弱土地基打桩钻孔时，制备灌注桩所用的泥浆，必须严格进行工艺控制,不能就地取材,宜选用高塑性粘土或膨润土拌制,并根据施工机械、工艺及穿越土层的条件进行配合比设计。

灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1. 10～1. 20，测得孔底沉渣厚度小于50 mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。

最后，是确保成孔深度。

钻孔的深度是否达到设计要求,往往影响灌注桩的承载力。

在施工过程中软土地面的标高容易发生变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平标高和桩具的总长度并做好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上留出长度来校验成孔达到深度。

2、灌注桩混凝土浇筑质量控制。

在软土地基上打灌注桩，一般可采用沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但用这两种方法打灌注桩都存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染，影响桩身混凝土灌注质量等问题。

而且灌注桩混凝土施工的隐蔽性强,很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量缺陷,因此,必须着重控制灌注桩混凝土的浇注质量，包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。

在软土地基上浇注灌注桩混凝土，尤其要注意以下几点：
1、完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑,不宜过长；混凝土的浆体浓度要恰当,浇灌量不得低于设计值,不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。

2、导管口距孔底要保持400mm 左右的距离，浇注时要精确测量、反复校核。

当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后,应将导管缓慢下降100～200mm，使灌注初期导管埋入混凝土的深度尽可能加大,以保证底层的混凝土质量。

3、在灌注过程中,要严格把握施工进度和时间,经常地略微提升导管,以使混凝土均匀注入。

导管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之间且不得< 1m ,每间隔15～20min ,要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。