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摘要:巖石錨桿基礎(chǔ)主要是利用巖石以及錨桿的特性來支撐上部桿塔的一種荷載技術(shù)。本文主要分析了巖石錨桿基礎(chǔ)在輸電線路施工工程中的實(shí)際應(yīng)用情況,并探討了對(duì)應(yīng)的技術(shù)性措施以及改進(jìn)方法,希望能夠?yàn)橥苿?dòng)輸電線路工程建設(shè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。
關(guān)鍵詞:輸電線路施工;巖石錨桿基礎(chǔ);臨界錨固長(zhǎng)度;應(yīng)用
在輸電線路工程中,巖石錨桿基礎(chǔ)是通過向巖孔內(nèi)注入細(xì)石混凝土(水泥砂漿)以及錨筋,使錨筋能夠和巖體膠結(jié)為整體,起到承載上部結(jié)構(gòu)的作用。因?yàn)樵擁?xiàng)荷載技術(shù)能夠有效降低土石方開挖量以及基礎(chǔ)混凝土使用量,同時(shí)還能夠有效減少工程運(yùn)輸量,因此比較適用于高山地區(qū)以及其他地形相對(duì)復(fù)雜的地區(qū)。此外,巖石錨桿基礎(chǔ)能夠避免爆破作業(yè)、人工開挖對(duì)周圍巖石基面和林木植被的影響,因此也具有較高的環(huán)保效益?;谏鲜龇治?,深入分析巖石錨桿基礎(chǔ)的基本特點(diǎn),并探討其在輸電線路工程施工中的具體應(yīng)用情況,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、工程概況
本次研究中,試驗(yàn)工程位于我國(guó)北方地區(qū),輸電線路V標(biāo)段全長(zhǎng)為100.125km,電壓800kV,該段線路部分位于高山區(qū),地形較為復(fù)雜,且施工運(yùn)輸存在一定的難度。在實(shí)際施工過程中,施工設(shè)計(jì)方選擇在部分微風(fēng)化巖石、中風(fēng)化巖石地基上應(yīng)用巖石錨桿基礎(chǔ),以發(fā)揮巖石本身的力學(xué)性能,降低基礎(chǔ)土方石開挖量以及基礎(chǔ)材料耗用量,減少工程施工實(shí)際運(yùn)輸量。
巖石錨桿施工中用到的主要材料如下:M40*5880型地腳螺栓錨桿;C30細(xì)石混凝土;一般硅鹽酸水泥以及42.5以上的礦渣硅酸鹽水泥;粒徑在6~15mm之間且含泥量低于(含)2%的石子,含泥量低于(含)5%的中粗砂;飲用水等。主要施工設(shè)備、工具包括:鉆孔機(jī)械和鑿巖機(jī)各1套,發(fā)電機(jī)和空壓機(jī)各1臺(tái),小型攪拌機(jī)和振搗器各1臺(tái),鋼桿4根,經(jīng)緯儀1臺(tái),貯水包2個(gè),臺(tái)秤1臺(tái),鐵板1塊,枕木和模板等。
二、施工要點(diǎn)
圖1 巖石錨桿基礎(chǔ)的施工流程圖
此次巖石錨桿基礎(chǔ)的施工流程見圖1?,F(xiàn)將施工要點(diǎn)總結(jié)如下:
(一)線路復(fù)測(cè)和分坑
根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙復(fù)測(cè)線路,并且同時(shí)核查現(xiàn)場(chǎng)施工地形是否符合設(shè)計(jì)要求,依據(jù)基礎(chǔ)配置基礎(chǔ)根開表中給出的相關(guān)數(shù)據(jù)分坑放樣。
(二)開挖上部承臺(tái)基坑
此次工程的錨桿式基礎(chǔ)下部為毛孔,上部設(shè)計(jì)為承臺(tái)。分坑完成后,開始開挖上部基坑,在開挖過程中再次核查施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件。承臺(tái)基坑開挖施工結(jié)束之后,由監(jiān)理人員以及項(xiàng)目部、設(shè)計(jì)人員共同對(duì)基坑槽進(jìn)行檢驗(yàn),確認(rèn)符合要求之后再開始下一道工序。
(三)整平坑底和標(biāo)記鉆孔位置
因?yàn)殚_挖巖石基坑之后,坑底難免會(huì)出現(xiàn)凹凸不平情況,這對(duì)鉆機(jī)固定和錨孔位置標(biāo)識(shí)是不利的,因此,當(dāng)將上部承臺(tái)基坑挖至施工設(shè)計(jì)的深度時(shí),在基坑的底部鋪上一層厚度為2cm的素混凝土,整平混凝土,在灌孔結(jié)束后再鏟除,最后再按照施工設(shè)計(jì)的要求精確標(biāo)出錨孔位置。
(四)轉(zhuǎn)機(jī)就位找正和固定
鉆機(jī)分解運(yùn)至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),對(duì)動(dòng)力及液壓設(shè)備進(jìn)行合理布置。一般情況下,在施工鉆機(jī)入場(chǎng)之前,應(yīng)該要保證各個(gè)控制樁完整無缺,并且還要通過復(fù)查基礎(chǔ)與錨桿高差、地腳螺栓、承臺(tái)中心、立柱中心、轉(zhuǎn)角度數(shù)以及孔間距等參數(shù),確保鉆桿水平投影與坑壁保持垂直。利用經(jīng)緯儀操高差法操平鉆機(jī)機(jī)架和機(jī)身,此后再使用墜砣垂吊法初步找正鉆機(jī)鉆桿的正面和側(cè)面,使用細(xì)線系住鉆桿下端中心位置的墜陀,保證墜陀穩(wěn)定之后,再仔細(xì)檢查樁孔中心、墜陀尖部以及鉆桿頂部中心是否處于同一條鉛垂線上,同時(shí)利用微移找正法,保證樁孔中心、墜陀尖部以及鉆桿頂部中心處在同一條鉛垂線上。最后,利用液壓系統(tǒng)以及鉆機(jī)本身的重力固定機(jī)架、機(jī)身和支腿,并通過底架下的四角螺栓或在底盤上配重穩(wěn)固,防止在施工過程當(dāng)中出現(xiàn)鉆機(jī)晃動(dòng)情況,以此確保成孔的垂直性。連接鉆架和液壓泵站上的管路,確保接頭連接牢固,膠管合理彎曲。同時(shí)把鉆架與泥漿泵膠管連接牢固。
(五)控制鉆機(jī)與鉆孔的垂直度
為了保證達(dá)到施工設(shè)計(jì)的要求,在開鉆施工中,在監(jiān)理工程師、質(zhì)檢人員確認(rèn)成孔質(zhì)量且簽字確認(rèn)之后才開始進(jìn)行開鉆施工。在鉆進(jìn)時(shí),按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的地質(zhì)情況來調(diào)整鉆進(jìn)的速度,避免出現(xiàn)鉆桿快速下降或巖石過慢搗碎等情況,防止造成潛孔鉆機(jī)移動(dòng)或憋鉆。當(dāng)鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)有障礙物時(shí),立即停止鉆孔,并且立即進(jìn)行檢查和處理,之后才能繼續(xù)施工。
在鉆進(jìn)過程中,還需維持鉆機(jī)平穩(wěn),不允許主鉆桿和龍頭出現(xiàn)大幅度的擺動(dòng),嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度,以免因?yàn)閺?qiáng)行進(jìn)鉆引起鉆孔傾斜或彎曲變形。同時(shí),還需同步記錄鉆進(jìn)的速度、鉆孔深度、地層換層、持力層等實(shí)際情況,一旦發(fā)現(xiàn)有地質(zhì)地層不符合設(shè)計(jì)勘探資料的情況,應(yīng)該全面、準(zhǔn)確地記錄實(shí)際情況,并及時(shí)報(bào)告給設(shè)計(jì)人員和監(jiān)理工程師。此外,在鉆進(jìn)施工中,若遇到潮濕的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層,且鉆進(jìn)過程中未見粉塵吹出,則立即停止鉆進(jìn),等設(shè)計(jì)人員處理之后再開始施工;在鉆孔深度達(dá)到了設(shè)計(jì)深度的情況下,必須空鉆出土,方便順利拔鉆。
鉆桿垂直度需要通過雙經(jīng)緯儀控制,在橫線路以及順線路方向分別架設(shè)經(jīng)緯儀,并在鉆機(jī)就位之后以及鉆孔開挖之前對(duì)鉆桿的垂直情況進(jìn)行觀察,若有必要,再利用磁性水平尺配合控制和調(diào)整鉆桿垂直程度。同時(shí),在鉆進(jìn)過程中,保證鉆桿每下降25cm進(jìn)行一次調(diào)整,以此來保證錨孔垂直。
(六)錨孔灌漿
當(dāng)基本的地腳螺栓固定施工和找正完成之后,可以開始灌孔施工。采用經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)確認(rèn)合格的水泥和砂石料進(jìn)行灌孔,并且按照基本配合比來拌制混凝土,攪拌時(shí)根據(jù)原材料的實(shí)際含水量適當(dāng)增加飲用水,預(yù)防混凝土粘掛內(nèi)壁。在攪拌好混凝土之后,使用小鏟把混凝土運(yùn)至錨孔中,沿著錨孔的周圍對(duì)稱填充,當(dāng)每次填入量厚度達(dá)到300mm時(shí),使用鋼釬搗鼓混凝土,保證搗固密實(shí),錨孔和孔壁、混凝土能夠緊密結(jié)合。下料時(shí),需要認(rèn)真計(jì)算和記錄填入300mm混凝土?xí)r的填充量,比如,在這一厚度的灌漿施工結(jié)束后,若剩下較多的混凝土,則說明有搗漏情況發(fā)生,或者混凝土本身的搗固密實(shí)程度不高,必須進(jìn)行二次搗固。
三、小結(jié)
根據(jù)本研究中輸電線路工程最終的結(jié)算資料,與同類工程相比,該工程的基礎(chǔ)土石方量以及基礎(chǔ)耗材料均比較低,而且單根錨桿試驗(yàn)結(jié)果顯示,該工程中巖石錨桿基礎(chǔ)以及巖石表面均未出現(xiàn)明顯裂紋,其強(qiáng)度儲(chǔ)備明顯大于普通型臺(tái)階式混凝土基礎(chǔ),達(dá)到了該輸電線路工程的強(qiáng)度安全要求。綜合上述研究,在輸電線路工程中應(yīng)用錨固技術(shù),可以充分挖掘巖石本身的強(qiáng)度與自承載力,能夠明顯減少工程造價(jià),具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值,可以在今后輸電線路的基礎(chǔ)工程中予以推廣。
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