雷強，張衛(wèi)東，高海波，孫宗德，曹丹京

（1.山東電力工程咨詢院有限公司，濟南250001；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟南250001；3.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟南250118）

特高壓直流輸電線路黃河大跨越試樁離散性分析

雷強1，張衛(wèi)東2，高海波3，孫宗德1，曹丹京1

（1.山東電力工程咨詢院有限公司，濟南250001；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟南250001；3.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟南250118）

±800 kV晉北—南京特高壓直流輸電線路工程在黃河南岸開展試樁工作，介紹試樁方案、內容及成果，試樁結果表明3根樁抗壓實驗情況良好，上拔實驗成果有一定離散性，但也滿足驗收規(guī)范要求。通過對試樁結果的分析，確定施工因素是引起試樁成果離散性的主要原因，其中樁的垂直度和有效樁徑的不一致是引起差異的根本原因。最后，結合試樁成果離散性分析，對后續(xù)基礎施工提出了建議。

直流輸電線路；試樁；離散性；垂直度；有效樁徑

1 試樁位置

±800 kV晉北—南京特高壓直流輸電線路工程跨越黃河段采用棗包樓大跨越方案。大跨越起點為河南省濮陽市，終點為山東省濟寧市。采用“耐—直—直—耐”的方式跨越黃河，跨越段塔位于黃河河漫灘中，其中北岸直線跨越塔距離棗包樓控導工程約40 m，南岸直線跨越塔距現(xiàn)狀主河槽約410 m。

根據(jù)相關規(guī)程、規(guī)范要求，工程在黃河南岸G7塔位中心右側（前進方向）處開展大跨越試樁工作，試樁位置如圖1所示［1］。

圖1 試樁位置

2 地質情況

沿線地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積形成的粉土、粉質粘土、粘土及粉細砂等。

1）粉質粘土：黃褐色，可塑狀態(tài)，稍濕，層厚

1.70 m；

2）粉土：黃褐色，稍密，濕至很濕，層厚10.30 m；

3）粉質粘土：黃褐色，可塑狀態(tài)，很濕，層厚1.00 m；

4）粉砂：黃褐色，稍密至中密，飽和，層厚6.00 m；

5）粉細砂：黃褐色，密實，飽和，局部含少量礫石，層厚17.70 m；

6）粘土：黃褐、褐黃等色，硬塑狀態(tài)，飽和，夾粉土層，局部含少量姜石，層厚4.90 m；

7）粉土：褐黃色，密實，很濕，夾粘土薄層，層厚6.40 m；

8）粘土：黃褐、灰黃、褐黃等色，硬塑至堅硬狀態(tài)，飽和，夾粉細砂層，局部含少量姜石，層厚11.50m。

3 試樁內容及主要結論

3.1 試樁平面布置

試驗樁采用D800 mm的機械鉆孔灌注樁，樁長為41 m（樁入土深度為40 m）；錨樁采用D1000 mm的機械鉆孔灌注樁，樁長為51m（樁入土深度為50m）。試樁和錨樁的混凝土強度等級均為C30級，鋼筋采用HPB300和HRB400級。試樁相對位置及平面布置如圖2所示。

圖2 試樁相對位置及布置示意

3.2 試樁內容

試樁主要包括靜力試樁、動力試樁等內容，試樁工作量見表1。

3.3 主要試樁成果

低應變動力試驗結果和聲波透射法基樁檢測結果如表2所示，單樁豎向抗壓極限承載力如表3所示，單樁豎向抗拔極限承載力如表4所示［2］。

表2 低應變測試和聲波透射法測試結果

表3 單樁豎向抗壓極限承載力

表4 單樁豎向抗拔極限承載力

4 試樁成果離散性分析

上述試驗結果可以看出，試驗樁豎向抗壓試驗極差為392 kN，占平均值的比例為5.8%；豎向抗拔試驗極差為693 kN，占平均值比例為14.2%，說明3根樁豎向抗壓試驗情況良好，豎向抗拔試驗極差稍大，但也滿足規(guī)范極差不超30%的要求［3-4］。

試樁結果產(chǎn)生離散性主要是施工質量和試驗測試的差異引起。其中施工質量差異主要包括由于施工原因引起的樁徑突變、樁底沉渣過厚、斷樁及頸縮、泥皮過厚、混凝土強度不足、施工成孔偏差過大等方面，試驗檢測差異主要包括測試元器件是否正確放置，測試儀器是否正常運行等方面。

表1 靜力、動力試樁工作量

從抗拔試驗結果看，T2樁上拔荷載較大。根據(jù)監(jiān)理及試驗單位報告來看，基本排除是測試原因引起的。下面從施工方面分析其差異。

1）樁徑突變。本工程試樁設計直徑為0.8 m，樁基承載力與樁側面積成正比，樁徑直接決定了樁側面積，若樁徑出現(xiàn)突變（比如塌孔導致樁徑擴大），將會導致承載力出現(xiàn)突變。樁混凝土澆灌時的充盈系數(shù)直接體現(xiàn)了樁徑差異，T1、T2、T3 3根試驗樁的充盈系數(shù)分別為1.1、1.15、1.1，T2樁充盈系數(shù)稍大。但3根樁差異很小，聲波和低應變檢測均未檢測到樁徑變化。

2）樁底沉渣。3根樁樁低沉渣厚度分別為80 mm、90 mm、90 mm。而抗壓承載力差別很小，說明控制沉渣厚度是十分必要的。但沉渣厚度不影響樁的抗拔承載力。

3）斷樁、頸縮。在低應變檢測及聲波透射法測試中，未發(fā)現(xiàn)斷樁、頸縮現(xiàn)象，因此排除此因素。

4）泥皮厚度。試樁在成孔過程中均采用了泥漿護壁的措施，泥漿護壁是通過泥漿液對坑壁施加壓力以保證樁孔成型，可以有效地防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)施工監(jiān)理文件，3根樁從清孔至灌注封底混凝土時間分別為35 min、40 min、40 min，泥漿比重分別為1.1、1.15、1.1。3根樁泥皮厚度差別不大，泥皮厚度差異應該也不是上拔偏差大的主要因素。

5）混凝土強度。根據(jù)施工及監(jiān)理的記錄文件，3個試樁的混凝土試塊強度均滿足要求，可判定樁身混凝土強度滿足要求，此因素可排除。

6）施工偏差。根據(jù)現(xiàn)場觀察及施工過程分析，T2樁可能施工的垂直度較其他兩根樁偏差稍大。T2樁于2015-02-07施工，采用反循環(huán)回轉鉆機，08：30開鉆，11∶10成孔后進行清孔，清孔完畢后檢查孔深40.6 m、孔徑0.8 m、垂直度99.5%、沉渣厚度100 mm，符合設計及規(guī)范要求。13∶30鋼筋籠安裝完畢，導管安裝完畢后進行了二次清孔，經(jīng)施工及監(jiān)理檢測，泥漿比重為1.1，含砂率2%，粘度18S，孔底沉渣厚度為90 mm，符合設計及規(guī)范要求。14∶40澆筑開始，16∶30完成，充盈系數(shù)1.15。從二次清孔結束至首罐混凝土澆筑間隔40 min。根據(jù)檢測單位提供的試驗數(shù)據(jù)，T2樁抗壓試驗在滿足規(guī)范要求而停止試驗時的沉降量為49.16 mm，抗拔試驗時在達到規(guī)范位移量100 mm時的最大荷載卻是7 440 kN。經(jīng)試驗單位現(xiàn)場觀測，樁基垂直度差異是引起T2樁上拔荷載較大的原因。

根據(jù)以上分析，導致T2樁上拔承載力稍大的因素主要為樁垂直度有偏差，其次是T2樁有效樁徑稍大。

5 施工工藝建議

成孔過程中應做到泥漿全過程循環(huán)，保證泥漿流動性，且勿出現(xiàn)泥漿靜置現(xiàn)象。

施工過程中更加重視清孔，進一步加強對泥漿比重的檢測，增加檢測次數(shù)，在混凝土首罐澆筑前再次進行檢測，避免由于時間間隔較長造成孔底沉渣及泥漿比重等數(shù)據(jù)的變化。

盡量控制樁基垂直度，防止豎向出現(xiàn)較大偏差。

盡量減小由于罐車澆筑混凝土引起坑壁土掉落。

加強對混凝土供應的協(xié)調與控制，盡可能排除影響施工連續(xù)性因素，努力縮短灌注樁成孔至澆筑的時間。

施工單位應仔細總結本次試樁施工經(jīng)驗教訓，形成詳細施工組織大綱，為后續(xù)工程樁施工積累經(jīng)驗。

6 結語

對黃河大跨越試樁方案、結果做了介紹，分析了試樁結果離散性產(chǎn)生的原因，分析結果表明樁的垂直度和有效樁徑的不一致是產(chǎn)生離散性的根本原因。結合試樁結果，對在黃河灘地中進行灌注樁基礎施工工藝提出了建議，為下一步黃河大跨越基礎施工提供了寶貴經(jīng)驗。

［1］山東電力工程咨詢院有限公司.黃河大跨工程越試樁方案［R］. 2015.

［2］中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司.黃河大跨越工程試驗基礎測試報告［R］.2015.

［3］JGJ 94—2008建筑樁基技術規(guī)范［S］.

［4］JGJ 106—2014建筑基樁檢測技術規(guī)范［S］.

Discrete Analysis of Test Piles for the UHV DC Transmission Line Crossing the Yellow River

LEI Qiang1，ZHANG Weidong2，GAO Haibo3，SUN Zongde1，CAO Danjing1
（1.Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Co.，Ltd.，Jinan 250001，China；2.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China；3.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250118，China）

Synthetic test piles for±800kV Jinbei-Nanjing HV DC transmission line project have been implemented in the south bank of the Yellow River.The scheme，details and results of the test pile are described.Results indicate compressive tests of three piles are in good condition，while the discreteness of uplift tests is a bit large，but it also meets the requirement of the acceptance specification.Through analyzing，it is sure that construction is the major reason of discreteness，and the inconsistency of verticality and effective diameter of pile is the root cause of the difference.According to the analysis，the method of the follow-up construction for foundation is suggested.

DC transmission line；test piles；discreteness；verticality；effective pile diameter

TM723

B

1007－9904（2016）10－0045－03

2016-04-07

雷強（1981），男，工程師，從事線路結構設計工作。