周維康，張瑞雪

（國網(wǎng)冀北電力有限公司廊坊供電公司，河北 廊坊065000）

目前，城區(qū)輸電線路一般采用鋼管桿線路和電纜兩種方式。由于電纜本體造價昂貴，施工安裝、運(yùn)輸維護(hù)難度較高，尤其是在地下管廊受限區(qū)域，電纜的使用仍有較大的局限性。鋼管桿的造價也比較高，直接對工程的造價產(chǎn)生很大的影響。窄基鐵塔能夠很好地解決以上問題，在通道緊張地段（如綠化帶）有著很高的適用性。但與普通鐵塔基礎(chǔ)相比，窄基鐵塔受力情況較常規(guī)塔更加惡劣，同時受路徑限制無法采用大底板的大開挖基礎(chǔ)和灌注樁單樁基礎(chǔ)，普通基礎(chǔ)形式很難滿足結(jié)構(gòu)性和經(jīng)濟(jì)性的要求[1-4]。為了克服常規(guī)基礎(chǔ)形式在窄基鐵塔應(yīng)用中的不足之處，提出了預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿技術(shù)，連同板式基礎(chǔ)形式衍生出板式預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿復(fù)合基礎(chǔ)這一新型的基礎(chǔ)形式。

1 技術(shù)方案

板式預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿復(fù)合基礎(chǔ)如圖1所示由兩部分組成，第一部分為上部底板配筋的平板基礎(chǔ)，第二部分下部為預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿，通過與板式基礎(chǔ)下部預(yù)應(yīng)力鋼絞線承壓型囊式擴(kuò)體錨桿連接。其原理主要是利用下部預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿擴(kuò)大頭的技術(shù)端壓，把周圍土體由主動土壓力，變?yōu)楸粍油翂毫?，改變了周圍土體的密實(shí)度以及錨固段與周圍土體的粘結(jié)力、摩擦力承載，極大的提高的錨桿下部錨體的錨固力。錨固力的大小與擠擴(kuò)體的端頭承載面積關(guān)系很大，所以膨脹擠擴(kuò)體的長度只需滿足能夠?qū)ν馏w有效擠密的要求即可，錨固段的長度可以縮短良好的抗拔特性，協(xié)助上部的板式基礎(chǔ)共同承擔(dān)上拔作用力，錨桿與基礎(chǔ)底板連接圖如圖2所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿復(fù)合基礎(chǔ)示意圖

圖2 錨桿與基礎(chǔ)底板連接圖

2 施工過程

板式預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿復(fù)合基礎(chǔ)施工流程如圖3所示分兩個部分。

圖3 施工流程

將上部土層開挖到板式基礎(chǔ)?設(shè)計標(biāo)高后，利用微型鉆機(jī)在下面土層上打錨孔、插入承壓型囊式擴(kuò)體錨桿⑧、利用防水灌漿料⑩進(jìn)行壓力灌漿，使底部的囊袋④擴(kuò)大擠壓錨桿周圍地基土體?，令錨桿周側(cè)土壓力由被動土壓力變?yōu)橹鲃油翂毫?。錨桿的主要施工方法：擴(kuò)孔采用機(jī)械擴(kuò)孔錨桿施工方法；旋噴采用的旋噴擴(kuò)體錨桿方法或者鉆噴注一體化擴(kuò)體錨桿施工方法；脹壓擴(kuò)孔采用可控囊式膨脹擠壓土體裝置。

通過露出平板基礎(chǔ)一定高度的鋼絞線⑨與上部板式基礎(chǔ)?連接，預(yù)應(yīng)力最大張拉荷載應(yīng)為抗拔力設(shè)計值的1.2倍。預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拔，充分利用預(yù)應(yīng)力與鋼絞線的受力特性，減少工程量，降低工程造價。

3 基礎(chǔ)計算與對比

針對板式預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿復(fù)合基礎(chǔ)與灌注樁基礎(chǔ)計算進(jìn)行對比。

窄基鐵塔基礎(chǔ)使用傳統(tǒng)灌注樁單樁經(jīng)過計算，無法滿足窄基塔上拔力要求，可采用大直徑的單樁灌注樁基礎(chǔ)，大尺寸承臺過渡，承臺上布置窄基鐵塔短柱，如圖4所示。此種基礎(chǔ)驗(yàn)算時需驗(yàn)算承臺抗沖切，短柱抗彎，短柱，承臺，樁整體計算。

圖4 單樁加承臺基礎(chǔ)

由于結(jié)構(gòu)形式的改變，灌注樁的受力也隨之改變，樁基的受力特點(diǎn)由單純的受拉或受壓變?yōu)閴簭澔蛘呃瓘澋慕Y(jié)構(gòu)形式，參照混凝土柱的壓彎或拉彎的配筋模式，計算得出樁的配筋率過大。一根大直徑灌注樁的混凝土量約為170 m3，樁基配筋率達(dá)到1.3%。此種基礎(chǔ)形式極不經(jīng)濟(jì)[5]。

板式預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿復(fù)合基礎(chǔ)計算根據(jù)JGJ/T 282—2012《高壓噴射擴(kuò)大頭錨桿技術(shù)規(guī)程》取永久錨桿安全系數(shù)為1.6，抵抗上拔力計算公式如下[6-7]：

式中：Tuk為錨桿上拔力極限值；D1為錨桿鉆孔直徑；D2為擴(kuò)大頭直徑；Ld為錨桿普通錨固段的計算長度，m；LD為擴(kuò)大頭長度，m；fmg1為錨桿普通短注漿與土層之間的摩阻強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，通過試驗(yàn)確定，無試驗(yàn)資料時，參見JGJ/T 282—2012《高壓噴射擴(kuò)大頭錨桿技術(shù)規(guī)程》表4.6.3，kPa；fmg2為擴(kuò)大頭注漿與土層之間的摩阻強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；PD為擴(kuò)大頭前段土體對擴(kuò)大頭的抗力強(qiáng)度值，kPa。

在滿足上拔力計算要求的情況下，該基礎(chǔ)形式相對抗拔灌注樁樁相比可以減少樁承臺、底板厚度與底板配筋量，從而節(jié)省工程造價25%～30%。

4 預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿技術(shù)特點(diǎn)

技術(shù)性：作為抗拔結(jié)構(gòu)，囊式擴(kuò)體錨桿錨固段埋深大、設(shè)置于密實(shí)土層中，承載力大，安全度高，施工設(shè)備與技術(shù)先進(jìn)，施工質(zhì)量可控可靠。

安全性：該技術(shù)是對歐洲旋噴擴(kuò)體錨桿的技術(shù)升級，既保留了原有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，又對其不足之處進(jìn)行了改進(jìn)，提高了該技術(shù)的可靠性和安全性。

耐久性：作為承壓型擴(kuò)體錨桿，可以有效避免拉力型錨桿受拉開裂帶來的易腐蝕隱患，囊式防護(hù)技術(shù)可使錨桿擴(kuò)體段有效置中，增加了保護(hù)層厚度，通過多重防腐功能可以有效抵抗腐蝕性地下水和土體對鋼絞線的腐蝕，確?？垢〗Y(jié)構(gòu)的耐久性。

經(jīng)濟(jì)性：囊體注漿對擴(kuò)體段周邊土體產(chǎn)生脹壓擠密作用，能夠提高錨周壓力、改善土體的承載性能，使擴(kuò)體錨桿承載力顯著提高，和抗拔樁相比可以減少樁承臺、底板厚度與底板配筋量，從而節(jié)省工程造價25%～30%。同時囊體注漿，也減少了對環(huán)境的污染。

環(huán)保性：錨桿成孔比灌注樁成孔的置換土量大為減少，避免了廢泥漿、廢渣土的外運(yùn)，有效降低了污染，方便現(xiàn)場管理，提高了環(huán)保效益。

高效性：采用塔式鉆機(jī)或長臂式專業(yè)旋噴鉆機(jī)作業(yè)，單機(jī)組施工速度快（400 m/日），能夠有效縮短工期。

5 結(jié)束語

本文提出了一種適用于窄基鐵塔的板式預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿新型復(fù)合基礎(chǔ)，主要介紹了該基礎(chǔ)的技術(shù)方案，施工過程以及基礎(chǔ)計算，并介紹了其技術(shù)特點(diǎn)。

該基礎(chǔ)受力明確，采用板式基礎(chǔ)承壓預(yù)應(yīng)力承壓型囊式擴(kuò)體錨桿受拉，可以很好滿足窄基塔上拔力要求。

結(jié)構(gòu)施工簡單，增加預(yù)應(yīng)力鋼絞線，充分利用鋼絞線的抗拉強(qiáng)度，節(jié)省了大量的工程量，降低施工費(fèi)用，機(jī)械化施工程度高，可操作性強(qiáng)。

該基礎(chǔ)相對抗拔樁，基礎(chǔ)耗材量減少，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，錨桿成孔比灌注樁成孔的置換土量大為減少，避免了廢泥漿、廢渣土的外運(yùn)，提高了環(huán)保效益。