本文介绍的是混凝土电杆、钢管杆、窄基塔等杆塔基坑、拉线坑开挖和回填,底盘、卡盘、拉盘等预制基础、套筒无筋式、台阶式等现场浇筑基础和钢管桩基础安装关键节点施工工艺。
一、杆塔基础形式
配电线路杆塔地下部分除接地装置外统称为基础。杆塔基础主要分为直埋式基础、预制钢筋混凝土基础、现浇混凝土基础、钢管桩基础等。
(一)直埋式基础形式
直埋式基础形式(见图1-1)是按水泥杆相应的埋设深度在杆位处将原状土掏挖成型后直接埋设的基础形式。
(二)预制钢筋混凝土基础形式
预制钢筋混凝土基础形式(见图1-2)包括底盘、卡盘、拉盘等基础形式。
(三)现浇混凝土基础
常见有套筒无筋、套筒式、台阶式、灌注桩等型式,均一次浇筑成型。(见图1-3)
(四)钢管桩基础
由顶部法兰盘与钢管桩焊接而成,法兰盘下设加劲板,打(压)入地基后形成承载体系。(见图1-4)
二、基坑施工(一)线路路径复测
线路工程开工前,以设计图纸为依据对线路路径进行复测,复测的基本允许误差要求如下:
1.直线杆顺线路方向位移不超过设计档距的3%;横线路方向位移不超过50mm。
2.转角杆、分支杆的横线路、顺线路方向的位移均不应超过50mm。
3.双杆基坑根开的中心偏差不应超过±30mm。
4.当遇有地下管线等障碍物不能满足上述横线路方向位移要求时,位移在不超过一个杆根时,可采取加卡盘或拉线等补强措施。
(二)基坑定位、分坑1. 线路电杆基坑定位
根据线路施工的相关操作规程规定,电杆基础坑位开挖施工前应按设计的要求对杆坑中心进行定位。进行基坑中心定位时,应按照线路测量规程的要求,采用规范的测量仪器进行测量定位,如图1-5所示。
2. 基础分坑测量
(1)一般直线电杆基础的分坑测量
一般电杆基础包括无拉线、无底盘的电杆基础和带拉线、底盘的基础两种形式。
1)无拉线、无底盘的一般直线电杆基础分坑(见图1-6和图1-7)
步骤一:首先在线路方向上测定线路方向上的直线ABAB,并用直线测量的方法校核电杆中心OO,使其在线路直线方向上。
步骤二:从设计图纸查出电杆基础中心到点AA、BB的距离 LAOLAO、LOBLOB,用距离测量的方法测定OO的具体位置,并在 OO点钉桩,作为基坑开挖的中心桩。在 OO点附近线路方向上钉立方向控制桩 A′A′、B′B′,距离中心OO点的距离应不超过5m。
步骤三:在电杆中心OO点处加设垂直于线路方向 ABAB的横向控制桩 MM、NN,距电杆中心OO点的距离应控制在2m左右(以不影响挖坑的距离为宜)。
完成上述步骤后,如在施工过程中出现OO桩丢失,可通过 MM、NN和 A′A′、B′B′拉直线重新定位 OO点。
2)带底盘的直线电杆基础分坑(见图1-8)
参照无拉线、无底盘基础分坑步骤,以OO点为基准,在 M、N和 A′、B′方向上量取半坑口宽度 a/2的距离,定立12、23、34、41四个坑边中心桩(见图1-8),并以这些桩为基准进行坑口放样。具体方法:用钢卷尺或皮尺,取长度为 a,由两人分别将两端对准相邻边中心桩,另一人在尺的中点拉直,定出角点2;重复操作定出四个角顶点并画出开挖边线。
(2)直线双杆基础分坑测量
直线双杆基础中心桩的测量及放样与一般直线杆方法一致。测量根开时,先找出线路中心线的垂直线,用皮尺在中心桩左右侧沿垂直线各量出根开距离的1/2处,打标桩作杆位中心桩。按一般直线杆坑口放样方法分别定出两个基坑角点并画出开挖边线。
(3)转角杆基础分坑测量(见图1-13)
3. 拉线盘基坑定位
以线路转角耐张杆型拉线为例:
(3)根据拉线盘结构尺寸和土质确定坑口大小,参考直线电杆底盘坑口放样方法确定拉线坑口尺寸。
(三)基坑开挖1. 普通电杆基坑开挖
适用于直埋式基础和加装预制混凝土基础。依据设计图纸和现场情况确定开挖方式,一般采用机械开挖(见图1-18),机械无法进入时采用人工开挖。基础开挖应按深度和地质放坡,安全坡度系数见表1-1。坑底应平整、夯实,遇软土层或淤泥应加深开挖并换土。
表1-1 安全坡度系数表
土壤分类
砂土、砾土、淤泥
砂质黏土
黏土、黄土
坚土
岩石
安全坡度系数KpKp
0.75
0.5
0.3
0.15
电杆基础坑深度应符合设计规定,未规定时满足表1-2要求,埋深允许偏差为-50~+100mm。
表1-2 水泥杆埋设深度及根部弯矩计算点距离
杆长(m)
10
12
15
18
埋深(m)
1.7
1.9
2.3 (2.5)
2.8
根部弯矩计算点距离(m)
1.13
1.27
1.53
1.87
注:括号内数据表示双回线路15m杆埋深。
加装底盘、卡盘时,基坑总深度为电杆埋深加底盘高度,宽度应满足安装要求。
2. 现浇混凝土基础基坑开挖
现浇混凝土基础基坑开挖方式主要有放坡分层开挖、钻孔开挖等,应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素选用。
(1)放坡分层开挖施工要点
基坑开挖前应做好对基坑中心桩的保护措施,对于施工中不便于保留的中心桩,应在基础外围设置辅助桩,保留原始记录,待基础浇筑完成后,及时恢复中心桩。
基坑开挖根据土层地质条件确定放坡系数,根据地形、地质条件,优选机械进行开挖。地下水位较高时,应采取有效的降水措施,流沙坑宜采取井点排水。
按深度分为多层,进行逐层开挖,软土地基分层厚度应控制在2m以内;硬质土分层厚度应控制在5m以内为宜。若土质较差且基坑施工时间较长,边坡坡面可采用钢丝网喷浆等措施进行护坡,以保持基坑边坡稳定。在软土地基下,不宜挖深过大,一般控制在6~7m,坚硬土层则不受此限制。
基坑开挖完成后应及时浇筑。湿陷性黄土、泥水坑等情况应按设计要求进行地基处理,垫层强度符合要求后方可进行钢筋绑扎和模板支设。
开挖深度和宽度要符合设计要求,超挖不大于200mm,允许偏差-50~+100mm。
(2)钻孔开挖施工要点
基坑开挖前应做好对基坑中心桩的保护措施,对于施工中不便于保留的中心桩,应在基础外围设置辅助桩,保留原始记录,待基础浇筑完成后,应及时恢复中心桩。
基础放样时应核实边坡稳定控制点在自然地面以下,并保证基础埋深不小于设计值。放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内。
应根据地形、地质条件,尽可能采用机械开挖。当采取人工掏挖方式时应有安全保证措施,对孔壁风化严重或砂质层应采取护壁措施。
根据桩位点设置护筒,护筒采用钢护筒,其内径比桩径大150~200mm。护筒埋设在黏性土中深度不宜小于1000mm,在砂土中不宜小于1500mm。护筒顶端要高出原地面200~300mm。
钻机工作范围内地面必须保持平整和压实。正确就位钻机,钻机就位应保持平稳,不发生倾斜、位移,使机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一。
钻孔作业要根据地质情况调整钻机的钻进速度,钻进时应先慢后快。钻进过程中应检查纠正钻机桅杆的水平和垂直度,保证钻孔的垂直度。
人工挖孔施工还要注意以下问题:
易发生坑壁坍塌的基坑应按设计要求采取可靠的护壁措施,护壁宜采用现浇钢筋混凝土,单节混凝土护壁不超过1m。
每节桩孔护壁做好以后,必须将桩位“十”字轴线和标高测设在护壁的上口,用“十”字线对中,吊线坠向井底投射,以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度和孔中心。
采用电动葫芦、卷扬机或手摇绞车将开挖土吊离桩孔,严禁将土堆在井口。
扩底部分开挖。挖扩底桩应先挖扩底部位桩身的圆柱体,再按扩底部位的尺寸、形状自上而下削土扩充,扩底部分可不浇筑护壁。
成孔后应清理护壁上的淤泥和孔底残渣、积水,孔底不应积水,必要时应用水泥砂浆或混凝土封底。
3. 拉线盘坑开挖
开挖拉线坑时,拉线基坑开挖深度应满足设计要求,基坑深度允许偏差为-50~+100mm。根据设计的拉线角度,从拉线基坑向电杆方向开窄长马槽,马槽不得大开挖,以保证拉线棒侧坑壁的原状土结构。预制拉盘基础的坑底应根据拉线与电杆轴线间的夹角大小挖成适当斜坡。
三、基础安装(一)底盘安装
底盘安装时要对基坑底部进行抄平、夯实,底盘安装应平整,其横向位移不应大于50mm,底盘校正后应填土夯实至底盘表面。
安装效果如图1-20所示。
(二)卡盘安装
单卡盘安装:卡盘安装完毕后,卡盘上平面距地面不小于500mm,深度允许偏差为±50mm。卡盘安装应与线路平行,并顺线路方向左、右侧交替安装,防止电杆倾斜。
双卡盘安装:上、下卡盘对侧安装,上卡盘上平面距地面不小于500mm,深度允许偏差为±50mm。
卡盘位置及方向调正后,紧固抱箍螺母使卡盘与电杆固定牢固。回填土应每300mm进行夯实,松软土质的基坑,回填土时应增加夯实次数或采取加固措施。
安装效果如图1-21所示。
(三)拉线盘安装
拉盘置于拉线坑内,拉线棒置于坡道内,焊口朝下,拉线棒应与拉线盘垂直,拉线棒露出地面长度为500~700mm。
拉线棒与电杆夹角宜为45°,当受地形限制时可适当减小,但不应小于30°。
如遇高腐蚀性土质,拉线棒应进行防腐处理,防腐处理后应超出地面不小于200mm。拉线棒防腐处理步骤:①拉线棒浸泡沥青;②用200mm宽麻布条以螺旋方式缠绕并用细铁丝每隔200mm绑扎牢固,绑扎完毕后再用沥青浸透,此环节重复两遍。
拉线盘的强度、埋设深度和方向应符合设计要求,回填土应每300mm夯实一次,拉线坑应挖设马道,地面上应留有高300mm的防沉台,绿化带或水泥、沥青地面可不设防沉台,应恢复原状。
安装效果如图1-22至图1-24所示。
(四)现浇混凝土基础安装1. 台阶式基础
施工应符合下列规定:
(1)在混凝土垫层未浇灌前将基坑底杂物、浮土清理干净,对基坑底部抄平并夯实。使基坑底部平整、清洁、牢固。垫层施工时,应横纵每6m设中间水平桩控制垫层厚度。浇灌垫层后应第二次再抄平。(见图1-26)。
(2)钢筋加工符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)要求,钢筋连接符合《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18)和《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107)要求,在同一连接区段内的接头错开布置,接头数量不得超过50%。钢筋应平直,无局部曲折,加工钢筋的允许偏差为:受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸为±10mm;弯起钢筋的折弯位置为±20mm。
(3)浇筑混凝土的模板表面应平整且接缝严密,混凝土浇筑前模板表面应涂脱模剂。(见图1-28)。
(4)地脚螺栓丝扣露出样板法兰的高度应在操平模板后符合设计图纸规定。丝扣部分应涂以黄油并进行包裹措施。(见图1-29)。
(5)混凝土浇筑前钢筋、地脚螺栓表面应清理干净。复核地脚螺栓间距、基础根开及立柱标高等满足设计要求。
(6)混凝土下料高度超过2m时,应采取防止离析措施。
(7)冬期施工应采取防冻措施,混凝土拌合物的入模温度不得低于5℃。高温施工时混凝土浇筑入模温度不应高于35℃。雨季施工基坑或模板内采取防止积水措施,混凝土浇筑完毕应及时采取防雨措施。基础混凝土应根据季节和气候采取相应的养护措施。
(8)混凝土宜按台阶分层连续浇筑完成,对于阶梯形基础,每一台阶作为一个浇捣层,每浇筑完一台阶宜稍停0.5~1.0h,待其初步获得沉实后,再浇筑上层,基础上有插筋埋件时,应固定其位置。
(9)混凝土应分层捣固,插入式振捣器为振捣棒长度的1.25倍。杆塔地脚螺栓周围应捣固密实。使用振捣器有两种操作方法。立柱宜用垂直插入法,底板宜用斜向插入法。振捣器应当快插慢拔,插点均匀排列,有序进行。插点不得遗漏,要求均匀振实。振捣器的移动间距应不大于作用半径1.5倍,一般为300~400mm。每一位置的振捣时间,应能保证混凝土获得足够的捣实程度,以混凝土表面呈现水泥浆和不再出现气泡,不再显著沉落为止。一般每次宜为20~30s。不允许振捣过久,否则会漏浆。振捣上层混凝土时,应插入下一层混凝土30~50mm,以消除两层间的接合缝。上层振固好后,不许再次捣固下层。
(10)浇筑完成的基础应及时清除地脚螺栓上的残余水泥砂浆,并对基础及地脚螺栓进行保护。
(11)基础混凝土浇筑完后,外露表面应在12h内覆盖并保湿养护。气温较高时,应在浇注完后3h内开始养护。
(12)基础拆模时混凝土强度应保证表面及棱角不损坏(见图1-31)。
(13)基础安装经质量检查验收符合设计规定及质量标准后方可回填土。回填土前应排除坑内积水和杂物。对适于夯实的土壤,每回填300mm厚夯实一次;对不宜夯实的水饱和黏性土,回填时可不夯,但应分层填实,并在架线前进行二次回填。(见图1-32)。
(14)基础允许偏差:
基础埋深-100~+0mm
立柱及各底座断面尺寸-0.8%
钢筋保护层厚度-5mm
基础顶面高差±5mm
同组地脚螺栓对立柱中心偏移±8mm
整基基础中心位移:顺线路方向±24mm,横线路方向±24mm
地脚螺栓露出混凝土面高度-5mm~+10mm
主筋间距允许偏差应为±10mm,箍筋间距允许偏差应为±20mm,钢筋骨架直径允许偏差应为±10mm,钢筋骨架长度允许偏差应为±50mm
施工应符合下列规定:
(1).钢筋加工符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)要求,钢筋连接符合《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18)和《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107)要求,在同一连接区段内的接头错开布置,接头数量不得超过50%。钢筋笼的节与节之间应用电焊机在孔口对接焊接,主筋接口应对齐,先点焊,后施焊,待焊口自然冷却后方可吊入孔内。钢筋保护层厚度控制符合设计要求。
(2).现场浇筑混凝土应采用机械搅拌,并应采用机械捣固。有条件的地区应使用预拌混凝土。混凝土下料高度超过2m时,应采取防离析措施。
(3).冬期施工应采取防冻措施,混凝土拌合物的入模温度不得低于5℃。高温施工时混凝土浇筑入模温度不应高于35℃。雨季施工基坑或模板内采取防止积水措施,混凝土浇筑完毕应及时采取防雨措施。基础混凝土应根据季节和气候采取相应的养护措施。
(4).基础混凝土应一次浇筑成型,内实外光,杜绝二次抹面、喷涂等修饰。
(5).浇筑完成的基础应及时清除地脚螺栓上的残余水泥砂浆,并对基础及地脚螺栓进行保护。
(6).基础拆模时的混凝土强度应保证其表面及棱角不损坏。
(7).基础允许偏差:
孔径允许偏差:-50mm
孔垂直度允许偏差:小于桩长1%
孔深:不小于设计深度
立柱及承台断面尺寸允许偏差应为-0.8%
钢筋保护层厚度允许偏差应为-5mm
钢筋笼直径允许偏差应为±10mm,主筋间距允许偏差应为±10mm,箍筋间距允许偏差应为±20mm
钢筋笼长度允许偏差应为±50mm
同组地脚螺栓对立柱中心偏移允许偏差应为±8mm
整基基础中心位移,顺线路方向允许偏差应为±24mm,横线路方向允许偏差应为±24mm
地脚螺栓露出混凝土面高度允许偏差应为-5~+10mm
混凝土承台效果如图1-33所示。
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