2000年以来,新疆电力系统在220kV送电线路中广泛使用了铁塔基础钻孔灌注桩技术,经过施工,降低了成本,增强了铁塔的稳定性,并在各个工序中积累了一定经验。
1. 施工条件
仅在托—库220kV送电线路铁塔基础7基、喀—莎220kV送电线路铁塔基础4基、轮—库220kV送电线路铁塔基础4基、15基铁塔基础均位于河漫及沼泽地带,地层为黄土及中砂、粗砂、卵砾石层。钻孔结构为孔径1.2m,孔深7.5~11.5m,桩长8~12m,属摩擦桩型。
2. 成孔技术
设备。施工高压送电线路铁塔基础灌注桩,有专门的灌注桩施工设备,因无自走功能,无法满足流动性大、搬迁频繁的需要,针对这一特点,应选用车载式钻井机。由于灌注桩的孔径大,要求泥浆的排量也要大,选用3PNL型立式泥浆泵,基本上能满足成孔的需要。
钻头。钻孔灌注桩的铁塔基础,地层为中砂、粗砂及粒径小于6cm的砾石层,比较松散。选用梳齿型钻头,既能满足钻孔需要,又能提高钻孔效率。
泥浆。铁塔基础灌注桩的钻孔,主要孔壁失稳,地层为中砂、粗砂及卵砾石层,多为无泥质充填,极易发生扩径坍塌,要求泥浆必须具有良好的护壁性能。此外,由于钻孔孔径较大,成孔速度快,出渣量大,要求泥浆具有良好的携带钻渣能力,以便更有效地清除孔底钻渣,提高效率。泥浆主要指标控制为密度1.05~1.10kg/L,漏斗粘度25~30s,失水量18ml/30min以下。
挖埋护筒。在钻孔前,必须先挖埋护筒。护筒用厚6mm钢板卷制,长1.5m,直径比钻头达0.1~0.2m,坚固、耐用、不变形。埋设时,以测定的桩位为中心,挖出基坑,放入护筒后,找准位置,周围埋实固定。
3. 制笼与安装
制笼。制笼是将钢筋笼制成一个整体笼,钢筋笼制作偏差控制在:主筋间距 ±10mm、箍筋间距 ±20mm、钢筋笼直径 ±10mm、钢筋笼长度 ±100mm。所有钢筋的接触点焊接,声波检测管平行的焊接在笼内直径的两个端点,并按设计要求安放砼保护层垫衬板。
安装。安装钢筋笼时用吊车整体吊垂直后下入孔内,找准位置后,牢固固定在护筒上。
4. 砼灌注
清孔。钢筋笼下入井内并固定牢,砼灌注前,必须进行清孔。对细颗粒地层桩采用清水或稀泥浆正循环即可,但砾石层桩应采用泵吸反循环清孔,清孔时间为1~2小时,清孔后检测孔深,直至孔底无沉渣或沉渣厚度小于300mm。
安装导管。导管选用内径203mm、壁厚6mm、长度为1.5~3m的无缝管,子母扣连接头,此种导管密封性能好,牢固不变形。安装导管时,以事前排好的顺序依次连接,导管下口距孔底的高度控制在0.5m左右,以保证隔水塞和混凝土的顺利排出及初灌后导管底部有足够的埋深。导管上部所接的料斗以钻机、卷扬机吊牢并固定,使导管在钢筋笼的中心位置。
砼的搅制。根据高压送电线路铁塔基础灌注桩的特点,采用现场搅制的方式,现场配
备两台350型搅拌机,对水泥、砂、石等料,严格按规定配方上料,控制搅拌时间,充分搅拌均匀后,出料至储料斗后进行灌注。
砼灌注。灌注桩的砼灌注施工必须连续紧凑,砼灌注前必须对现场设备进行严格检查,防止带“病”作业;必须对现场人员进行严格分工,各项准备工作就绪后,方可进行灌注作业。灌注过程中,现场须有专人负责协调、指挥,并及时检测孔内砼灌注情况,确定取管深度及时间,当砼灌出地面后,集中人力,迅速提出导管,拆除设备,为做桩头做好准备。
5. 做桩头
铁塔基础桩与桥梁桩不同,它要求桩头与桩身必须一体,一次浇筑完成。因此,在砼灌注止地面后,必须迅速破桩头,清除桩头的沉渣、浮泥、污染的砼,测定、支固模板,测定地脚螺栓,浇注桩头。
6. 施工经验
护筒的平面位置和垂直度准确与否,对成孔、成桩的质量都有重要影响。护筒埋设时,中心轴线应对正测量标定的桩位中心,钻机转盘的中心也应与测量标定的桩位中心对应,其偏差不大于5cm。
铁塔基础的质量要求比较严格,不宜夜间灌注砼,一般是一天成孔、安装钢筋笼,一天灌注砼。
钻孔钻掘岩土体积大,地层松散,易坍塌,抓好泥浆的使用尤为重要,保证泥浆较小
的失水量和良好的钻渣携带能力,使用大排量的泥浆泵,使孔内泥浆有足够的上返速度。
铁塔基础的4组地脚螺栓位置要求特别严格,钢筋笼与地脚螺栓的位置及高度必须使用经纬仪进行测定。特别是在做桩头时,测定、支固模板及测定地脚螺栓需要的时间比较长,最好是安排在上午进行砼的灌注,这样就可有足够的时间做桩头,以确保质量。
砼灌注过程中,必须由专人负责监督上料,测定砼的塌落度,测量导管内、外砼面高度,确定提管长度、时间,避免发生质量及顶笼等事故。□
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