鋼模制復合沉井基礎在輸電線路上的應用

王高益

(海南電力設計研究院，海口 570203)

0 前言

某牽引站220 kV 線路塔位處在軟弱地基，施工時會產(chǎn)生流砂，該選用何種基礎型式非常重要，根據(jù)比選的結果，本工程采用一種改進型的復合沉井基礎——鋼模制復合沉井基礎最經(jīng)濟、合適且便于運輸和施工安裝。本文對這種改進型復合沉井基礎在輸電線路上的應用進行分析。

1 復合沉井基礎的構成和原理

1.1 復合沉井基礎

沉井是一種井筒狀構造物，是利用人工或機械方法清除井內土石，借助井體自重及其它輔助措施而逐步下沉至設計標高，再澆筑混凝土封底并填塞井孔形成的構筑物基礎。復合沉井基礎屬于剛性基礎［1－3］。

1.2 復合沉井基礎的作用原理

復合沉井基礎的工作機理介于樁基與階梯式基礎之間的狀態(tài)，其上拔穩(wěn)定由基礎自重、臺階上的土重、井內填土重和沉井外壁與土壤間的摩阻力來平衡;下壓穩(wěn)定由沉井底面和上部臺階底板(沉井面積除外)的反力以及沉井外壁與土壤間的摩阻力來平衡;傾覆力矩由基礎自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來達到規(guī)定的穩(wěn)定安全要求［4］。

2 復合沉井基礎特點及適用條件

2.1 復合沉井基礎的特點

1)整體性強，穩(wěn)定性好，具有較大的承載面積，能承受較大的垂直和水平荷載。

2)施工工藝簡便，技術穩(wěn)妥可靠，并可做成補償性基礎，避免過大沉降，保證基礎穩(wěn)定性。

3)操作簡便，無需特殊的專業(yè)設備。

4)沉井既是基礎，又是施工時的擋土和擋水圍堰結構物，能防止地下水和地表水浸入基坑，特別是能阻擋流沙的流動，保證基坑成型，減少對軟土地基的擾動。

2.2 復合沉井基礎的適用條件

沉井基礎最適合在不太透水的土層中下沉，其易于控制沉井下沉方向，避免傾斜，主要運用在輸電線路工程中的下列情況［5］:

1)施工難度大的流砂和軟弱地層中。

2)在山區(qū)河流中，雖土質較好，但沖刷大，或河中有較大卵石不便樁基礎施工。遇到較大卵石時，可將基坑內卵石清除或者移入鋼模沉井中和混凝土一起作為沉井填充物。

3)巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深，采用擴大基礎施工圍堰有困難。

4)上部荷載較大，表層地基土承載力不足，而在一定深度下有較好的持力層，且與其它基礎方案相比較優(yōu)的。

3 鋼模制復合沉井基礎改進

3.1 鋼模制復合沉井基礎的改進點

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土制復合沉井基礎較重，運送到施工塔位會增加工程造價;灌注樁基礎也會增加造價［6－8］。鋼模制復合沉井基礎將沉井由傳統(tǒng)的薄壁鋼筋混凝土構造改采用拼裝焊接式鋼模構造，將鋼模切割成許多小的構件，不再需要修筑沉井和吊車進場道路以及吊裝沉井的作業(yè)平臺，為確保鋼模沉井的使用壽命，需要對鋼模進行防腐保護處理。兩種構造的復合沉井基礎可見圖1和圖2。

3.2 鋼模制復合沉井基礎實施法

1)根據(jù)計算原理確定鋼模式沉井基礎的設計周長和長度;

2)按照每層高度1 m 自下而上將沉井分為n層(依次為M1、M2……、Mn)，最后兩層取剩余高度的平均值，并做好標記;

圖1 薄壁鋼筋混凝土復合沉井基礎

圖2 鋼模制復合沉井基礎

3)根據(jù)每一層的沉井周長，按照每節(jié)重量不大于200 kg 的原則將每層沉井平均分割成n 節(jié)(依次為N1、N2……、Nn)，并做好標記;

4)采用人工搬運的方式，將鋼模各構件運抵塔位，然后按順序編號將各構件逐節(jié)逐層拼裝焊接;

5)按照一層一層下沉的方式開始施工，直至沉井下沉到設計深度。

4 結束語

綜上所述，輸電線路經(jīng)過施工難度大的流砂和軟弱地層等不良地質區(qū)域時，采用灌注樁基礎不一定是最佳選擇，采用復合沉井基礎會更加經(jīng)濟合理，尤其是采用本工程首創(chuàng)的鋼模制復合沉井基礎，可節(jié)省工程本體造價，環(huán)保效益和社會效益非常顯著。

［1］張殿生.電力工程高壓送電線路設計手冊(第二版)［M］.中國電力出版社，2003.

［2］DL/T 5219－2005，架空送電線路基礎設計技術規(guī)定［S］.

［3］DL/T 5024－2005，電力工程地基處理技術規(guī)定［S］.

［4］王純，李植本，趙楠.復合式沉井基礎的試驗研究［J］.河南電力，1999，9:14－17.

［5］吳健生，劉立橋.沉井法在輸電線路特殊地形基礎施工中的應用［C］.浙江省電力學會2012 年年會優(yōu)秀論文集，2012:157－162.

［6］余自驥.復合沉井基礎施工方法［J］.中國新技術新產(chǎn)品，2014，24:116－117.

［7］李耀麟，張立.半沉井式基礎設計與施工［J］.電力建設，2000，11:59－62.

［8］劉云飛.沉井與人工挖孔樁的施工控制［J］.安徽電力科技信息，2005，4:30－31.