摘 要：樁基礎(chǔ)是常見(jiàn)基礎(chǔ)類型的一種，具有承載力高、沉降量小且均勻的特點(diǎn)，能夠承受垂直負(fù)荷、水平荷載和抗上拔力大的作用，在建筑基礎(chǔ)施工中得到廣泛的應(yīng)用。在高壓輸電線路中，灌注樁基礎(chǔ)也是一個(gè)重要的分項(xiàng)工程。通常桿塔位于跨河地段的軟弱地基或者無(wú)法采用大開(kāi)挖基礎(chǔ)時(shí)，考慮采用此類形式的基礎(chǔ)。對(duì)于工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，正確理解和掌握樁基的傳力原理、施工工藝與檢測(cè)，有利于提高他們對(duì)施工過(guò)程的控制水平，同時(shí)增加管理人員的知識(shí)儲(chǔ)備，提高施工工藝水平和施工質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)工程創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)的關(guān)鍵因素。本文主要依托500 kV 蒲撫送電線新建工程T68#灌注樁基礎(chǔ)施工，闡述使用沖擊鉆進(jìn)行大孔徑嵌巖灌注樁施工方法，探討和研究施工工藝，保證工程施工質(zhì)量，降低了成本，增強(qiáng)鐵塔的穩(wěn)定性，并總結(jié)施工方法和積累經(jīng)驗(yàn)。

　　關(guān)鍵詞：大孔徑灌注樁 嵌巖樁 沉樁

　　1.工程概況

　　500kV 蒲撫送電線新建工程位于遼寧省境內(nèi)，起于500 kV撫順變電站，終止于500kV蒲河變電站，線路沿線分屬撫順、鐵嶺和沈陽(yáng)三個(gè)地區(qū)。線路全長(zhǎng)88.2km，為500kV雙回線路工程。其中在高灣開(kāi)發(fā)區(qū)的2.2km線路，因受規(guī)劃路徑的限制，沿河設(shè)計(jì)多個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)角，均采用鋼管塔。根據(jù)設(shè)計(jì)單位地質(zhì)報(bào)告說(shuō)明，此段地下巖層較淺，配置嵌巖灌注樁基礎(chǔ)，直徑均在1.6米～2.0米之間。提高基礎(chǔ)抗上拔力的作用，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

　　2.施工中遇到的問(wèn)題

　　2.1施工中客觀存在的問(wèn)題

　　500kV蒲撫送電線新建工程T68#鐵塔為SNT-60米型，右轉(zhuǎn)22°43′06″，全高近100米的轉(zhuǎn)角耐張塔，小號(hào)側(cè)檔距809m，大號(hào)側(cè)檔距僅為210m，A、B、C均為拉腿，角外側(cè)腿受力與終端塔相似，需要承受較大的上拔力，以保證鐵塔結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定。但是T68#鐵塔位于撫順渾河邊，距離河堤內(nèi)側(cè)人工修筑的堤壩邊不足1.5m，A、B腿在河堤下外露4m，C、D腿在河堤上。此處為撫順極地海洋館旅游規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門(mén)不允許澆制大承臺(tái)或修砌大護(hù)坡等，要求施工后恢復(fù)地表原貌，保證旅游開(kāi)發(fā)環(huán)境不受影響。因此設(shè)計(jì)采用大直徑單樁灌注樁形式，單腿使用12根地腳螺栓呈圓形與鐵塔連接，塔腳板直接安裝在基礎(chǔ)頂斜面上。

　　在遼寧電力設(shè)計(jì)院提供的地址勘察報(bào)告中，塔位基面下7.5m左右遇巖石，巖石為較硬的微風(fēng)化黃岡巖，因此設(shè)計(jì)將每根樁分為兩部分，上半段即非巖石層采用常規(guī)設(shè)計(jì)，下半段即巖石層采用嵌入設(shè)計(jì)，施工同時(shí)下沉樁封水，使樁內(nèi)處于清水狀態(tài)或無(wú)水狀態(tài)。

　　2.2施工中技術(shù)能力及對(duì)設(shè)備的需求

　　東電送變電公司是國(guó)家電力施工一級(jí)資質(zhì)，有較強(qiáng)的施工隊(duì)伍和技術(shù)人才，具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和較高的管理水平。在國(guó)內(nèi)外承擔(dān)過(guò)許多重大的電力施工項(xiàng)目，都能夠出色的完成施工任務(wù)，積累了大量的施工經(jīng)驗(yàn)，有能力完成本工程的嵌巖樁施工。

　　在以往的送電線路施工中，一般樁孔直徑都在800～1500mm，T68#鐵塔基礎(chǔ)樁孔徑為2000mm，在沈陽(yáng)和撫順地區(qū)能夠鉆這樣大孔徑的設(shè)備較少，需要尋找新設(shè)備。

　　3.施工過(guò)程的管理

　　3.1與設(shè)計(jì)單位溝通

　　嵌巖灌注樁基礎(chǔ)在送電線路基礎(chǔ)工程中較少，東電送變電工程公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門(mén)高度重視，多次組織送電專家到現(xiàn)場(chǎng)了解情況，綜合分析問(wèn)題，研究施工工藝及設(shè)備的選擇。并與設(shè)計(jì)單位溝通，并對(duì)施工工藝進(jìn)行討論研究，選擇滿足施工的機(jī)械設(shè)備。

　　3.2鉆孔設(shè)備的選擇

　　設(shè)備選擇初期，技術(shù)人員提出了多種施工方案，主要停留在是否使用壓輪鉆還是繼續(xù)施工沖擊鉆的討論中。倘若使用壓輪鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，則需要尋找設(shè)備，同時(shí)要尋找具有相應(yīng)資質(zhì)和施工能力的單位進(jìn)行專業(yè)施工。若使用沖擊鉆進(jìn)行鉆孔，則比較常規(guī)，我們有現(xiàn)成的機(jī)械設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員和技術(shù)人員。選用后者只需要對(duì)鉆頭進(jìn)行改進(jìn)和更換，成本較小。經(jīng)過(guò)相互比較，最終決定使用現(xiàn)有設(shè)備，經(jīng)過(guò)適當(dāng)改造后進(jìn)行施工。即利用現(xiàn)有沖擊鉆，租用大孔徑的普通鉆頭和重錘式鉆頭各一個(gè)。既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，在保證施工質(zhì)量和安全的同時(shí)為公司節(jié)省施工成本。

　　4.施工前的準(zhǔn)備

　　4.1測(cè)量分坑

　　開(kāi)工前，首先對(duì)塔位中心樁、方向樁進(jìn)行復(fù)核，按照二分之一角平分線進(jìn)行分坑。

　　4.2坑口護(hù)筒埋設(shè)

　　埋設(shè)坑口護(hù)筒是鉆孔之前重要的工序之一，坑口護(hù)筒是用鋼板制作的圓形長(zhǎng)筒，一般厚度4～8mm，長(zhǎng)2～3m，埋設(shè)在樁位上。它的作用是固定樁位，保證樁孔不致坍塌，同時(shí)使孔內(nèi)泥漿高出施工水位，保證孔內(nèi)水位壓力，穩(wěn)固孔壁以防止塌孔。護(hù)筒內(nèi)徑一般要比樁徑稍大一些。T68#鐵塔基礎(chǔ)樁孔徑為φ2.0m，采用沖擊鉆沖擊成孔方式，所以需要用φ2.1m內(nèi)徑的護(hù)筒。護(hù)筒埋設(shè)根據(jù)分坑情況，選擇好鉆機(jī)位置，鉆機(jī)就位后，利用鉆機(jī)起吊裝置將護(hù)筒吊入孔中，高出施工基面0.3m以上，夯實(shí)周邊土。保證護(hù)壁在鉆孔過(guò)程中不至于偏位，并垂直度進(jìn)行一次復(fù)核，發(fā)現(xiàn)偏差即使糾正。護(hù)筒平面位置應(yīng)埋設(shè)正確，偏差不宜大約2cm;護(hù)筒傾斜度不應(yīng)大于1%。

　　4.3鉆機(jī)就位

　　安裝鉆機(jī)前要對(duì)基面進(jìn)行整平，搭建工作平臺(tái)，保證設(shè)備就位后的穩(wěn)定性和平整度，使操作時(shí)不至于發(fā)生位移或者搖晃，并用砂袋在設(shè)備外圍進(jìn)行保護(hù)，防止汛期河道漲水將設(shè)備沖走。鉆機(jī)后部要用地錨錨固，防止移錘出渣時(shí)鉆架前移，而造成斜孔或偏孔。開(kāi)鉆前，應(yīng)先檢驗(yàn)鉆頭直徑是否復(fù)核設(shè)計(jì)要求，然后根據(jù)四角控制拉好的“十字線”對(duì)準(zhǔn)樁位，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員核查，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可開(kāi)始進(jìn)行鉆孔。鉆孔過(guò)程中鉆孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁中心，并在鉆孔過(guò)程中經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正。

　　4.4泥漿制備

　　泥漿的原料采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土，在原地修筑泥漿池造漿，為防止泥漿外滲，可在泥漿池內(nèi)側(cè)襯一層土工布或塑料布。泥漿具有防止塌孔，懸浮鉆渣、冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆頭、增大靜水壓力并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流的作用。泥漿比重小，容易出現(xiàn)塌孔，護(hù)壁效果差;泥漿比重大，影響鉆孔速度和泥漿的利用。根據(jù)工程實(shí)際情況，由實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)后提供各項(xiàng)指標(biāo)，調(diào)制成的泥漿，一般性能指標(biāo)控制在：比重1.08～1.25，粘度19Pa·S～28Pa·S，含砂率小于4%，pH=7～10。另外為了防止因泥漿比重大而引起“糊鉆”現(xiàn)象的發(fā)生，摻加外加劑燒堿0.1%，提高泥漿的粘度和膠體率，改善泥漿性能，增加了鉆孔進(jìn)尺速度。為保證成孔速度和質(zhì)量，施工中應(yīng)該隨著孔深度的增加，即使調(diào)整泥漿的性能，并連續(xù)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，防止孔壁塌方。

　　4.5制作沉樁

　　沉樁制作時(shí)，采用大直徑鋼板制作圓形(內(nèi)徑2m，壁厚12mm)，施工時(shí)沉至巖石層頂面，對(duì)孔壁進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù)。A、B腿沉至自然地面下7.6m，C腿沉至自然地面下12.8m，D腿沉至自然地面下12.5m。沉樁的內(nèi)壁大于孔徑10～50mm之間，在沉樁下端口應(yīng)做利于切入巖土層的加強(qiáng)處理。

　　5鉆孔

　　5.1 非巖石層鉆孔

　　在鉆機(jī)就位等前期準(zhǔn)備工作完成后開(kāi)始鉆孔，非巖石層采用常規(guī)方法，懸掛直直徑2.0m大直徑鉆錘進(jìn)行鉆孔。鉆機(jī)架必須始終保持平穩(wěn)且立于樁位，鉆錘中心要與樁柱中心重合;為補(bǔ)償鉆架吊錘時(shí)前部出現(xiàn)的下沉，墊塞鉆架時(shí)，要讓鉆架前部高于后部，使鉆架橫梁上鉆繩滑輪槽口向后10cm左右。在鉆孔過(guò)程中，嚴(yán)禁沖錘在樁孔內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留，停工時(shí)必須將沖錘提出孔口。當(dāng)開(kāi)始鉆孔時(shí)應(yīng)低錘勤擊。遇到淤泥、細(xì)砂等軟弱土層，加小塊片石和粘土0.5m左右的深度，干打1m左右，反復(fù)沖擊造壁，以使護(hù)筒腳密實(shí)。一般粘土和亞粘土，開(kāi)鉆時(shí)無(wú)需加土，既可放水濕打使其成漿，并在鉆進(jìn)的同時(shí)向樁孔內(nèi)補(bǔ)充進(jìn)水，使樁孔內(nèi)不斷溢出泥砂水，以防止吸錘和減少出渣次數(shù)。

　　5.2安裝沉樁

　　待鉆孔到巖石層后，復(fù)核成孔深度，滿足設(shè)計(jì)要求，請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理進(jìn)行簽證，然后安裝預(yù)先制作好的沉樁。沖孔直徑比沉樁外徑直徑略小，待成孔深度到位后，再將沉樁按照要求安裝沉樁。應(yīng)利用吊車吊裝到孔口上方，緩慢放入孔中，要靠沉樁重力使其緩慢下沉。在下沉過(guò)程中，要防止沉樁傾斜，發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)矯正。待沉樁不能下沉?xí)r，可用重錘等設(shè)備在頂面進(jìn)行擊打，使沉樁底與巖層緊密結(jié)合，防止樁端口與基巖面之間有泥沙、碎石等滲涌入時(shí)，應(yīng)在采取密封技術(shù)措施后，再進(jìn)行鉆孔，它解決得好壞，措施得當(dāng)與否，對(duì)工程的進(jìn)展和質(zhì)量影響很大，若不采取有效的密封處理，將會(huì)使樁下大量泥沙和碎石涌入，發(fā)生卡鉆、埋鉆等嚴(yán)重事故，以致延誤工期和灌注混凝土質(zhì)量的下降。最后檢查沉樁底端是否有鋼板卷邊現(xiàn)象，若護(hù)板下端卷邊，可采用直接利用沖錘進(jìn)行切削處理。

　　5.3巖石層鉆孔

　　沉樁安裝完成后，泥漿即可停止循環(huán)，使用小徑實(shí)心重錘對(duì)巖石層進(jìn)行鑿巖鉆孔。由于巖石層的微風(fēng)化花崗巖比較硬，沖擊鉆進(jìn)尺緩慢，所以在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)排渣，使鉆錘經(jīng)常沖擊新鮮巖層。當(dāng)進(jìn)尺十分緩慢的情況下，先采用小口徑重力式鉆頭進(jìn)行鉆孔，待鉆到設(shè)計(jì)深度是，進(jìn)行2～3次擴(kuò)孔的方法，完成巖石層的樁孔，使其滿足設(shè)計(jì)的要求。

　　6清孔、鋼筋籠吊裝及樁體澆制

　　6.1采用空壓機(jī)清孔

　　導(dǎo)管未送氣時(shí)，不可將導(dǎo)管插入孔底，應(yīng)離孔底泥漿層2m左右，以防泥漿沉淀而堵塞氣管。

　　當(dāng)清孔開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先送水后送氣，嚴(yán)格保證孔內(nèi)水位。

　　清孔過(guò)程中，應(yīng)視出渣濃度慢慢下放導(dǎo)管，當(dāng)導(dǎo)管下放至孔底0.5米時(shí)，要將導(dǎo)管前后左右移動(dòng)，但移動(dòng)時(shí)要避免碰孔壁。

　　當(dāng)孔內(nèi)排出的泥漿用手觸及無(wú)粗粒感覺(jué)，成清水狀態(tài)時(shí)方可滿足嵌巖樁的施工要求。清孔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,盡快轉(zhuǎn)移鉆機(jī)進(jìn)行后續(xù)工序。

　　6.2鋼筋籠吊裝

　　本基礎(chǔ)鋼筋籠分兩段，先將如巖石部分鋼筋籠吊裝，安裝后檢查安裝位置，合格后方可安裝上半段的大鋼筋籠。

　　鋼筋籠吊裝入孔時(shí)應(yīng)防止碰撞護(hù)筒和損傷孔壁，并確保鋼筋籠軸線與樁孔軸線重合。為此可在孔壁對(duì)稱掛四根鋼管或按設(shè)計(jì)要求設(shè)置混凝土墊塊，鋼筋籠應(yīng)正直慢慢下落到規(guī)定位置，待灌注混凝土能確保鋼筋位置時(shí)，再將導(dǎo)向鋼管提出。

　　6.3水下灌注混凝土

　　6.3.1水下澆筑混凝土的準(zhǔn)備

　　①鋼筋籠吊裝完畢，且作隱蔽工程驗(yàn)收合格后方可澆注水下混凝土。

　　②預(yù)先在具備合格資質(zhì)的預(yù)攪拌商品混凝土公司按照設(shè)計(jì)要求簽訂訂貨協(xié)議。

　　③用的隔水球應(yīng)有良好的隔水性能，做到能順利排出。

　　④使用前應(yīng)試拼裝、試水壓。試水壓力為0.6～1.0MPa。導(dǎo)管提升時(shí)，不得掛住鋼筋籠。

　　6.3.1澆注混凝土的封水施工

　　①為保證初灌成功，應(yīng)制作容積不小于3m³的漏斗，至于導(dǎo)管口，儲(chǔ)蓄初灌水泥。

　　②使隔水栓能順利排出，導(dǎo)管底部至孔底距離宜為300～500mm。

　　③應(yīng)有足夠的混凝土的儲(chǔ)備量，壓水過(guò)程混凝土澆注不得中斷，使導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面下0.8～1.2m。壓水沖灌所需最小混凝土量應(yīng)以計(jì)算確定。

　　④沖灌后應(yīng)用測(cè)繩實(shí)測(cè)灌注深度，并計(jì)算相應(yīng)埋管深度，壓水沖灌混凝土是水下澆注混凝土的關(guān)鍵，其成功的標(biāo)志是澆注混凝土后導(dǎo)管內(nèi)沒(méi)有水。

　　6.4混凝土的灌注

　　①壓水沖灌成功后繼續(xù)將混凝土從導(dǎo)管向孔內(nèi)澆灌，隨混凝土的上升，應(yīng)適當(dāng)提升和拆卸導(dǎo)灌。提管時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)管始終埋入混凝土±1.5～2m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面。混凝土灌注過(guò)程，應(yīng)設(shè)專人經(jīng)常測(cè)量導(dǎo)管的埋深。

　　②混凝土澆注過(guò)程中，每拆除一節(jié)導(dǎo)管，同時(shí)計(jì)算一次樁徑。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土面的高差，填寫(xiě)水下混凝土澆注記錄。水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的澆注時(shí)間按初盤(pán)混凝土的初凝時(shí)間控制。

　　③為保證樁頂澆制質(zhì)量，破樁頭長(zhǎng)度不小于1.2m。當(dāng)用空壓機(jī)清孔時(shí)，混漿層高度可以減少至0.6m左右。在鋼護(hù)筒未拔出前，先用人工將混凝土挖出，調(diào)整好樁頭護(hù)筒中心及地腳螺栓，在按照掏挖基礎(chǔ)施工的方法進(jìn)行施工，并保證振搗質(zhì)量。

　　④混凝土灌注到地面后應(yīng)清除樁頂部浮漿層安裝樁頭模板，找正和安裝地腳螺栓，清除灌注樁頭混凝土。樁頭模板與灌注樁直徑應(yīng)相吻合，地面以上樁基礎(chǔ)應(yīng)達(dá)到表面光滑、工藝美觀。

　　7養(yǎng)護(hù)及拆模

　　7.1基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)

　　用適當(dāng)?shù)牟牧蠈?duì)混凝土加以覆蓋或者適當(dāng)澆水，使混凝土在一定的溫度與濕度條件下，逐漸硬化。養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)在澆完后十二小時(shí)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于五晝夜。

　　7.2拆模

　　混凝土強(qiáng)度達(dá)到300N/cm²可拆除模板，拆模時(shí)，必須請(qǐng)項(xiàng)目部及監(jiān)理工程師檢驗(yàn)。

　　7.3試塊制作

　　在砼灌注過(guò)程中，按每根樁隨機(jī)制作1組砼試塊，并在同條件下養(yǎng)護(hù)，其28天抗壓強(qiáng)度值作為砼評(píng)定依據(jù)。

　　7.4檢驗(yàn)樁

　　尋找具有合格樁檢驗(yàn)資質(zhì)的單位進(jìn)行檢驗(yàn)，并出具檢驗(yàn)報(bào)告。

　　8.結(jié)束語(yǔ)

　　在送電線路中，灌注樁基礎(chǔ)使用已經(jīng)非常廣泛，它結(jié)構(gòu)上和施工上的優(yōu)越性越來(lái)越明顯，本文主要是依托500 kV 蒲撫送電線新建工程，同大家一起研究利用沖擊鉆完成大孔徑嵌巖灌注樁基礎(chǔ)的施工方法。正確理解和掌握樁基的傳力原理、施工工藝與檢測(cè)，提高技術(shù)人員對(duì)施工過(guò)程的控制水平，增加管理人員的知識(shí)儲(chǔ)備，提高施工工藝水平，保證成樁施工質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)工程創(chuàng)優(yōu)的目標(biāo)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]李慶林 架空送電線路施工手冊(cè) 北京，中國(guó)電力出版社，2002

　　[2]筑龍網(wǎng)主編 建筑樁基施工技術(shù)案例精選 北京，中國(guó)電力出版社，2009

　　[3]張惠 巖石鉆鑿設(shè)備 北京，人民交通出版社，2009.3