覃國茂
摘 要:本文以馬來西亞500kV輸電線路工程作為研究案例。由于本工程位于熱帶雨林地區,沼澤地段較多,樁基礎比例大,再加上樁基礎技術要求高,因此在施工前必須根據設計要求及設備條件安排好工藝流程,并做好施工現場準備。結合歐標樁基礎設計的要求,進行詳細的談論,希望對于相關的人士給予學習有一定的幫助與指導。
關鍵詞:馬來西亞;輸電線路工程;樁帽
1 前言
馬來西亞500kV輸電線路C標工程是馬來西亞砂撈越州第一條500kV交流架空輸電線路,位于馬來西亞砂撈越州州府古晉附近,線路從Lachau 到Tondong變電站,長約141km的500kV三相雙回四分裂送電線路,線路途經地區35%為沼澤地段,樁基礎比例較大,基礎工程關系到鐵塔工程整體質量,所以輸電線路工程中做好基礎工程對整個電網穩定運行是基石。馬來西亞500kV輸電線路在沼澤地形上采用預應力樁基礎施工技術,且采用的歐標進行設計,掌握本工程樁基礎施工技術,對適應于歐標輸變電工程樁基礎施工起參考作用。針對這些筆者以下進行詳細的探討。
2 樁基礎施工設計
2.1 施工前現場勘測
在進行樁基礎施工前首先必須對地基進行勘查,查明施工場地的地形地貌;掌握場地的地形、構造情況及不良土質情況,每種土壤要做好記錄且標注每種土壤的厚度;查明施工場地內的工程水文地質情況,即地下水的水位、水質及其變化情況,同時地基勘查要求推確、細致,因此鉆孔布置要合理,要盡可能全面、準確地反映施工場地的實際情況,以便為施工提供準確依據。根據地勘數據設計出滿足荷載的樁基礎,因為每個基礎的地形不一樣,地勘數據也有差異,所以需要設計出針對每個基礎每個腿的樁點布置和樁的長度,從而進一步確認樁數量和樁帽的大小。
2.2 樁設計要求
預制混凝土樁應根據馬來西亞標準MS131-4:2004的規定進行設計,所有材料均應滿足ICE《打樁施工技術規范》。
地勘完成后,根據地勘資料進行設計,同時結合歐標部分規范要求即附表(附表參數只針對本工程)。
樁、樁帽和橫梁的凈重至少應為垂直抗拔極限荷載的28%。根據地勘資料和規范要求設計出滿足現場每個塔位的樁基礎,主要是對根據地勘數據設計出每個點的樁長度,再綜合最大荷載算出需要的樁的數量和樁帽的大小,其中樁的數量直接決定樁帽的大小。完成樁基礎設計前還要對樁的抗拔力、抗壓力等進行試驗,確保單位大小樁的摩擦系數等數據滿足設計要求。
2.3 樁基礎的試驗
樁基礎在施工前需要進行樁試驗以確保設計出來的抗拔抗壓系數安全,且試驗需用的樁和施工用的一致。試驗樁的抗拔力時,施加荷載至在30分鐘以上,且滿足下述要求才符合要求:
(1)樁位移小于25mm;
(2)樁移動應緩慢,確保速度小于0.25mm/h
(3)確保10分鐘鐘min后,卸掉所有的荷載,樁的位移小于10mm。
(4)所有的樁試驗結果變化系數(c.o.v)不得超過20%。
3 打樁施工技術
在樁基礎設計完成拿到工程師簽字蓋章施工圖后就可以準備現場施工的相關工作。打樁施工主要是以下幾大步驟。
3.1 樁材料運輸
運樁前應該仔細檢查樁的表面質量、尺寸以及出廠日期是否滿足設計要求,運樁時做到平穩放置,無大震動,樁堆放的地面應平穩、堅實。
3.2 測量放線定樁位
根據業主批準的樁基礎施工圖進行準確的測量,分別測量出基礎4個腿的樁點分布,確保每個腿點與點的間距滿足設計要求。根據塔位中心點作為中心測量點,由專職測量員用全站儀定出樁位,樁中心打入定位樁短鋼筋,周圍撒上白灰線作標志,便于打樁時樁位的查找。在施工中還需對樁點隨時檢查修整,確保樁位準確無誤。
3.3 打樁機就位
打樁設備進場后,在施工現場進行組裝調試,根據施工流程定位。施工現場因位于沼澤地區需要在樁機下面鋪設厚鋼板,保證樁機平穩;樁架直立垂直于地面。打樁施工前把樁機移至樁位中心,觀察水平儀和掛在打樁架上的線錘,調平機身,四周墊穩。以導樁器中心為準,用重錘對準樁中心,找準樁位。
3.4 樁起吊就位
當樁端距離樁機5m以內時,可將卷揚機鋼絲套在樁端0.2L(L為樁長)處單點起吊,待樁管基本垂直后再提升樁錘,并將樁頂喂入樁帽,然后扶正就位,使樁尖中心對準定位樁,使樁錘、樁帽和樁身在同一中心線上。當樁端距離樁機5m以外時,先由吊機運送至樁機前,再由樁機吊樁。當樁垂直地對準樁位中心落灰、白圈內時,緩緩放入插入土中,扣好樁帽后,微微起動打樁機,用樁錘輕壓,將管樁壓入土中后用雙向經緯儀調整樁身垂直度。
3.5 打樁的基本規定
(1)錘與樁之間應加設彈性墊,如硬木、麻袋等;
(2)樁錘與樁身應在同一中心線上工作;
(3)樁插入時的垂直度偏差不得查過樁徑的0.5%;
(4)打樁完成后需要檢查樁的完整性;
(5)要嚴格執行收樁規范要求,即最后10錘樁的貫入深度低于25mm。
4 打樁施工控制技術
為了有效地確保預制管樁的施工質量,通過結合本工程實踐,總結可著重從以下幾方面來控制施工質量。
4.1 樁采購保證措施
樁進場要有合格證,并逐節嚴格按要求進行驗收,發現不符合要求者,堅決不準進場。
4.2 樁堆放措施
堆樁場地要平穩堅實,不得產生過大的或不均勻沉陷。支點墊木的間距應與吊點位置相同,并保持在同一平面上,各層墊木應上下對齊處于同一垂直線上,最下層的墊木應適當加寬。堆放層數不宜超過六層。不同規格的樁應分別堆放,堆放位置和方法應根據打樁位置,吊運方式以及打樁順序等綜合考慮。
4.3 垂直度保證措施
樁架的基礎必須穩固,安裝必須周正、水平,錘擊管樁時,樁錘、樁帽、送樁器和樁身應在同一條中心線上。送樁時送樁器和樁身應在同一條中心線上。采用雙向經緯儀校正樁身垂直度。如發現垂直度超標,應及時調整、重新打樁。管樁施工過程中必須使管樁軸心受力,若有偏移應及時調整,確保垂直度偏差不大于0.5%。
5 樁帽施工技術
打樁完成后形成的樁點必須通過鋼筋混凝土澆筑才能形成一個完整的樁帽,且在澆筑前必須提前把預埋角鋼插入樁帽內。樁帽的大小是根據基礎需要承受的實際荷載進行確定的,通常直線塔只承受垂直荷載力所以樁帽較小,轉角塔受橫向荷載大所以樁帽較大。四個腿的是通過橫梁連接起來,確保四個樁帽整體平衡受力。本工程樁帽主體采用的是C30混凝土,墊層采用的是C15毛石混凝土澆筑50mm。
5.1 樁帽鋼筋綁扎
打樁完成后首先要把額外的樁割去,確保所有的樁點齊平且與地面保證一定的距離,確保樁帽鋼筋的綁扎,鋼筋的數量是根據樁帽的設計而確定的,本工程樁帽采用的是正方體,主要尺寸有3m×3m×1.5(直線塔),4.625m×4.625m×1.5m(轉角塔)。綁扎鋼筋時,應在底部設置墊塊,嚴禁將鋼筋骨架直接放置在淤泥層上。鋼筋間距允許偏差為10mm,骨架四角要抄墊平整,保護層允許偏差為+10mm至-5mm,中心位置允許偏差15mm。按照圖紙嚴格控制樁頭伸入樁帽內的長度為50mm。
5.2 預埋角鋼安置
鋼筋綁扎完成過程中預先把準備好的角鋼吊裝入鋼筋盒內,角鋼到基礎中心的距離即對角半跟開必須按照圖紙尺寸進行調整,測量人員要注意對角鋼的斜率、跟開、半跟開尺寸進行仔細核對,本工程跟開允許誤差是正負10mm,或者正負0.1%,對角跟開允許的誤差是正負15mm或者正負0.1%。根據設定好的尺寸后在角鋼的頂部需用臨時支架固定好角鋼,確保角鋼穩定牢固且在澆筑過程中不會發生位移。角鋼的底部需設置墊塊,確保角鋼穩定。
5.3 樁基礎模板的安裝
模板安裝必須穩固牢靠,接縫(包括底面縫隙)必須封堵嚴密,不得漏漿。模板與混凝土的接觸面必須清理干凈并涂刷脫模劑。同一樁帽模板頂面相對高差最大允許偏差5mm,相鄰樁帽板高差允許偏差150mm,模板內側寬度允許偏差+10mm至-5mm。長寬尺寸允許偏差+30mm。
5.4 澆筑震搗
澆筑混凝土前,模板內的積水和雜物應該清理干凈。然后請現場工程師檢查,合格后方可澆筑混凝土。進行震搗的時候,不得碰撞模板、鋼筋。每一震點的震搗持續時間宜為20~30s,以混凝土不再沉落,不出現氣泡,表面呈現浮漿為度。震搗移動間距不宜大于震動器作用半徑的1.5倍,確?;炷恋臐仓|量。同一樁帽混凝土澆筑必須連續進行。如因故停歇,必須清除掉模板內混凝土重新澆筑震搗。
5.5 拆模驗收
樁帽澆筑完成24h后在工程師見證下進行拆模,拆模后確保混凝土結構表面應嚴實平整、顏色均勻,不得有露筋、蜂窩、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
5.6 樁基礎的回填
四個基礎和橫梁澆筑完成后通知業主進行驗收,驗收過程中要對跟開,半跟開,對角跟開進行檢查,確保滿足設計規范要求。同時對基礎進行回填,回填過程中要注意保護好橫梁的完整,且必須把橫梁全部用土壤覆蓋,對回填的部位每300mm要進行夯實。
6 結束語
綜上所述,樁基礎是用承臺或梁將樁聯系起來以承托基礎以上荷載的一種基礎型式。樁的形式主要有斜樁和直樁。在鐵塔基礎中主要是通過系梁把四個基礎承臺連續起來從而行成一個成體受力平臺。因此加強樁基礎施工前和施工過程中質量監督,加強對樁基礎地基的處理,是提高輸電線路質量的重要辦法,也是提高輸電線路安全性和輸電穩定性。
參考文獻
[1]莊泳林.架空輸電線路工程大跨越基礎施工技術研究[J].中國高新技術企業,2016,(3):23-24.
[2]徐巖.電力工程輸電線路施工技術要點探析[J].低碳世界,2016,(4):35-36.
[3]趙貞欣,武坤,吳曉鋒.架空輸電線路盤樁基礎技術規范解讀[J].智能電網,2016,(3):29-30.
(作者單位:中國水利水電第七工程局有限公司機電安裝分局)