擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁在特高壓線路工程中的應(yīng)用

馬葉

【摘要】隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力工業(yè)的進(jìn)步日新月異。電網(wǎng)建設(shè)方面需要更高電壓等級(jí)的輸電技術(shù)，以便使我國(guó)的資源開(kāi)發(fā)更為合理，所以發(fā)展特高電壓直流輸電是必要的，是符合國(guó)家和社會(huì)需要的。輸電線路中基礎(chǔ)是鐵塔和地基之間的連接構(gòu)件，是輸電線路體系重要的組成部分。基礎(chǔ)的合理選型直接決定了設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，合理的基礎(chǔ)型式，可以有效的控制工程造價(jià)，縮短工程建設(shè)周期，延長(zhǎng)工程的合理壽命，保證可靠的線路運(yùn)行安全，降低對(duì)自然環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)資源效益的可持續(xù)發(fā)展。擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁基礎(chǔ)作為一種新型基礎(chǔ)在超高壓線路工程中逐漸被廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁；豎向承載力高；抗震性能好；受荷變形小

【Abstract】With the rapid development of China's national economy， the progress of the power industry is changing with each passing day. Power grid construction needs higher voltage level transmission technology， so that China's resource development is more reasonable， so the development of UHVDC is necessary， is in line with national and social needs. The foundation of the transmission line is the connection between the tower and the foundation， which is an important part of the transmission line system. The rational selection of the foundation directly determines the merits of the design， reasonable basic type， can effectively control the project cost， shorten the construction period， extend the project's reasonable life， ensure reliable line operation safety， reduce the destruction of the natural environment， To achieve the sustainable development of resource efficiency. The pile foundation is a new type of foundation which has been widely used in EHV line engineering.

【Key words】Extrusion bearing piles；Vertical bearing capacity；Good seismic performance；Small load deformation

1. 前言

（1）輸電線路中基礎(chǔ)是鐵塔和地基之間的連接構(gòu)件，是輸電線路體系重要的組成部分。基礎(chǔ)的合理選型直接決定了設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，合理的基礎(chǔ)型式，可以有效的控制工程造價(jià)，縮短工程建設(shè)周期，延長(zhǎng)工程的合理壽命，保證可靠的線路運(yùn)行安全，降低對(duì)自然環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)資源效益的可持續(xù)發(fā)展。

（2）送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣關(guān)系整條線路的安全運(yùn)行，一旦某個(gè)鐵塔基礎(chǔ)出現(xiàn)塌陷、滑坡和基礎(chǔ)自身破壞等安全事故，整條線路運(yùn)行將面臨癱瘓。由于高壓（如±800kV輸電線路）輸電線路本身的重要性，其承擔(dān)了十分巨大的輸電量，因此針對(duì)不同的基礎(chǔ)負(fù)荷、地質(zhì)及地形條件因地制宜選擇基礎(chǔ)型式，不僅降低了工程成本，而且為線路的安全運(yùn)行提供了必要的保障。

（3）同時(shí)，不同的基礎(chǔ)型式具有不同的特點(diǎn)，承載能力、材料耗量、土石方量以及對(duì)環(huán)境的影響等各不相同；工程建設(shè)會(huì)不可避免的將對(duì)自然環(huán)境造成破壞，這需要設(shè)計(jì)根據(jù)塔位不同的地質(zhì)、地形及周邊環(huán)境因地制宜選擇基礎(chǔ)型式，充分利用每個(gè)基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)，減少土石方量，并應(yīng)在施工完成后采取有效措施恢復(fù)自然面貌，將工程對(duì)環(huán)境的影響減小到最小程度。而擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁基礎(chǔ)作為一種新型基礎(chǔ)在特高壓線路工程中逐漸被廣泛的應(yīng)用。

2. 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的特點(diǎn)及承載機(jī)理

（1）擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁由主樁、承力盤(pán)及分支組成，見(jiàn)圖1所示。在鉆孔結(jié)束后，下入液壓擠擴(kuò)機(jī)，在適當(dāng)位置對(duì)鉆孔周?chē)馏w施以三維靜壓，擠擴(kuò)形成承力盤(pán)或分支。一個(gè)承力盤(pán)面積是主樁截面的6～7倍。灌注混凝土后，樁身和承力盤(pán)、分支緊密結(jié)合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力作用（擠擴(kuò)支盤(pán)樁示意圖見(jiàn)圖1）。

（2）擠擴(kuò)支盤(pán)樁通過(guò)沿樁身不同部位設(shè)置承力盤(pán)或分支，變普通摩擦樁為變截面多支點(diǎn)的摩擦端承樁，從而改善了樁受力機(jī)理。具有抗震性好，沉降變形小的優(yōu)點(diǎn)。支盤(pán)機(jī)擠擴(kuò)形成承力盤(pán)及分支的同時(shí)，改善了地基土的工程性能，使承力盤(pán)周?chē)?.0米范圍內(nèi)土的干密度提高15～20%，適用于非飽和粘性土、砂性較大的粘性土、粉土、砂土、卵礫石、風(fēng)化巖層等支盤(pán)能成型的塔位。

（3）擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁對(duì)不同土質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，成樁工藝適用范圍廣，受力機(jī)理明確，豎向承載能力高，受荷變形小，抗震性能良好，可使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案憂化。擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁經(jīng)過(guò)擠密的周?chē)馏w與腔內(nèi)灌注的鋼筋砼樁身、支盤(pán)緊密的結(jié)合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力的作用，提高了樁的側(cè)摩粗力和支承阻力，從而使樁承載力大幅度增加。

（4）擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁由于其獨(dú)特的技術(shù)形式，可有效縮短工期，節(jié)省原材料30%-50%，致使工程造價(jià)大幅度降低，可改良施工作業(yè)環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，且工程質(zhì)量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)工作安全度高。

（5）由于該技術(shù)可大幅度提高樁基承載力，在工程中節(jié)約了建筑材料并減少工程量約50%，減少樁基完成后形成的棄土量。因此，該技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，在保證質(zhì)量的前提下節(jié)約工程投資（約25%），縮短工期。

3. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

（1）通過(guò)擠擴(kuò)支盤(pán)樁在某特高壓線路工程中的實(shí)際應(yīng)用，以上述基礎(chǔ)作用力為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。

（2）以下計(jì)算結(jié)果中的材料量及費(fèi)用均按單基塔基基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化計(jì)算原則是在滿(mǎn)足施工工藝要求的前提下，以費(fèi)用最省為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化（支盤(pán)樁和灌注樁材料量和造價(jià)比較見(jiàn)表1）。

（3）從上表可以看出，支盤(pán)樁基礎(chǔ)可以達(dá)到減小樁徑、樁長(zhǎng)的效果，支盤(pán)樁基礎(chǔ)較等直徑灌注樁基礎(chǔ)，在直線塔中減少混凝土用量約10%左右，造價(jià)節(jié)省約9%～10%；在轉(zhuǎn)角塔中減少混凝土用量約10%左右，造價(jià)節(jié)省約7%～8%。由此可見(jiàn)，在特高壓線路中應(yīng)用支盤(pán)樁群樁基礎(chǔ)能夠有效的節(jié)省基礎(chǔ)鋼筋和混凝土用量，從而降低基礎(chǔ)造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）由于擠擴(kuò)支盤(pán)樁基礎(chǔ)在施工時(shí)需要使用到擠擴(kuò)裝置，對(duì)施工設(shè)備和交通條件有較高的要求。因此，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在有條件的塔位使用。

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)特高壓直流輸電線路的桿塔基礎(chǔ)進(jìn)行詳細(xì)研究，確定桿塔基礎(chǔ)型式，對(duì)特高壓輸電線路的桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)起到了一定的指導(dǎo)作用，對(duì)降低特高壓輸電線路的工程投資，保證特高壓線路的長(zhǎng)期安全運(yùn)行具有重大意義。擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁對(duì)不同土質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，成樁工藝適用范圍廣，受力機(jī)理明確，豎向承載能力高，受荷變形小，抗震性能良好，可使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案憂化。經(jīng)過(guò)在特高壓線路工程中試點(diǎn)運(yùn)用后，逐漸被推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008.

[2] 電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè).

[文章編號(hào)]1619-2737（2017）07-18-615endprint