一种用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法.pdf

本发明公开了一种用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法，通过基坑开挖、安装装配式基础、风积沙搅拌水泥和铺设草方格沙障或砾石铺压的步骤，其中将普通硅酸盐水泥与风积沙的重量比定为0.03∶1，显著提高了输电线路杆塔基础的抗拔承载能行，又能达到沙漠地区防风固沙效果，而且水泥用量很少，同时对于点状分布的输电线路杆塔基础运输量很小，大大降低了防风固沙的成本，取得了显著的经济效益。

1.  一种用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法，其特征在于，所 述方法包括如下步骤：
a、于地面开挖上开口9m*9m、深3m、45°扩展角、底3m*3m的坑；
b、安装基础：铺100mm厚的砂石后，安放基础；
c、风积沙搅拌水泥层：按风积沙与普通硅酸盐水泥重量比100:3的比例的风积沙 搅拌水泥混料回填300～500mm的风积沙搅拌水泥层后并予夯实；
d、回填基坑至表层后，铺设草方格沙障或砾石铺压。

2.  根据权利要求1所述的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法， 其特征在于，所述基础为输电线路杆塔基础，其包括：同一竖直方向上从上至下设置的 掏挖基础(1)和岩石嵌固基础(2)；所述掏挖基础(1)与岩石嵌固基础(2)和其上设有地脚 螺栓(3)的钢筋网笼(4)嵌固整体成型。

3.  根据权利要求2所述的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法， 其特征在于，所述掏挖基础(1)由圆柱形基础主柱(1-1)和圆台形的基础底盘(1-2)构成；所 述基础主柱(1-1)上部露出地表层，基础底盘(1-2)下部联接圆台型的岩石嵌固基础(2)。

4.  根据权利要求2所述的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法， 其特征在于，所述地脚螺栓(3)自上而下贯穿于掏挖基础(1)和岩石嵌固基础(2)及钢筋网 笼(4)内部。

5.  根据权利要求4所述的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法， 其特征在于，所述地脚螺栓(3)的长度大于掏挖基础(1)与岩石嵌固基础(2)的高度之和， 地脚螺栓(3)上部设置有垫圈、锁紧螺母及混凝土封闭帽(5)，下部设置有弯钩(3-1)或焊 接有锚板。

6.  根据权利要求1所述的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法， 其特征在于，所述钢筋网笼(4)由竖直方向的主筋(4-1)、水平方向外圈箍筋(4-2)和水平方 向内圈箍筋(4-3)构成。

7.  根据权利要求6所述的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法， 其特征在于，钢筋网笼(4)为由竖直方向的所述主筋(4-1)和水平方向的外圈箍筋(4-2)和内 圈箍筋(4-3)构成的圆柱形；所述主筋(4-1)均匀设置在所述一个外圈箍筋(4-2)和内圈箍筋 (4-3)之间。

一种用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法
技术领域
本发明涉及一种输电线路的基础工程技术，具体涉及一种用于提高风积沙地区输电 线路杆塔基础抗拔性能的方法。
背景技术
风积沙是一种具有特殊性质的砂类土，其显著工程特点是：颗粒均匀、天然含水率 低(3％～10％左右)、遇水具有“湿陷性”。
风沙流动对公路、铁路、输电线路等行业危害严重，目前风积沙地区输电线路杆塔 基础通常采用两种防风固沙方式：
1)草方格沙障固沙：该种固沙方法通常取长度50cm左右的秸秆，埋入沙中20-30cm， 外露出沙面20-30cm，围成1m×1m左右的方格，用此种方格布满整个塔位基础并外延 2-3m。该固沙方式存在如下缺点：由于麦秆等物容易腐化，通常在线路运行过程，需要 在巡检时及时维护，维护周期通常为1-2年；若未及时维护，由于草方格沙障固沙方式 单一，导致工程安全隐患；基础立柱与地表沙土接触部位容易因局部风流产生风蚀，导 致露头高度增大，给工程埋下隐患；
2)碎石铺压固沙：该种固沙方式通常在沙面铺盖20cm厚的碎石层，碎石层布满整 个基础塔位并外延2-3m。该种方式可以有效避免基础立柱部位的风蚀。但由于在沙漠中， 通常工程用料得靠人工运达施工地，单纯采用碎石铺压固沙，所采用的碎石量大，增加 了运输量，提高了固沙费用。
上述防风固沙措施均属于机械固沙方式，需要利用大量的原材料(秸秆或碎石)， 这对于点线状分布的输电线路杆塔基础而言，沙漠地区原材料运输量大、费用高，且上 述防风固沙方式本身存在着局限性。
因此，需要提供一种固沙方法来克服以上缺陷，使得风积沙的整体粘聚特性得到提 高，从而可达到提高输电线路杆塔基础抗拔性能的技术措施与方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔 性能的方法，所述方法包括如下步骤：
a、于地面开挖上开口9m*9m、深3m、45°扩展角、底3m*3m的坑；
b、安装基础：铺100mm厚的砂石后，安放基础；
c、风积沙搅拌水泥层：按风积沙与普通硅酸盐水泥重量比100:3的比例的风积沙 搅拌水泥混料回填300～500mm的风积沙搅拌水泥层后并予夯实；
d、回填基坑至表层后，铺设草方格沙障或砾石铺压。
优选地，所述基础为输电线路杆塔基础，其包括：同一竖直方向上从上至下设置的 掏挖基础和岩石嵌固基础；所述掏挖基础与岩石嵌固基础和地其上设有地脚螺栓的钢筋 网笼嵌固整体成型。
优选地，所述掏挖基础由圆柱形基础主柱和圆台形的基础底盘构成；所述基础主柱 上部露出地表层，基础底盘下部联接圆台型的岩石嵌固基础。
优选地，所述地脚螺栓自上而下贯穿于掏挖基础和岩石嵌固基础及钢筋网笼内部。
优选地，所述地脚螺栓的长度大于掏挖基础与岩石嵌固基础的高度之和，地脚螺栓 上部设置有垫圈、锁紧螺母及混凝土封闭帽，下部设置有弯钩或焊接有锚板。
优选地，所述钢筋网笼由竖直方向的主筋、水平方向外圈箍筋和水平方向内圈箍筋 构成。
优选地，钢筋网笼为由竖直方向的所述主筋和水平方向的外圈箍筋和内圈箍筋构成 的圆柱形；所述主筋均匀设置在所述一个外圈箍筋和内圈箍筋之间，所述筋焊接连接。
与最接近的现有技术比，本发明的有益效果为：
本发明提供的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法通过将普通 硅酸盐水泥与风积沙的重量比定为0.03：1，较之普通的塔基础抗的抗拔能力提高了10～ 15％，使用寿命延长了8～12％，又能达到沙漠地区防风固沙效果，而且水泥用量很少， 同时对于点状分布的输电线路杆塔基础运输量很小，大大降低了防风固沙的成本，取得 了显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法中输电线路杆塔基 础的主视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中B-B剖视图；
图4是图1中输电线路杆塔基础的钢筋网笼结构示意图；
附图标记说明：1掏挖基础，1-1基础主柱，1-2基础底盘，2岩石嵌固基础，3地 脚螺栓，3-1弯钩，4钢筋网笼，4-1主筋，4-2外圈箍筋，4-3内圈箍筋，5混凝土封 闭帽
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实 施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细 描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明中，输电线路杆塔基础选择参见图1、图2和图3所示，本发明实施例提供 了一种输电线路杆塔的基础结构，该基础至少包括：掏挖基础1、岩石嵌固基础2、地 脚螺栓3、钢筋网笼4、混凝土保护帽5等；在地表由粘土层覆盖，下覆为强风化或中 等风化岩层的地质条件下采用掏挖基础1和岩石嵌固基础2相结合的基础结构，实现在 这类地区抗拔性能较高的实施超高压、特高压等输电线路杆塔基础。
具体地，作为优选，所述掏挖基础1与岩石嵌固基础2通过地脚螺栓3和钢筋网笼 4嵌固凝合为一体，采用混凝土一次浇筑整体嵌固成型，其中，掏挖基础1位于地表粘 土层，岩石嵌固基础2位于强风化或中等风化岩层；所述掏挖基础1由基础主柱1-1和 基础底盘1-2构成，其中，基础主柱1-1为圆柱体，基础底盘1-2为圆台型，所述基础 主柱1-1的上部露出地表粘土层覆盖，下部联接圆台型的基础底盘1-2，基础底盘1-2 的下部联接圆台型的岩石嵌固基础2。
具体地，作为优选，所述基础主柱1-1的顶端插入有多根地脚螺栓3，较佳为四根， 每一根地脚螺栓3露出基础主柱1-1的范围值根据地脚螺栓3的规格不同而变化，其物 质范围为200-400mm；地脚螺栓3上部设置有垫圈及锁紧螺母，装配完成后采用混凝土 浇筑成型一个混凝土封闭帽5，用以保护地脚螺栓3及紧固件；所述地脚螺栓3的长度 大于掏挖基础1与岩石嵌固基础2的高度之和，地脚螺栓3自上而下贯穿于掏挖基础1 和岩石嵌固基础2及钢筋网笼4内部，地脚螺栓3下部设置有弯钩3-1或者焊接有锚板， 以增强锚固效果。
同时参见图4所示，具体地，所述钢筋网笼4由若干根主筋4-1，若干个外圈箍筋 4-2和若干个内圈箍筋4-3构成；所述每一根主筋4-1沿Y轴纵向设置，所述每一个外 圈箍筋4-2和每一个内圈箍筋4-3沿X轴横向设置；若干根主筋4-1沿圆周均匀分布， 若干个外圈箍筋4-2和若干个内圈箍筋4-3沿Y轴纵向排列；所述沿圆周均匀分布的每 一根主筋4-1均匀设置在每一个外圈箍筋4-2和每一个内圈箍筋4-3之间，所述各个外 圈箍筋4-2和各个内圈箍筋4-3沿各根主筋4-1上下垂直排列，间隔均匀，与各根主筋 4-1接触点为焊接点，并相互焊接在一起，由此构成圆筒网状的钢筋网笼4；所述钢筋网 笼4的高度大于掏挖基础1的高度，钢筋网笼4自上而下贯穿于掏挖基础1中并延伸至 岩石嵌固基础2内部，通过混凝土浇筑与掏挖基础1和岩石嵌固基础2嵌固在一起，所 述钢筋网笼4底部插入岩石嵌固基础2内的设计高度范围为600-1300mm，基础埋深3m。
为了提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能，主要实施有以下步骤：
(1)基坑开挖：采用机械或人工开挖，上部按照45度扩展角开挖，上部开挖尺寸 9m*9m，下部开挖尺寸3m*3m，开挖深度3m，基坑沙土开挖量117方，风积沙重量约163.8 吨；
(2)安装装配式基础：按照设计要求100mm砂石垫层，安放装配式基础并依次将 各连接件拧紧；
(3)风积沙搅拌水泥：按照风积沙重量的3％掺入普通硅酸盐水泥，搅拌过程中按 照成袋水泥的重量来添加沙子，搅拌均匀后即刻回填至基坑内，按照300～500mm一层进 行夯实，共计所需掺入普通硅酸盐水泥量4914kg。
(4)基坑回填至表层后，铺设草方格沙障或砾石铺压，基础施工完毕。
上述实施例中的输电线路杆塔基础抗拔性能，在常规条件下装配式基础极限上拔承 载力为500kN，在掺入水泥搅拌成型风积沙地基中的装配式基础上拔承载力为600kN， 其极限上拔承载力提高20％左右。
根据相关研究成果，风积沙的含水率一般在3％左右，普通硅酸盐水泥掺量在3％～6％ 时，风积沙的粘聚性能达到最佳，其抗剪强度指标C值提高20％以上，且表层易形成具 有一定强度的柔性固结层，在沙丘表面形成保护层，隔绝气流与松散沙层的直接作用， 保证风积沙的水分不易丧失、粘聚性能得到加强，达到防风固沙与提高杆塔基础抗拔承 载能行的作用。
本发明的用于提高风积沙地区输电线路杆塔基础抗拔性能的方法通过将普通硅酸 盐水泥与风积沙的重量比定为0.03：1，显著提高了输电线路杆塔基础的抗拔承载能行， 又能达到沙漠地区防风固沙效果，而且水泥用量很少，同时对于点状分布的输电线路杆 塔基础运输量很小，大大降低了防风固沙的成本，取得了显著的经济效益
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管 参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发 明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或 者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。