一种松散土质下陷空区利用井字梁加固杆塔基础的方法与流程

本发明属于基础加固的技术领域，特别是涉及松散土质下陷空区杆塔基础的加固方法。

背景技术：

杆塔基础采用混凝土浇筑而成，用于对上部杆塔进行固定。煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。因煤矿开采过程，需要将地下煤炭资源开采运走，一般会在掘进过程中，采用类似道路上过山隧道方法，逐步打通地下煤炭所在位置到煤矿井口间的隧道，一般会将开采过程中遇到的矿石、煤炭等运送到地面，以便形成合理的运送和开采作业面，随着煤炭和其他矿石的不断运出，地下形成了这样煤炭采空区。已经开采过的地表有不均匀沉陷，因而综采面在经过采煤作业后，将引起相关高压输电杆塔地基产生不同程度不同形式的塌陷变形，给线路的安全运行造成跳闸、倾斜甚至倒塌、断线、大面积停电等的严重后果威胁。煤炭采空区经过一段时间后会形成塌陷，对采煤塌陷区进行综合治理普遍认为是一个世界难题。为了消除指定采煤区上高压输电线路的安全隐患，保证煤炭的正常运输，同时在兼顾经济性的前提下，亟需要对上述受采煤影响的相关线路和杆塔基础进行改造、加固。由于顶升设备安装麻烦，且已有井字梁梁头设计较为复杂，支模不便，因此对已有井字梁技术进行改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种松散土质下陷空区利用井字梁加固杆塔基础的方法，在原杆塔基础上增设井字梁，通过植筋进行连接，然后将井字梁封口，增强基础的整体刚度，提高其在地基发生不均匀沉降后的调节能力。

本发明采用以下技术方案：

一种松散土质下陷空区利用井字梁加固杆塔基础的方法，包括以下步骤：

s1、采用旋喷桩或注浆法对四个第一基墩外部形成的正方形区域内进行加固，完成地基加固；

s2、每个所述第一基墩上分别设置有一个杆塔原基础，将四个所述杆塔原基础通过梁围成井字梁结构并配筋；

s3、将步骤s2所述井字梁结构的各梁头通过封口梁连接并配筋，在所述封口梁下放置第二基墩，并在所述封口梁和第二基墩之间设置单独支点；

s4、在所述第二基墩下铺设混凝土垫层，完成基墩加固；

s5、在所述单独支点处设置千斤顶，用于调节所述封口梁和第二基墩之间的高度。

优选的，步骤s1中，四个所述第一基墩成井字形排布，所述正方形区域大于所述井字形区域。

优选的，步骤s2中，所述梁和所述第一基墩之间通过植筋进行刚性连接。

优选的，步骤s3中，所述第二基墩为阶梯型底板，分别位于所述封口梁的中部。

优选的，所述第二基墩每级高300～400mm，较上一级宽300～400mm。

优选的，所述第二基墩与所述封口梁分离，中间设置450mm的空隙用于放置单独支点。

优选的，步骤s4中，所述垫层采用c15混凝土，厚度为100mm。

优选的，步骤s4中，所述垫层比所述第二基墩的长和宽均长200～300mm。与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明对已经倾斜的杆塔，将四个所述杆塔原基础通过梁围成井字梁结构并配筋，消除杆塔构件内部的次生弯矩，同时能够适当提高杆塔的整体强度和抗弯能力，对场地的基础进行加固能够增强地基土的整体性和承载能力，井字梁加固杆塔基础能将基墩连成整体，增加了整体刚度，封口梁将平行的井字梁连成整体，更加增加整体性，井字梁封口梁下部设有顶升设备，数量由原来的八个变为四个，降低施工成本，能够增加井字形梁在地基发生不均匀沉降后的调节能力，井字梁的梁头不再处理为t型，降低了施工的难度。

进一步的，在正方形区域内完成地基加固，消除杆塔构件内部的次生弯矩，同时能够适当提高杆塔的整体强度和抗弯能力，对场地的基础进行加固能够增强地基土的整体性和承载能力。

进一步的，井字梁加固杆塔基础能将基墩连成整体，增加了整体刚度，封口梁将平行的井字梁连成整体，更加增加整体性。

综上所述，本方法具有结构简单，可操作性高，施工方便，兼顾经济性等优点，适用于松散土质下陷空区需要增强原基础的各种场合。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明井字梁平面布置图；

图2为本发明井字梁平面布置图；

图3为本发明井字梁侧视图；

图4为本发明千斤顶支座图；

图5为本发明井字梁配筋图；

图6为本发明封口梁配筋图。

其中：1.杆塔原基础；2.第一基墩；3.正方形基础加固区域；5.梁；6.封口梁；7.第二基墩；9.垫层。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了防止杆塔的倾斜和倒塌，本发明一种松散土质下陷空区利用井字梁加固杆塔寄出的方法主要从三个个方面提出改进的加固改造方案：地基的加固、基墩的加固和井字梁的整体化。

地基的加固：通过旋喷桩、注浆法等常规地基加固方法来实现，不再局限于旋喷桩加固。

基墩的加固：通过在基墩四周增加封口井字形梁将其连成一个整体，井字形梁和原有基墩通过植筋进行刚性连接。

将井字形横梁的端部通过封口梁连接，同时在封口梁的中部以下设置支点。当基础发生不均匀沉降后，通过在封口梁和支点之间添加顶升设备来进行调节。调节高度不受限制，根据需要可随时调节。

本发明公开了一种松散土质下陷空区利用井字梁加固杆塔基础的方法，具体步骤如下：

s1、首先对陷空区所在地的天然地基土进行加固，在四个第一基墩2外围形成的正方形区域3内进行加固，采用旋喷桩或注浆法完成地基加固；

如图1和图3所示，本方法加固地基的施工范围为四个第一基墩2的周围和四个所述第一基墩2外围形成的正方形区域3。

s2、将四个所述第一基墩2上设置的杆塔原基础1通过梁5围成井字梁结构并配筋；

如图2和图3所示，本方法利用植筋将四个杆塔原基础1通过梁将其连成一个整体，围成井字梁结构，梁5和第一基墩2之间通过植筋进行刚性连接，井字梁的配筋如图5所示。

s3、将步骤s2中所述两对平行的井字梁的各梁头通过封口梁6连接并配筋，在封口梁6的中部放置第二基墩7，并在所述封口梁6的中部设置单独支点；

将上述平行的井字梁各端头通过封口梁6连接，封口梁6的配筋如图6所示，第二基墩7采用阶梯形底板，每级高300～400mm，较上一级宽300～400mm，配筋如图3所述。

s4、在所述第二基墩7下铺设混凝土垫层9，完成基墩加固；

在所述第二基墩7下方铺设垫层9，垫层9为100mm厚的c15混凝土，垫层9比所述第二基墩7长和宽均长200～300mm。

s5、在步骤s3所述单独支点与第二基墩7之间设置千斤顶，通过在所述封口梁6和第二基墩7之间添加顶升设备来调节高度。

其中，封口梁6和第二基墩7分离，中间有450mm的空隙供放置千斤顶，如图4所示。

上述基础未注明均采用c30混凝土。

以上所述仅是本发明的一种具体实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。