本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法。
背景技术：
随着绿色发电（例如风力发电）的建设在全国范围内全面推进，输电线路工程日益增加，而此类工程常常需要修建在有大面积湿陷性黄土分布的河南、西北高原等地区，输电塔一旦要修筑在湿陷性黄土上，若不对该种地基进行加固处理，将会产生较大的沉降，具有严重的安全隐患。湿陷性黄土具有特殊的力学性质，一般来说，其土质均匀、含水量较低、结构疏松、多虫孔、孔壁有白色碳酸盐粉末状结晶，且具有小压力下变形很敏感的特点，显现高压缩性，它在天然含水量时一般具有较高的强度和较小的压缩性，但遇水后在自重压力或自重压力与附加压力共同作用下其结构迅速被破坏，会产生大量的沉陷变形。湿陷性黄土地基加固方法有很多，目前国内经常使用并已经成熟的方法主要有垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法等，其具体选择何种方法，应根据地区、地基性质及构筑物形式等来确定，同其它建筑工程相比较，送电线路工程具有分散性、独立性、复杂性以及运输困难等特点，在制定加固方案时，其原则是要以在满足设计条件的情况下尽量降低工程造价，而且施工简单、工期短。
中国专利公开号cn106677154a公开一种湿陷性黄土地基碎石框架结构加固体系及加固方法，该加固体系包括加筋碎石桩、土工格室加筋碎石层、eva防水板、土工布垫层以及混凝土面层；加筋碎石桩纵向伸入待加固的湿陷性黄土地基层中；加筋碎石桩是多根并行设置；土工格室加筋碎石层平铺设置在多根加筋碎石桩的上表面；混凝土面层、土工布垫层以及eva防水板自上而下依次铺设在土工格室加筋碎石层的上表面；加筋碎石桩与土工格室加筋碎石层通过预埋注浆管进行联合注浆并形成整体的加筋碎石框架结构加固体系。本发明提供一种结构力学性能合理、整体性和防渗性好以及承载力高的湿陷性黄土地基碎石框架结构加固体系及加固方法。该方法中的加筋碎石层需要注浆完成加固体系，注浆过程会产生大量的泥浆，处理难度大，污染较大，不利于环保。
中国专利公开号cn102162255a公开一种对湿陷性黄土地区既有桩基进行加固的方法，即一种由于地下工程的施工，需对该工程邻近既有桩基进行单向阀管加固的方法。本发明采用单向阀管注浆作为主要的加固技术手段，先通过在桩基础承台及其周围一定范围内布置注浆孔位，待钻机成孔完成以后，进行单向阀管的安装，然后将预先备好的套壳料填入单向阀管与钻孔壁之问的环状空问，待套壳料达到一定强度后，即可对桩基周围土体进行注浆加固，注浆完成后，可盖好注浆保护盖，当需要时可随时进行补充注浆。该加固方法减少了湿陷性黄土地区桩基周围土体由于湿陷性而引起的桩体负摩擦力，提高了桩基的承载能力，减小了桩基由于地下工程施工带来的沉降，达到注浆加固的目的。但是该发明是采用注浆法对对湿陷性黄土地区既有桩基进行加固，在施工时会产生大量的泥浆、垃圾，且混凝土的用量较大，成本高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，基于电厂废渣的工程特性与桩基础的受力特点，提供一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，以预制钢筋砼为桩芯，在桩外填充电厂废渣即形成渣壁砼芯桩，预制砼作为桩芯起承担与传递竖向荷载的作用，而填充在桩外的电厂废渣可以提高测压力系数和桩土摩擦系数并增大端部阻力的作用，从而提高输电线路湿陷性黄土地基复合地基承载力。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，包括以下步骤：
（1）整平场地，设计桩孔位置，采用等边三角形或正方形部桩，桩长为8-20m，桩径为400-1000mm，桩间距为桩径的2-3倍，置换率控制在0.02-0.13；
（2）钻桩孔后，将预制砼放入桩孔中，桩孔壁与预制砼之间的空隙≥100mm；
（3）向所述桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，形成渣壁砼芯桩；
（4）在所述渣壁砼芯桩的上表面距离地面30-70cm处，设置倒圆台孔，向所述倒圆台孔中灌入电厂废渣或砂石，然后在其上部铺设褥垫层。
进一步的，所述步骤（3）中的灌注步骤是：向所述的桩孔及预制砼桩的周围空隙中灌注电厂废渣直至桩顶，启动马达留振5-10s，然后开始拔管而且要打开桩尖活瓣门，边振动拔管边灌料，使孔内灌注的废渣形成密实外壳，从而得到渣壁砼芯桩。
进一步的，所述步骤（3）中电厂废渣粒径为0.5-5mm。
进一步的，所述褥垫层所用原料为中粗砂及碎石屑，所述褥垫层厚度为30-60cm。
进一步的，所述褥垫层中设置1-2层土工格栅。
本发明的有益效果是：
1、本发明公开一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，采用等边三角形或正方形部桩，桩长为8-20m，桩径为400-1000mm，桩间距为桩径的2-3倍，置换率控制在0.02-0.13，桩基的承载能力更强。
2、向桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，形成渣壁砼芯桩，这种渣壁砼芯桩的优势如下：1）可以为桩基础设计节省大量混凝土和钢材，在相同的承载力下，渣壁砼芯桩可节省混凝土用量50-70%，其混凝土使用效果是一般桩的2-3倍，能大幅度降低工程造价成本；2）渣壁砼芯桩是一种较为理想的摩擦桩，可充分发挥桩侧面积大的特点，电厂废渣是一种玻璃质散粒体，化学性质类似于粉煤灰物理力学性能类似于天然砾质粗砂，不仅可以增大桩体侧向面积，而且它有良好的透水性，能大大提高桩间土强度与桩的承载力；3）由于桩是预制的，桩间土强度恢复快，不排污、不污染环境，能够避免采用灌注桩造成的泥浆垃圾、处理难度大造成污染，及容易坍孔等问题，且采用电厂废渣也是废物利用的一种方式，更加环保；4）电厂废渣易于密实，因而其施工方便快捷，承载力强。
3、渣壁砼芯桩的上表面距离地面30-70cm处，设置倒圆台孔，向倒圆台孔中灌入电厂废渣或砂石，这种设计可以防止由于上部荷载作用使预制砼桩体向上刺入破坏的废渣层或砂石层；然后在其上部铺设褥垫层，褥垫层厚度为30-60cm，并在褥垫层中设置1-2层土工格栅，进一步增加承载力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-桩孔，2-预制砼，3-倒圆台孔，4-褥垫层，5-土工格栅。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1所示，一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，包括以下步骤：
（1）整平场地，设计桩孔1的位置，采用等边三角形部桩，桩长为8m，桩径为400mm，桩间距为桩径的2倍，置换率控制在0.02；
（2）钻桩孔1后，将预制砼2放入桩孔中，桩孔壁与预制砼之间的空隙≥100mm；
（3）向所述桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，其中电厂废渣粒径为0.5-5mm之间，灌注步骤是：向所述的桩孔及预制砼桩的周围空隙中灌注电厂废渣直至桩顶，启动马达留振5s，然后开始拔管而且要打开桩尖活瓣门，边振动拔管边灌料，使孔内灌注的废渣形成密实外壳，从而得到渣壁砼芯桩形成渣壁砼芯桩；
（4）在所述渣壁砼芯桩的上表面距离地面30cm处，在渣壁砼芯桩挖出倒圆台孔3，向所述倒圆台孔3中灌入电厂废渣，然后在其上部铺设褥垫层，褥垫层所用原料为中粗砂，所述褥垫层厚度为60cm，所述褥垫层中设置1层土工格栅5。
实施例2
如图1所示，一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，包括以下步骤：
（1）整平场地，设计桩孔1位置，采用等边三角形部桩，桩长为15m，桩径为600mm，桩间距为桩径3倍，置换率控制在0.05；
（2）钻桩孔后，将预制砼放入桩孔中，桩孔壁与预制砼之间的空隙≥100mm；
（3）向所述桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，电厂废渣粒径为0.5-5mm，灌注步骤是：向所述的桩孔及预制砼桩的周围空隙中灌注电厂废渣直至桩顶，启动马达留振10s，然后开始拔管而且要打开桩尖活瓣门，边振动拔管边灌料，使孔内灌注的废渣形成密实外壳，从而得到渣壁砼芯桩形成渣壁砼芯桩；
（4）在所述渣壁砼芯桩的上表面距离地面50cm处，设置倒圆台孔，向所述倒圆台孔中灌入砂石，然后在其上部铺设褥垫层，褥垫层所用原料为碎石屑，所述褥垫层厚度为50cm，所述褥垫层中设置2层土工格栅。
实施例3
如图1所示，一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，包括以下步骤：
（1）整平场地，设计桩孔1位置，采用等边三角形，桩长为20m，桩径为1000mm，桩间距为桩径的2.5倍，置换率控制在0.08；
（2）钻桩孔后，将预制砼放入桩孔中，桩孔壁与预制砼之间的空隙≥100mm；
（3）向所述桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，电厂废渣粒径为0.5-5mm，灌注步骤是：向所述的桩孔及预制砼桩的周围空隙中灌注电厂废渣直至桩顶，启动马达留振8s，然后开始拔管而且要打开桩尖活瓣门，边振动拔管边灌料，使孔内灌注的废渣形成密实外壳，从而得到渣壁砼芯桩形成渣壁砼芯桩；
（4）在所述渣壁砼芯桩的上表面距离地面70cm处，设置倒圆台孔，向所述倒圆台孔中灌入电厂废渣，然后在其上部铺设褥垫层，褥垫层所用原料为碎石屑，所述褥垫层厚度为30cm，所述褥垫层中设置1层土工格栅。
实施例4
如图1所示，一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，包括以下步骤：
（1）整平场地，设计桩孔1位置，采用正方形部桩，桩长为15m，桩径为800mm，桩间距为桩径的2倍，置换率控制在0.1；
（2）钻桩孔后，将预制砼放入桩孔中，桩孔壁与预制砼之间的空隙≥100mm；
（3）向所述桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，电厂废渣粒径为0.5-5mm，灌注步骤是：向所述的桩孔及预制砼桩的周围空隙中灌注电厂废渣直至桩顶，启动马达留振10s，然后开始拔管而且要打开桩尖活瓣门，边振动拔管边灌料，使孔内灌注的废渣形成密实外壳，从而得到渣壁砼芯桩形成渣壁砼芯桩；
（4）在所述渣壁砼芯桩的上表面距离地面40cm处，设置倒圆台孔，向所述倒圆台孔中灌入砂石，然后在其上部铺设褥垫层，褥垫层所用原料为中粗砂，所述褥垫层厚度为50cm，所述褥垫层中设置2层土工格栅。
实施例5
如图1所示，一种输电线路湿陷性黄土地基的加固方法，包括以下步骤：
（1）整平场地，设计桩孔1位置，采用正方形部桩，桩长为20m，桩径为1000mm，桩间距为桩径的3倍，置换率控制在0.13；
（2）钻桩孔后，将预制砼放入桩孔中，桩孔壁与预制砼之间的空隙≥100mm；
（3）向所述桩孔及预制砼的周围空隙中灌注电厂废渣，电厂废渣粒径为0.5-5mm，灌注步骤是：向所述的桩孔及预制砼桩的周围空隙中灌注电厂废渣直至桩顶，启动马达留振8s，然后开始拔管而且要打开桩尖活瓣门，边振动拔管边灌料，使孔内灌注的废渣形成密实外壳，从而得到渣壁砼芯桩形成渣壁砼芯桩；
（4）在所述渣壁砼芯桩的上表面距离地面70cm处，设置倒圆台孔，向所述倒圆台孔中灌入砂石，然后在其上部铺设褥垫层，褥垫层所用原料为中粗砂，所述褥垫层厚度为60cm，所述褥垫层中设置2层土工格栅。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。