一种小作业面扩头挖孔装配式基础施工方法

本发明涉及钢筋混凝土基础，尤其涉及到一种小作业面扩头挖孔装配式基础施工方法。

背景技术：

1、在地下电缆还未全面普及的当下，输电线路不得不于地上走廊跨越各种复杂地形用以实现电能的输送。山地、森林、河流等不利地形对输电线路的建设提出了严峻考验，其中输电铁塔的基础建设是输电线路工程的重要组成部分，其造价比例占输电工程总造价的30%左右，且铁塔基础失效后的维修尤为困难。因此，在保证安全可靠的基础上，选择技术先进、经济合理、利于实施且环保的基础型式是电网建设健康可持续发展的先决条件之一。

2、目前，输电线路铁塔基础主要采用现浇基础或板式、台式装配式基础类型，这三种基础类型从根本上均属于开挖回填类基础，其缺点是基坑大开挖，在施工过程中需要挖掘和运输大量土方，基础成型后再填土夯实，其中现浇基础还需要在施工工期内完成模板建立、钢筋骨架绑扎和混凝土养护等多个复杂工艺步骤，增加了基础施工的时间成本和人力成本。在地形条件较差的山区输电线路，大体量的土方开挖会破坏沿途植被，危害地区生态环境，在有冲刷情况时，容易造成水土流失现象，需要修建一定的防护措施来保证基础的稳定性，工程总体造价会相应增加，并不符合日前“环境友好型”、“资源节约型”的发展理念。因此，小作业面的扩头挖孔装配式基础是不利地形下输电线路基础型式的发展趋势，然而目前传统装配式基础施工工艺大多针对大开挖基础，在施工过程中一般通过扩大基坑直径来实现掏挖基础大直径扩头部的整体式安装，尚未有成熟的适合小作业面挖孔基础的分体式施工方法。

3、对此，国内涌现出了一些针对输电线路挖孔基础施工方法的研究：例如张国彬等人在《直柱式掏挖基础在攀西地区高压输电线路设计施工中的推广应用》一文中，提出在以山地环境为主的攀西地区采用现浇掏挖基础，在充分利用原状土抗剪性能的前提下，小开挖、少弃土、低影响的施工流程具有良好的经济效应和环境效应，但高海拔的攀西地区在浇筑基础时由于土壤的强吸水性会使得现浇混凝土出现孔洞，完工质量较差；张文翔等人在《山区输电线路掏挖－锚杆复合基础设计关键技术研究》一文中，提出了一种适用于上覆土层、下伏基岩地质条件的掏挖锚杆复合基础，在基础作用力小于4000kn时，与常规板式锚杆复合基础相比造价略低，但复合基础施工时既要考虑额外钻挖锚杆通孔，同时也要考虑掏挖基础桩身的安装条件，在施工流程复杂化的同时基础的承载能力变化幅度不大。

4、例如cn205171537u公开了一种山区输电线路装配式柔性半掏挖基础，包括上板、底座，以及连接上板、底座的锚索；所述底座由数块预制板拼装呈组圆台形，底座上顶面通过螺栓与下锚板固定连接，所述上板顶部设有钢垫板，所述下锚板和上板中间均设有供锚索穿入的通孔，所述锚索底端通过下锚板与底座相连，锚索顶端通过钢垫板固定在上板上；所述上板下表面设有圆环形挡板，所述圆环形挡板的圆心与上板中心一致；该基础该基础需要在施工现场预先拼装好圆台型底座，基础装配时无法避免大开挖基坑以满足直径更大的圆台型底座平稳吊装入基坑。

5、例如cn213867908u公开了一种多节扩盘装配式空心掏挖类基础，包括混凝土组合件和预应力钢筋，所述混凝土组合件沿高度方向设置有贯穿的若干预留孔，多个所述混凝土组合件依次叠放在基坑内，所述预应力钢筋穿过多个混凝土组合件上对应的预留孔使混凝土组合件装配组成基础主体；所述混凝土组合件为非圆柱体扩盘构件，其中部为空心结构；所述混凝土组合件与基坑之间间隙填充水泥浆或细石混凝土；该基础每一节均在圆柱混凝土基础上增加了扩盘部分，致使基础施工过程中的土方开挖量和加工过程中的混凝土用量较现浇掏挖基础更多。

6、综上所述，扩头挖孔装配式基础比现浇基础和复合基础更能胜任不利环境下的输电线路基础工程，但目前的挖孔基础均无法实现扩头部分在小作业面基坑条件下的坑内分体式安装。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种小作业面扩头挖孔装配式基础施工方法，填补掏挖类装配式基础施工工艺空白，解决常规装配式基础施工需要大开挖，土方运送量大，混凝土耗量多，且基础周边生态环境无法保证的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种小作业面扩头挖孔装配式基础施工方法，包含以下步骤：

3、step1：装配式基础基坑定位和开挖，

4、根据施工方案定位输电铁塔基础位置并完成小作业基坑开挖；

5、step2：绞线架安装，

6、根据基础所需钢绞线根数准备对应数目的绞线架，绞线架上预留有一定长度的牵引用钢绞线，并在钢绞线末端安装连接器；

7、step3：固定端锚板安装；

8、step4：扩头部预制件吊装；

9、step5：扩头圆台底座坑内拼装；

10、step6：预应力钢绞线搭接；

11、step7：直柱部预制件吊装；

12、step8：基础主柱安装；

13、step9：张拉端锚板安装与基础预应力施加；

14、step10：基础周边和插筋孔空隙的灌浆填充，

15、用水泥浆将基础与原状土之间的空隙和预应力钢绞线孔、插筋孔进行填充，使其紧密结合。

16、优选的方案中，step1中所述装配式基础，包含若干依次叠放在一起的直柱部混凝土预制件组成的基础立柱，和四块扩头部混凝土预制件嵌装固定在一起的扩头圆台底座，扩头圆台底座固定在基坑坑底，基础立柱叠放在扩头圆台底座上，采用预应力钢绞线、插筋和锚板连接紧固为一体。

17、优选的方案中，所述直柱部混凝土预制件和扩头部混凝土预制件均为钢筋混凝土预制件，且各自单独设置有若干吊钉孔。

18、优选的方案中，所述step3中的固定端锚板安装的具体步骤是，将预应力钢绞线与固定端锚板锚固后自下而上穿入扩头部预制件的预应力锚索孔中，末端安装连接器，钢绞线刚好超出扩头部预制件上顶面的距离处用钢绞线卡扣暂时卡住，防止在吊装过程中预应力锚具从锚索孔内滑出，确保锚板与预制件底部紧密贴合，无明显缝隙和缺口。

19、优选的方案中，step4中所述扩头部预制件吊装的具体步骤是，井下施工人员预先下井定位首块预制件的位置，并准备辅助吊装工作，地上施工人员将吊钉旋入预制件预留的吊钉螺纹孔内，起吊设备的吊绳穿过吊钉的圆头环，收紧吊绳吊起预制件，将扩头部预制件移动至基坑中心位置后放松吊绳，期间保持匀速平稳下放，至基坑底部后，井下施工人员拆除吊钉和钢绞线卡扣，并将第一块预制件移动至预定位置。

20、优选的方案中，step5中所述扩头圆台底座坑内拼装的具体步骤是，重复step4将余下三块扩头部预制件依次吊入基坑底部，放置在设定的位置后，井下施工人员人工移动扩头部预制件将预制件垂直面上钢结构嵌固结构相互搭接，插筋孔上下对齐后插入插筋，灌注水泥浆填补插筋与孔洞间隙，确保插筋竖直，四块扩头部预制件均拼装完成后形成圆台形扩盘底座，扩头部施工完毕后井下施工人员返回地面。

21、优选的方案中，step6中所述预应力钢绞线搭接的具体步骤是，在吊装直柱部预制件时，用step4吊装扩头部预制件中的起吊方法，将预制件吊运至基坑中心位置后，将绞线架上的牵引钢绞线自上而下穿过锚索孔并用连接器与预应力锚索相连，逐步收紧牵引钢绞线至预应力钢绞线绷直。

22、优选的方案中，step7中所述直柱部预制件吊装的具体步骤是，运用已经布置好的插筋实现直柱部预制件的定位，每根插筋均穿过直柱部预制件的预留插筋孔，随后放松起吊设备的吊绳将直柱部预制件平稳下放至圆台形扩盘底座顶部。

23、优选的方案中，step8中所述基础主柱安装的具体步骤是，重复step 6和step 7将直柱部预制件层次搭接至最后一块直柱部预制件就位，确保最后一块直柱部预制件能够露出地表1/3的高度，便于安装塔脚板，直柱部预制件全部叠放完成后就形成了圆柱形基础主柱。

24、优选的方案中，step9中所述张拉端锚板安装与基础预应力施加的具体步骤是，将端部带有内螺纹的张拉设备拉杆拧紧在钢绞线末端的连接器内进行张拉，待张拉完成后，拆除末端连接器，用锚板锚固住预应力钢绞线。

25、本发明提供的一种小作业面扩头挖孔装配式基础施工方法，有如下有益效果：

26、1、本发明提出的扩头挖孔装配式基础施工方法能在各种不利环境下进行，且在不损害基础抗拔承载能力的前提下施工，周期短，施工进度和质量受环境制约影响小，地形地质条件要求低，具有相当程度的普适性；

27、2、本发明提出的基础施工方法无需大开挖基坑，工程施工过程中基坑土石方开挖方量小，保护输电线路周边的生态环境，既利用了原状土强度较高的特性，又能减少水土流失，有利于塔基的稳定，降低挡土墙、护坡等辅助保护措施的使用频率；

28、3、本发明依据挖孔基础的嵌固式钢结构，通过将大尺寸钢结构翼边嵌入小尺寸钢结构上部预留凹形孔的方法实现了挖孔基础扩盘圆台底座在基坑内的分体拼装，真正实现了装配式掏挖基础的小作业施工环境。