专利名称：一种带挡板的掏挖基础及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种带挡板的掏挖基础及其施工方法，是一种输电线路的新型结构掏挖基础及其施工方法。属于电力传输线路的基础施工
背景技术：
目前，线路基础的设计一般是采用传统的全开挖柔性板式钢筋混凝土基础和全开挖阶梯式刚性混凝土基础，这种全开挖式混凝土基础的基坑的土石开挖的方开挖工程量远远大于基础混凝土浇灌的土石方填筑工程量，在基础凝固定型后，还需要回填土覆盖基础，以使基础具有足够的上拨力。因此，传统的全开挖式基础存在施工周期长、工程量大、工程效率低，消耗的材料多、成本高的缺点。为了减少线中基础的开挖工程量和混凝土和钢筋的使用量，目前在广东省的山丘地区采用了一种“掏挖式基础”，这种“掏挖式基础”能克服传统的全开挖式基础的一部分缺点，但当输电线路的铁塔基础载荷较大或基础主柱较高时，基础的侧向稳定性难于控制和掌握，因此，现有的“掏挖式基础”不适用铁塔基础载荷较大或基础主柱较高的输电线路。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了克服现有技术的掏挖基础在铁塔载荷较大或基础主柱较高时，存在侧向稳定性难于差的缺点，提供一种带挡板的掏挖基础。
本发明的第二个目的，是为了克服传统的全开挖式基础存在施工周期长、工程量大、工程效率低，消耗的材料多、成本高的缺点，提供一种带挡板的掏挖基础的施工方法。
本发明的第一个目的可以通过采取如下措施达到一种带挡板的掏挖基础，包括主柱和底座，主柱的底端连接底座；其结构特点是在主柱的中部设有与主柱相交连接的挡板，主柱、底座和挡板由钢筋混凝土浇注成一体结构；所述主柱的顶端设有一保护帽，保护帽中设有若干个地脚螺栓、通过地脚螺栓与铁塔连接。
本实发明的第一个目的还可以通过采取如下措施达到本发明的一种实施方式是所述挡板设置在主柱的1/3～1/2的轴向高度处，由钢筋混凝土浇注构成；所述挡板的断面面积为0.4～0.6平方米。
本发明的一种实施方式是所述挡板与主柱垂直相交。
本发明的第二个目的可以通过采取如下措施达到如前所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于包括以下步骤1)核对基础根开及地脚螺栓间距，确认与铁塔位置及加工尺寸无误后，开始施工；2)开挖基坑，采用人工掏挖的施工方法，按基础的形状大小进行掏挖，并在主柱垂直的侧向开挖挡板槽壁，掏挖完成后形成土胎，即构成竖直方向的主柱型腔及与主柱型腔垂直的挡板型腔；3)架设钢筋骨架，在第2)步工作完成后，首先，在主柱型腔架设若干主筋，将所述主筋沿主型腔壁均匀排列，从底部开始，在主筋的内侧连接若干柱内箍筋、在主柱的外侧连接若干柱外箍筋，直至挡板型腔的下沿处；其次，在挡板型腔架设若干挡板主筋和挡板封闭箍筋，通过挡板封闭箍筋与挡板主筋固定连接、形成挡板骨架；第三，从挡板骨架开始，在主筋的内侧连接若干柱内箍筋、在主柱的外侧连接若干柱外箍筋，直至主柱型腔的顶端，再通过柱内箍筋、柱外箍筋与主筋固定连接，形成主柱骨架；4)浇注混凝土，在第3)步工作完成后，将混凝土浇入土胎中，捣实后形成主柱，在主柱的中部形成挡板，在主柱的顶端形成保护帽，在保护帽中设置地脚螺栓，完成带挡板的掏挖基础施工。
为了达到本发明的第二个目的，还可以进一步采取以下措施在前述方法中，在开挖基坑步施工前，可以是辅以分层定向松动小爆破成型。
在前述方法中，第2)步开挖基坑的地点，其地质条件可以为硬塑的粘性土，无地下水情况。
在前述方法中，第2)步中所述的掏挖基础的尺寸以基柱的直径φ1≥0.8m，扩底直径0.8m＜φ2≤3m为宜。
在前述方法中，第2)步开挖基坑施工时，在挡板型腔中设有木板及短筋，对开挖的挡板槽壁进行施工临时支护。
前述方法中第2)步开挖基坑施工时，在主柱型腔的顶端设有木板及短筋对开挖的挡板槽壁进行施工临时支护。
本发明具有如下突出的有益效果1、本发明由于将基柱的钢筋骨架和混凝土直接浇入人工掏挖或辅以分层定向松动小爆破成型的土胎内，基坑开挖难度不大，不用模板，不用回填土。其适用于全风化岩石或无地下水的硬、可塑粘性土质，地下水位埋深不小于5.0m的山丘直线塔。其可充分利用原状土的承载力，当主柱较小时混凝土用量、钢材用量及土石方量均较少，施工工艺简单，具有较好的经济性，在减少水土流失，保护环境等方面效果好。
2、本发明由于在传统掏挖式基础主柱的约1/3埋深处加垂直铁塔对角线方向的挡板，利用侧面土抗力，抵消了水平外力传递过程中产生的倾覆力矩，从而减小了基础柱身的弯矩和基底的偏心应力，提高了基础的侧向稳定性和承载能力，以提高抗水平能力，使其应用范围由可承受上拔力400KN，主柱加高小于1.5米扩大到可承受上拔力800KN，主柱加高小于2.5米。
图1是本发明掏挖基础的结构示意图。
图2至图6是本发明施工流程图。
具体实施例方式
本面结合附图对本发明掏挖基础及其施工过程进行详细描述。
具体实施例1参照图1和图6，本发明涉及的掏挖基础包括主柱1和底座2，主柱1的底端连接底座2；在主柱1的中部设有与主柱相交连接的挡板3，主柱1、底座2和挡板3由钢筋混凝土浇注成一体结构；主柱1的顶端设有一保护帽5，保护帽5中设有若干个地脚螺栓4、通过地脚螺栓4与铁塔连接。
本发明的施工方法包括以下步骤
1)核对基础根开及地脚螺栓4间距，确认与铁塔位置及加工尺寸无误后，开始施工；2)开挖基坑，采用人工掏挖的施工方法，按基础的形状大小进行掏挖，并在主柱1垂直的侧向开挖挡板槽壁，掏挖完成后形成土胎，即构成竖直方向的主柱型腔6及与主柱型腔垂直的挡板型腔7；3)架设钢筋骨架，在第2)步工作完成后，首先，在主柱型腔6架设若干主筋8，将所述主筋8沿主型腔壁均匀排列，从底部开始，在主筋8的内侧连接若干柱内箍筋9、在主柱的外侧连接若干柱外箍筋10，直至挡板型腔7的下沿处；其次，在挡板型腔7架设若干挡板主筋11和挡板封闭箍筋12，通过挡板封闭箍筋12与挡板主筋11固定连接、形成挡板骨架；第三，从挡板骨架开始，在主筋8的内侧连接若干柱内箍筋9、在主柱的外侧连接若干柱外箍筋10，直至主柱型腔6的顶端，再通过柱内箍筋9、柱外箍筋10与主筋8固定连接，形成主柱骨架；4)浇注混凝土，在第3)步工作完成后，将混凝土浇入土胎中，捣实后形成主柱1，在主柱1的中部形成挡板3，在主柱1的顶端形成保护帽5，在保护帽5中设置地脚螺栓4，完成带挡板的掏挖基础施工。
前述方法中第2)步开挖基坑的地点，其地质条件可以为硬塑的粘性土，无地下水情况。
前述方法中第2)步中所述的掏挖基础的尺寸以基柱的直径φ1≥0.8m，扩底直径0.8m＜φ2≤3m为宜。
参见图2，开挖基坑是在一定的地质条件下，按基础的形状大小进行掏挖，其中基柱的直径1.1m、扩底直径2.2m、高为5.85m、埋深为4.35m；并在主柱1与基础水平外力垂直的侧向开挖挡板槽壁，其中挡板长为5.5m、宽0.6m、高0.8m、埋深1.85m；掏挖完成后布置成为土胎。
参见图3，架设钢筋骨架是给主柱型腔架设主筋(22根规格为φ18*5750)、柱内箍筋(26件规格为φ8*3267)和柱外箍筋(8件规格为φ12*2991)，并给挡板型腔架设主筋(16根规格为φ12*4300)和挡板封闭箍筋(18件根规格为φ8*2582)。
参见图4、图5，浇注混凝土是将C20混凝土浇入土胎中，土胎注满混凝土后捣实，使主柱1、底座2和挡板3一次浇注成型，形成一体化结构，并在主柱的顶端形成保护帽5，在保护帽中安装地脚螺栓4后，基础施工完成。
表1是带挡板掏挖基础与常规使用的斜柱板式基础技术对比。
表1
由表1可见，对带挡板掏挖基础进行破坏实验，结果证明带挡板掏挖基础的计算理论计算公式和设计方法正确，基础型式和设计参数的选择合理，技术上是可行的，在线路工程中使用是安全可靠的。
具体实施例2本实施例的特点是前述方法中在开挖基坑步施工前，可以是辅以分层定向松动小爆破成型。其余同具体实施例1。
具体实施例3本实施例的特点是在具体实施例1的施工方法中第2)步开挖基坑施工时，在挡板型腔中设有木板及短筋，对开挖的挡板槽壁进行施工临时支护。其余同具体实施例1。
具体实施例4本实施例的特点是在具体实施例1的施工方法中第2)步开挖基坑施工时，在主柱型腔的顶端设有木板及短筋对开挖的挡板槽壁进行施工临时支护。其余同具体实施例1。
权利要求
1.一种带挡板的掏挖基础，包括主柱(1)和底座(2)，主柱(1)的底端连接底座(2)；其特征是在主柱(1)的中部设有与主柱相交连接的挡板(3)，主柱(1)、底座(2)和挡板(3)由钢筋混凝土浇注成一体结构；所述主柱(1)的顶端设有一保护帽(5)，保护帽(5)中设有若干个地脚螺栓(4)。
2.根据权利要求1所述的一种带挡板的掏挖基础，其特征是所述挡板(3)设置在主柱(1)的1/3～1/2的轴向高度处，由钢筋混凝土浇注构成；所述挡板(3)的断面面积为0.4～0.6平方米。
3.根据权利要求1所述的一种带挡板的掏挖基础，其特征是所述挡板(3)与主柱(1)垂直相交。
4.如权利要求1所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于包括以下步骤1)核对基础根开及地脚螺栓(4)间距，确认与铁塔位置及加工尺寸无误后，开始施工；2)开挖基坑，采用人工掏挖的施工方法，按基础的形状大小进行掏挖，并在主柱1垂直的侧向开挖挡板槽壁，掏挖完成后形成土胎，即构成竖直方向的主柱型腔(6)及与主柱型腔垂直的挡板型腔(7)；3)架设钢筋骨架，在第2)步工作完成后，首先，在主柱型腔(6)架设若干主筋(8)，将所述主筋(8)沿主型腔壁均匀排列，从底部开始，在主筋(8)的内侧连接若干柱内箍筋(9)、在主柱的外侧连接若干柱外箍筋(10)，直至挡板型腔(7)的下沿处；其次，在挡板型腔(7)架设若干挡板主筋(11)和挡板封闭箍筋(12)，通过挡板封闭箍筋(12)与挡板主筋(11)固定连接、形成挡板骨架；第三，从挡板骨架开始，在主筋(8)的内侧连接若干柱内箍筋(9)、在主柱的外侧连接若干柱外箍筋(10)，直至主柱型腔(6)的顶端，再通过柱内箍筋(9)、柱外箍筋(10)与主筋(8)固定连接，形成主柱骨架；4)浇注混凝土，在第3)步工作完成后，将混凝土浇入土胎中，捣实后形成主柱(1)，在主柱(1)的中部形成挡板(3)，在主柱(1)的顶端形成保护帽(5)，在保护帽(5)中设置地脚螺栓(4)，完成带挡板的掏挖基础施工。
5.如权利要求4所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于在开挖基坑步施工前，辅以分层定向松动小爆破成型。
6.如权利要求4所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于第2)步开挖基坑的地点，其地质条件为硬塑的粘性土，无地下水情况。
7.如权利要求4所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于第2)步中所述掏挖基础的尺寸以基柱的直径Φ1≥0.8m，扩底直径0.8m＜Φ2≤3m。
8.如权利要求4所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于第2)步开挖基坑施工时，在挡板型腔中设有木板及短筋，对开挖的挡板槽壁进行施工临时支护。
9.如权利要求4所述的一种带挡板的掏挖基础的施工方法，其特点在于第2)步开挖基坑施工时，在主柱型腔的顶端设有木板及短筋对开挖的挡板槽壁进行施工临时支护。
全文摘要
本发明涉及一种带挡板的掏挖基础及其施工方法，包括主柱(1)和底座(2)，主柱(1)的底端连接底座(2)；其特征是在主柱(1)的中部设有与主柱相交连接的挡板(3)，主柱(1)、底座(2)和挡板(3)由钢筋混凝土浇注成一体结构。施工方法包括以下步骤1)核对基础及地脚螺栓(4)间距，确认与铁塔位置及尺寸无误后施工；2)开挖基坑，构成竖直方向的主柱型腔(6)及与主柱型腔垂直的挡板型腔(7)；3)架设钢筋骨架；4)浇注混凝土，将混凝土浇注捣实后形成主柱(1)，在主柱的中部形成挡板(3)、顶端形成保护帽(5)，在保护帽(5)中设置地脚螺栓(4)。本发明施工工艺简单，具有较好的经济性，在减少水土流失，保护环境等方面效果好。
文档编号E02D27/32GK1952273SQ20061012353
公开日2007年4月25日 申请日期2006年11月15日 优先权日2006年11月15日
发明者梁沛权, 金晓华, 黄炳权, 房向日, 李敏生, 何天胜, 关庆彦, 肖志军, 刘宏滨, 李海彦, 谢斌, 秦慧琳 申请人:广东省电力设计研究院