CN102953386A - 开挖回填类杆塔基础的回填施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开挖回填类杆塔基础的回填施工方法，包括：向开挖且完成杆塔基础浇筑或装配施工的基坑中，自所述基坑的基底开始分层回填地基土/岩，直至所述基坑当前回填的地基土/岩的厚度达到第一预定厚度阈值；向所述基坑当前表面铺设一土工合成材料层，之后继续分层回填所述地基土/岩，直至最近铺设的土工合成材料层上的地基土/岩厚度达到第二预定厚度阈值；重复执行本步骤直至回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表预设高度。本发明增强了杆塔基础回填土/岩的抗拔能力。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路杆塔基础工程技术，特别是涉及一种开挖回填类杆塔基础的回填施工方法。
背景技术
开挖回填类杆塔基础是输电线路工程常用基础形式之一，主要采用在人工或机械开挖而成的基坑内现场浇筑或预制装配的方式形成基础结构，并利用回填土和/或回填岩（以下表示为：回填土/岩）形成抗拔体。输电线路杆塔基础的抗拔和抗倾覆稳定性是其设计主要控制条件，而开挖回填类杆塔基础底板上部地基土的抗拔能力与基础的抗拔和抗倾覆稳定性密切相关。
传统的开挖回填类杆塔基础回填土/岩采取机械或人工回填施工，回填施工过程中通过夯实、填料级配控制等措施，使得回填地基密实度满足一定要求，且基础底板上部一定范围内的地基土体重量满足杆塔基础抗拔要求。
发明人在实践现有技术的过程中发现，开挖回填类杆塔基础的传统回填施工方法是通过控制回填土/岩的原位密度使得基础抗拔和抗倾覆稳定性满足设计要求，该现有技术在实际使用中存在如下不足：
1、基础底板上部一定范围内的回填土/岩的重量构成了地基土的抗拔能力，设计中该范围一般为定值，回填土材料不变时仅采取夯实措施无法扩大该范围。
2、回填土/岩的密度直接影响地基土的抗拔能力，采取夯实、含水率和级配控制等措施虽然可适当提高该值，但提高幅度有限；而如果采取地基土换填的方式提高地基密实度和密度时，则耗费材料和运输量较大，导致成本升高。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本发明提供一种开挖回填类杆塔基础的回填施工方法，用以增强杆塔基础回填土/岩的抗拔能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种开挖回填类杆塔基础的回填施工方法，包括：
向开挖且完成杆塔基础浇筑或装配施工的基坑中，自所述基坑的基底开始分层回填地基土/岩，直至所述基坑当前回填的地基土/岩的厚度达到第一预定厚度阈值；
向所述基坑当前表面铺设一土工合成材料层，之后继续分层回填所述地基土/岩，直至最近铺设的土工合成材料层上的地基土/岩厚度达到第二预定厚度阈值；重复执行本步骤直至回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表预设高度。
本发明提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法，具有如下一种或多种优点：
1、在杆塔基础的底板上部回填地基土/岩中分层铺设土工合成材料层，利用土工合成材料较高的抗拉强度，将杆塔基础对地基的作用力扩散至更大范围，增强了杆塔基础回填土/岩的抗拔能力，提高了地基整体的抗拔性能；
2、回填地基土/岩中埋设土工合成材料层形成的复合地基，可改善回填地基的抗剪性能，提高其抗剪强度指标；
3、杆塔基础在上拔荷载作用下，地基一般表现为剪切破坏，上拔荷载与位移关系曲线表现为陡降型特征，属脆性破坏，而土工合成材料可改良杆塔基础底板上部回填地基的抗拔承载性能，上拔荷载作用时可提高基础荷载与位移关系曲线的塑性区，属延性破坏，有利于杆塔基础的承载安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法流程图；
图2为本发明实施例二提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法流程图；
图3a为本发明实施例二清理基坑的施工方法图例；
图3b为在图3a所示的基坑内分层回填地基土/岩的施工方法图例；
图3c为在图3b所示的基坑内铺设土工合成材料层并回填地基土/岩的施工方法图例；
图3d为在图3c所示的基坑继续分层回填地基土/岩和铺设土工合成材料层的施工方法图例。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法流程图。如图1所示，本实施例提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法包括：
步骤11：向开挖且完成杆塔基础浇筑或装配施工的基坑中，自所述基坑的基底开始分层回填地基土/岩，直至所述基坑当前回填的地基土/岩的厚度达到第一预定厚度阈值。
采用在人工或机械开挖而成的基坑内现场浇筑或预制装配的方式形成基础结构之后，清理基坑中的杂物，之后可立即进行地基土/岩的回填，省去了传统施工方法中对基础结构进行一定静止期的静置处理，有利于缩短施工周期，提高了施工效率。
第一预定厚度阈值用于表征基坑中最底层铺设的土工合成材料层距离杆塔基础底板上表面的最大距离，其值可根据实际需要预先设计。
可选的，分层回填所述地基土/岩包括：每次向所述基坑回填一层所述地基土/岩，就对当前回填的地基土/岩进行夯实，并检测当前回填的地基土/岩经夯实后的密实度，直至检测到的密实度大于或等于预定密实度阈值，向所述基坑回填下一层所述地基土/岩。如此处理可保证回填的每层地基土/岩的密实度都能满足设计要求，进而提高地基土/岩的抗拔能力。
步骤12：向所述基坑当前表面铺设一土工合成材料层，之后继续分层回填所述地基土/岩，直至最近铺设的土工合成材料层上的地基土/岩厚度达到第二预定厚度阈值；重复执行本步骤直至回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表预设高度。
上述土工合成材料可为但不限于土工织物、土工膜、土工格栅等。第二预定厚度阈值用于表征相邻两层合成材料层之间的最大间距，其值可根据实际需要预先设计。
回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表的预设高度的部分，也可称为防沉层。通过形成防沉层可使得地基土/岩沉降后在杆塔基础周边不易形成缝隙和汇水区，有利于提高地基阻止水渗透能力和地基承载能力。
采用本实施例提供的方法进行开挖回填类杆塔基础的施工，基土/岩和土工合成材料层共同形成了抗拔体，由此增强了杆塔基础回填土/岩的抗拔能力，提高了地基的抗拔性能和抗剪强度指标，并有利于杆塔基础的承载安全。
下面结合具体施工方法图例，对本发明的技术方案和优点进行详细的说明。如图2-图3d所示，本发明实施例二提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法包括：
步骤21：对施工场地开挖的且完成杆塔基础浇筑或装配施工的基坑，进行杂物清理，如图3a所示。
步骤22：自基坑的基底开始分层回填地基土/岩，包括：每次向基坑回填一层所述地基土/岩，就对当前回填的地基土/岩进行夯实，如图3b所示，并检测当前回填的地基土/岩经夯实后的密实度，直至检测到的密实度大于预定密实度阈值，向所述基坑回填下一层所述地基土/岩。
如此处理可保证回填的每层地基土/岩的密实度都能满足设计要求，进而提高地基土/岩的抗拔能力。可选的，为便于各层地基土/岩的夯实，每次向所述基坑回填的一层所述地基土/岩的厚度介于10cm至50cm之间；所述第一预定厚度阈值介于30cm至90cm之间；优选的，第一预定厚度阈值介于30cm至50cm之间。。
步骤23：在基坑当前回填的地基土/岩的厚度达到第一预定厚度阈值时，向所述基坑当前表面铺设一土工合成材料层，之后继续分层回填所述地基土/岩，直至最近铺设的土工合成材料层上的地基土/岩厚度达到第二预定厚度阈值时，在基坑当前表面铺设下一土工合成材料层，如图3c所示。
每次铺设一所述土工合成材料层包括：向所述基坑当前表面预定范围大小内平铺土工合成材料并拉紧，以得到无折皱且紧贴地基的土工合成材料层。最底层的所述土工合成材料层与所述杆塔基础的底板之间的距离介于10cm至30cm之间。
可选的，向所述基坑当前表面预定范围大小内平铺土工合成材料之前，还包括：测量基坑尺寸，根据测量结果剪裁土工合成材料，在单份剪裁后的土工合成材料的面积小于所述预定范围大小时，对多份剪裁后的土工合成材料进行拼接。本发明对工合成材料的拼接方式不受限制，例如：对多份剪裁后的土工合成材料可进行缝合、搭接或钉接等。相邻两层所述土工合成材料层的拼接线纵横交错，以提高土工合成材料和地基土/岩形成的抗拔体的整体抗拔能力。
可选的，向所述基坑当前表面预定范围大小内铺设一土工合成材料层之后继续分层铺设的所述地基土/岩中，每层所述地基土/岩均采用自土工合成材料层的中间向其四周追赶的方式进行回填，以在回填过程中保证土工合成材料层的平整度。
可选的，铺设的任一所述土工合成材料层的外缘线，与抗拔剪切包络面和所述基坑当前表面的水平交界线之间，保持预定距离；所述抗拔剪切包络面为：以所述杆塔基础的底板上表面边缘线为起点、且与竖直方向预定夹角延伸至施工场地地表的直线为抗拔剪切包络线，将所述抗拔剪切包络线沿所述底板上表面边缘线绕行一周的轨迹形成的曲面。在一种可选的实现方式中，所述预定距离介于0.8m至2m之间，优选的，所述预定距离介于0.5m至2m之间；和/或，所述预定角度的角度值介于10度至45度之间，优选的，所述预定角度的角度值介于20度至30度之间。
步骤24：继续分层回填地基土/岩，且在最近铺设的土工合成材料层上的地基土/岩厚度达到第二预定厚度阈值时，铺设下一土工合成材料层；重复执行，直至回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表预设高度，如图3d所示。
回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表的预设高度的部分，即防沉层。通过形成防沉层可使得地基土/岩沉降后在杆塔基础周边不易形成缝隙和汇水区，有利于提高地基阻止水渗透能力和地基承载能力。所述预设高度可根据实际需要设计，例如：所述预设高度可为所述施工场地地表以上至少20cm，优选的，所述预设高度可为所述施工场地地表以上20cm-30cm。所述第二预定厚度阈值介于20cm至60cm之间，优选的，所述第二预定厚度阈值介于25cm至60cm之间。
通过上述分析可知，本发明实施例提供的开挖回填类杆塔基础的回填施工方法，具有如下一种或多种优点：
1、在杆塔基础的底板上部回填地基土/岩中分层铺设土工合成材料层，利用土工合成材料较高的抗拉强度，将杆塔基础对地基的作用力扩散至更大范围，提高地基的抗拔性能；
2、回填地基土/岩中埋设土工合成材料层形成的复合地基，可改善回填地基的抗剪性能，提高其抗剪强度指标；
3、杆塔基础在上拔荷载作用下，地基一般表现为剪切破坏，上拔荷载与位移关系曲线表现为陡降型特征，属脆性破坏，而土工合成材料可改良杆塔基础底板上部回填地基的抗拔承载性能，上拔荷载作用时可提高基础荷载与位移关系曲线的塑性区，属延性破坏，有利于杆塔基础的承载安全。
在本发明上述各实施例中，实施例的序号仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明的装置和方法等实施例中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
Claims (10)
1.一种开挖回填类杆塔基础的回填施工方法，其特征在于，包括：
向开挖且完成杆塔基础浇筑或装配施工的基坑中，自所述基坑的基底开始分层回填地基土/岩，直至所述基坑当前回填的地基土/岩的厚度达到第一预定厚度阈值；
向所述基坑当前表面铺设一土工合成材料层，之后继续分层回填所述地基土/岩，直至最近铺设的土工合成材料层上的地基土/岩厚度达到第二预定厚度阈值；重复执行本步骤直至回填的地基土/岩的顶面高出施工场地地表预设高度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分层回填所述地基土/岩包括：每次向所述基坑回填一层所述地基土/岩，就对当前回填的地基土/岩进行夯实，并检测当前回填的地基土/岩经夯实后的密实度，直至检测到的密实度大于或等于预定密实度阈值，向所述基坑回填下一层所述地基土/岩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每次铺设一所述土工合成材料层包括：
向所述基坑当前表面预定范围大小内平铺土工合成材料并拉紧，以得到无折皱且紧贴地基的土工合成材料层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向所述基坑当前表面预定范围大小内平铺土工合成材料之前，还包括：
测量基坑尺寸，根据测量结果剪裁土工合成材料，在单份剪裁后的土工合成材料的面积小于所述预定范围大小时，对多份剪裁后的土工合成材料进行拼接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对多份剪裁后的土工合成材料进行拼接，包括：对多份剪裁后的土工合成材料进行缝合、搭接或钉接。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，相邻两层所述土工合成材料层的拼接线纵横交错。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述基坑当前表面预定范围大小内铺设一土工合成材料层之后继续分层铺设的所述地基土/岩中，每层所述地基土/岩均采用自土工合成材料层的中间向其四周追赶的方式进行回填。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铺设的任一所述土工合成材料层的外缘线，与抗拔剪切包络面和所述基坑当前表面的水平交界线之间，保持预定距离；所述抗拔剪切包络面为：以所述杆塔基础的底板上表面边缘线为起点、且与竖直方向预定夹角延伸至施工场地地表的直线为抗拔剪切包络线，将所述抗拔剪切包络线沿所述底板上表面边缘线绕行一周的轨迹形成的曲面。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述预定距离介于0.5m至2m之间；
和/或，
所述预定角度的角度值介于10度至45度之间。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一预定厚度阈值介于30cm至90cm之间；
和/或，
最底层的所述土工合成材料层与所述杆塔基础的底板之间的距离介于10cm至30cm之间；
和/或，
所述第二预定厚度阈值介于20cm至60cm之间；
和/或，
所述预设高度为所述施工场地地表以上至少20cm；
和/或，
每次向所述基坑回填的一层所述地基土/岩的厚度介于10cm至50cm之间。
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