CN103306290B - 冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，包括：自基坑的基底开始分层回填第一冻土，其中：每次向基坑回填一层第一冻土，就对当前回填的第一冻土层进行夯实，并检测当前回填的第一冻土层经夯实后的土体密度，直至检测值大于预定土体密度向基坑回填下一层第一冻土；第一冻土为在开挖基坑得到的粒径小于或等于预定粒径的颗粒状或成块原状冻土；在基坑经夯实后的第一冻土的顶面位于基坑内的预定高度范围内时，向基坑回填第二冻土，直至回填的第二冻土的顶面高出冻土区场地地表预设高度；第二冻土为开挖基坑得到的粒径大于预定粒径的成块原状冻土；对杆塔基础进行静置处理。本发明可实现冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填。

Description

冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法

技术领域

本发明涉及输电线路杆塔基础工程技术，尤其涉及一种冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法。

背景技术

冻土(frozen ground)是温度低于0℃的含有冰的土和/或岩石，对温度非常敏感。在自然界根据存在时间的长短分为季节冻土和多年冻土等。冻土区一般是指多年冻土区，在我国主要分布在青藏高原、西部高山地带、东北的大小兴安岭等地。由于冻土对温度非常敏感，因此冻土区地基冻结与否直接影响地基阻止水渗透能力和地基承载能力。

开挖回填类杆塔基础是输电线路工程常用基础形式之一，其是在人工或机械开挖而成的基坑内现场浇筑或预制装配形成基础结构，通过向基坑内回填土使杆塔基础与地基土共同形成一承载体。传统的冻土区输电线杆塔基础回填土施工要求在低温季节进行施工，施工方法主要包括：向基坑分层回填并夯实开挖基坑的原状冻土，完成回填之后对杆塔基础静置处理至少一个冻融循环即一年，之后才能在杆塔基础上进行立塔和架线施工。

上述现有技术存在的缺陷主要包括：杆塔基础的静置期较长，导致施工周期长，相应增加了人力、物力、财力等耗费；如原状冻土粒径较大则难以甚至无法夯实，使得回填土的土体密实度无法满足设计要求，并且实践表明该施工方法地基回冻效果和保持冻结状态较差，给输电杆塔基础施工质量造成很大影响。

发明内容

本发明提供一种冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，用以实现冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填，由此缩短施工周期，降低成本，改善施工质量。

本发明提供一种冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，包括：

向冻土区场地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第一冻土，其中：每次向所述基坑回填一层所述第一冻土，就对当前回填的第一冻土层进行夯实，并检测当前回填的第一冻土层经夯实后的土体密度，直至检测到的土体密度大于预定土体密度，向所述基坑回填下一层所述第一冻土；所述第一冻土为在所述冻土区场地开挖所述基坑得到的、粒径小于或等于预定粒径的颗粒状或成块原状冻土；

在所述基坑经夯实后的所述第一冻土的顶面位于所述基坑内的预定高度范围时，向所述基坑回填第二冻土，直至回填的所述第二冻土的顶面高出所述冻土区场地地表预设高度；所述第二冻土为所述冻土区场地开挖所述基坑得到的、粒径大于所述预定粒径的成块原状冻土；

对所述杆塔基础进行静置处理且静置时长大于或等于预设静置期。

本发明提供的冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，具有如下优点：

1、将基坑视为连续分布的第一区域和第二区域，第一区域靠近基坑底部，第二区域位于第一区域的上方，对第一区域和第二区域采用不同的方法回填地基土，其中：

利用颗粒状和成块原状的第一冻土的成块粒径较小、级配较好，易夯实的特性，对基坑的第一区域分层回填第一冻土，并在每填一层第一冻土之后对其进行夯实，以提高基坑的第一区域的土体密实度；

利用第二冻土成块粒径较大的特性，在基坑的第二区域回填第二冻土，这相当于在基坑的第二区域形成多孔介质层，通过多孔介质层改善了低温季节回填有第二冻土的地基层内部空气对流，提高了回填地基土热量的消散速度，加快了第一冻土和第二冻土的回冻速度，有利于保证基坑冻结区域内回填的第一冻土及基坑基底以下原状冻土保持冻结状态，杆塔基础静置期缩短，也相应缩短了施工周期，降低人力、物力、财力等成本，改善了输电线路杆塔基础的施工质量。

2、根据冻土融沉的特点，向基坑内回填的第二冻土的顶面高度高于地表预定高度，使得冻土融沉后在杆塔基础周边也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。此外，在高温季节，因地基土自然固结和第二区域冻土的融沉，提高了第二冻土层的密实度，这相当于在空气与第一冻土层之间形成了隔热层，有利于保持第一冻土层及基坑基底以下原状冻土层的冻结状态，有利于保持其冻结强度。

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冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法的流程示意图；

图3a为本发明清理基坑的施工方法图例；

图3b为在图3a所示的基坑内回填第一冻土并夯实的施工方法图例；

图3c为在图3b所示的基坑内回填下一层第一冻土的施工方法图例；

图3d为在图3c所示的基坑回填第二冻土的施工方法图例。

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。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。

本发明以下实施例的序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

图1为本发明实施例一提供的冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法的流程示意图。如图1所示的方法包括：

步骤11：向冻土区场地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第一冻土，其中：每次向所述基坑回填一层所述第一冻土，就对当前回填的第一冻土层进行夯实，并检测当前回填的第一冻土层经夯实后的土体密度，直至检测到的土体密度大于预定土体密度，向所述基坑回填下一层所述第一冻土；所述第一冻土为在所述冻土区场地开挖所述基坑得到的、粒径小于或等于预定粒径的颗粒状或成块原状冻土。

可选的，所述预定粒径可为10cm-30cm之间的任一值，如15cm、25cm或30cm等。第一冻土可采用人工回填或机械回填。每次向所述基坑回填的一层所述第一冻土的厚度为：10cm-50cm。所述预定土体密度为：所述冻土区场地原状冻土的土体密度的0.9倍。所述冻土区场地原状冻土的土体密度可通过勘测预先获取。

步骤12：在所述基坑经夯实后的所述第一冻土的顶面位于所述基坑内的预定高度范围内时，向所述基坑回填第二冻土，直至回填的所述第二冻土的顶面高出所述冻土区场地地表预设高度；所述第二冻土为所述冻土区场地开挖所述基坑得到的、粒径大于所述预定粒径的成块原状冻土。

可选的，所述基坑内的预定高度范围为：所述基坑内自所述冻土区场地原状冻土层的多年冻土天然上限，到所述冻土区场地地表以下100cm之间的范围。多年冻土天然上限是指天然条件下多年冻土层顶板的埋藏深度。所述冻土区场地原状冻土层的多年冻土天然上限，可通过对所述冻土区场地进行地质勘测预先获取。第二冻土也可采用人工回填或机械回填。

步骤13：对所述杆塔基础进行静置处理且静置时长大于或等于预设静置期。

可选的，预设静置期为2-6个月。在对所述杆塔基础静置处理期间，如果所述基坑回填的第二冻土的顶部形成有积水坑，对所述积水坑及时进行填土处理。在预设静置期届满之后，可在所述杆塔基础上架设输电线路杆塔、架设电线等。

本发明提供的冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，将基坑开挖得到的成块原状冻土按粒径大小，采用不同方式进行回填。

例如：在基坑的第一区域(如基坑中自基坑底部到多年冻土天然上限之间的区域)，分层回填粒径小于或等于20cm的第一冻土，并在每填一层第一冻土之后对其进行夯实，以提高基坑的第一区域的土体密实度，进而有利于低温季节地基回冻，高温季节保持冻结状态。

又例如：在基坑的第二区域(如基坑中第一区域以上的区域)，回填粒径大于20cm的第二冻土，且回填的第二冻土的顶面高出地表预定高度，对第二冻土的回填不分层也不夯实。如此处理的好处在于，一方面可利用第二冻土成块粒径较大的特性，在基坑的第二区域形成多孔介质层，通过多孔介质层改善低温季节回填有第二冻土地基层内部地表和基坑下部区域之间的空气对流，加快了基坑的第二区域回填的第一冻土的回冻速度，提高地基土回冻冻结效果，同时，高温季节因第二冻土层固结及融沉，在空气与第一冻土层之间形成隔热层，有利于保持第一冻土层的冻结状态，从而缩短杆塔基础静置期，进而缩短施工周期、降低成本；另一方面向基坑回填的第二冻土的顶面高度高出地表预定高度，因此即便冻土融沉，在杆塔基础周边也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。

下面结合具体施工方法图例，对本发明的技术方案进行详细的说明。如图2-图3d所示，本发明实施例二提供的冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法包括：

步骤21：对冻土区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：向基坑内回填一层第一冻土，当前回填的第一冻土层的厚度小于50cm，如当前回填的第一冻土层的厚度为：10cm-50cm等，如图3b所示。

其中，所述第一冻土为在所述冻土区场地开挖所述基坑得到的粒径小于或等于20cm的颗粒状或成块原状冻土。第一冻土可通过人工回填或机械回填。

由于冻土区场地开挖的基坑，容易受阳光直射、局部剧烈扰动的影响而发生冻土溶解、基坑塌方等现象，因此，在完成杆塔基础浇筑或装配施工之后，最好尽快开始基坑回填土处理。例如：自所述杆塔基础浇筑或装配施工完成时刻的3天内，开始基坑的回填土处理，即开始向所述基坑分层回填所述第一冻土。

步骤23：对当前回填的第一冻土层进行夯实。

步骤24：检测当前回填的第一冻土层经夯实后的土体密度。

步骤25：判断检测到的土体密度是否大于冻土区场地原状冻土的土体密度的0.9倍，如果是，则执行步骤26；否则执行步骤23。

所述冻土区场地原状冻土的土体密度，可通过地质勘测预先获得。

步骤26：判断基坑经夯实后的第一冻土的顶面是否略高出多年冻土天然上限，如果是，则执行步骤28；否则执行步骤27。

多年冻土天然上限是指天然条件下多年冻土层顶板的埋藏深度，该界限通常位于冻土区场地地表以下2-3m处，可通过地质勘测预先获取。

步骤27：向基坑内回填下一层第一冻土，当前回填的第一冻土层的厚度小于50cm，如当前回填的第一冻土层的厚度为：10cm-50cm等，如图3c所示，执行步骤23。

第一冻土可通过人工回填或机械回填。

步骤28：向基坑回填第二冻土，直至回填的第二冻土的顶面高出冻土区场地地表以上至少50cm，如图3d所示，对第二冻土的回填既不分层也不夯实。

所述第二冻土为所述冻土区场地开挖所述基坑得到的粒径大于20cm的成块原状冻土。所述第二冻土采用人工回填或机械回填。对第二冻土不分层回填也不夯实，以形成多孔介质层，有利于增加未夯实的第二冻土层内的空气对流，便于回填的第一冻土和第二冻土等地基土快速回冻。

步骤29：对所述杆塔基础进行静置处理且静置时长大于或等于预设静置期，所述预设静置期为2-6个月。

在对所述杆塔基础静置处理期间，如果所述基坑回填的第二冻土的顶部形成有积水坑，对所述积水坑进行填土处理。

在杆塔基础静置期届满之后，可在杆塔基础上架设输电线路杆塔等。

通过上述分析可知，本发明提供的冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，具有如下优点：

1、将基坑视为连续分布的第一区域和第二区域，第一区域靠近基坑底部，第二区域位于第一区域的上方，对第一区域和第二区域采用不同的方法回填地基土，其中：

利用颗粒状和成块原状的第一冻土的成块粒径较小、级配较好，易夯实的特性，对基坑的第一区域分层回填第一冻土，并在每填一层第一冻土之后对其进行夯实，以提高基坑的第一区域的土体密实度；

利用第二冻土成块粒径较大的特性，在基坑的第二区域回填第二冻土，这相当于在基坑的第二区域形成多孔介质层，通过多孔介质层改善了低温季节回填有第二冻土的地基层内部空气对流，提高了回填地基土热量的消散速度，加快了第一冻土和第二冻土的回冻速度，有利于保证基坑冻结区域内回填的第一冻土及基坑基底以下原状冻土保持冻结状态，杆塔基础静置期缩短，也相应缩短了施工周期，降低人力、物力、财力等成本，改善了输电线路杆塔基础的施工质量。

2、根据冻土融沉的特点，向基坑内回填的第二冻土的顶面高度高于地表预定高度，使得冻土融沉后在杆塔基础周边也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。此外，在高温季节，因地基土自然固结和第二区域冻土的融沉，提高了第二冻土层的密实度，这相当于在空气与第一冻土层之间形成了隔热层，有利于保持第一冻土层及基坑基底以下原状冻土层的冻结状态，有利于保持其冻结强度。

需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域普通技术人员可以知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，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。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种冻土区杆塔基础地基土快速回冻回填施工方法，其特征在于，包括：

向冻土区场地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第一冻土，其中：每次向所述基坑回填一层所述第一冻土，就对当前回填的第一冻土层进行夯实，并检测当前回填的第一冻土层经夯实后的土体密度，直至检测到的土体密度大于预定土体密度，向所述基坑回填下一层所述第一冻土；所述第一冻土为在所述冻土区场地开挖所述基坑得到的、粒径小于或等于预定粒径的成块原状冻土；

在所述基坑经夯实后的所述第一冻土的顶面位于所述基坑内的预定高度范围内时，向所述基坑回填第二冻土，直至回填的所述第二冻土的顶面高出所述冻土区场地地表预设高度；所述第二冻土为所述冻土区场地开挖所述基坑得到的、粒径大于所述预定粒径的成块原状冻土；

对所述杆塔基础进行静置处理且静置时长大于或等于预设静置期。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每次向所述基坑回填的一层所述第一冻土的厚度为：10cm-50cm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定土体密度为：所述冻土区场地原状冻土的土体密度的0.9倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基坑内的预定高度范围为：所述基坑内自所述冻土区场地原状冻土层的多年冻土天然上限，到所述冻土区场地地表以下100cm之间的范围。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二冻土的顶面高出所述冻土区场地地表的所述预设高度为：所述冻土区场地地表以上至少50cm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设静置期为2-6个月。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在对所述杆塔基础静置处理期间，如果所述基坑回填的第二冻土的顶部形成有积水坑，对所述积水坑进行填土处理。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，向所述基坑分层回填所述第一冻土，具体为：自所述杆塔基础浇筑或装配施工完成时刻的3天内，向所述基坑分层回填所述第一冻土。

9.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述第一冻土和/或所述第二冻土采用人工回填或机械回填。

10.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述预定粒径为10cm-30cm之间的任一值。