CN105970996A - 用于输电线路的原状土基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于输电线路的原状土基础及其施工方法，属于输电线路杆塔基础技术领域。该原状土基础包括：混凝土预制主体、主筋、地脚螺栓、以及后注浆体；混凝土预制主体包括自上而下顺次连接的顶部预制段、中部预制段以及底部预制段；顶部预制段、中部预制段以及底部预制段均为圆柱体，顶部预制段、中部预制段以及底部预制段上沿其轴向方向分别设置有主筋预留孔，顶部预制段上沿其轴向方向还设置有地脚螺栓预留孔，后注浆体填充在混凝土预制主体与原状土坑坑壁之间的空隙中、主筋与主筋预留孔之间空隙中以及地脚螺栓与地脚螺栓预留孔之间的空隙中。该原状土基础结构简单，便于运输以及现场施工，有效提高施工效率并降低成本。

Description

用于输电线路的原状土基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及输电线路杆塔基础技术领域，特别涉及一种用于输电线路的原状土基础及其施工方法。

背景技术

杆塔基础是输电线路的重要组成部分，是铁塔与地基之间的连接与过渡，其作用是将铁塔对基础的作用力平稳、顺利地传递到地基中，从而不造成地基的失稳。特别是对于长距离高压输电线路来说，由于其所经过的地域较广，地形和地质条件复杂多样，更需要合理设计杆塔基础的型式，以保证长距离高压输电的正常进行。

原状土基础是丘陵或山区地区建设的高压输电线路常用的基础型式。采用原状土基础能够减少土石开方，保护环境。目前的原状土基础普遍采用现浇原状土基础，即将钢筋骨架置于原状土坑内，再向其中浇筑混凝土。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现浇原状土基础需要大量的钢筋和混凝土，成本较高。由于受地形条件的制约，钢筋和混凝土的运输比较困难，在原状土基础施工过程中，时常发生钢筋和混凝土无法运抵施工现场的情况。而且混凝土需要依靠人力搅拌，机械化程度低，使得现浇原状土基础的施工工期较长。据统计，在采用现浇原状土基础的输电线路中，基础的施工工期、劳动消耗量及造价在整个输电线路建设工程中所占的比例的均较高，其中，基础施工工期约占整体输电线路工程建设工期的60％、基础运输量约占整体运输量的50％、基础费用约占整体造价的25％～35％。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种成本低、施工周期短、便于运输的用于输电线路的原状土基础及其施工方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本发明提供一种用于输电线路的原状土基础，所述原状土基础设置在原状土坑内，所述原状土基础包括：混凝土预制主体、主筋、地脚螺栓以及后注浆体；所述混凝土预制主体包括自上而下顺次连接的顶部预制段、中部预制段以及底部预制段；所述顶部预制段、中部预制段以及底部预制段均为圆柱体，所述顶部预制段、中部预制段以及底部预制段上沿其轴向方向分别设置有主筋预留孔，所述主筋依次穿过所述顶部预制段、中部预制段以及底部预制段上的主筋预留孔后将所述顶部预制段、中部预制段以及底部预制段串接连接；所述顶部预制段上沿其轴向方向还设置有地脚螺栓预留孔，所述地脚螺栓设置在所述地脚螺栓预留孔内部；所述后注浆体填充在所述混凝土预制主体与原状土坑坑壁之间的空隙中、所述主筋与所述主筋预留孔之间空隙中以及所述地脚螺栓与所述地脚螺栓预留孔之间的空隙中。

进一步地，所述顶部预制段的下端面上设置有圆环形凸起或者圆环形凹槽；所述中部预制段的两个端面上分别设置有圆环形凸起以及圆环形凹槽；所述底部预制段的上端面上设置有圆环形凸起或者圆环形凹槽；所述圆环形凸起与所述圆环形凹槽互相配合。

进一步地，所述顶部预制段的下端、所述中部预制段的两端以及所述底部预制段的上端分别设置有环状楔形口；相邻的两个环状楔形口对合形成环状楔形槽。

进一步地，所述圆环形凸起与所述圆环形凹槽的表面涂覆有锚固剂。

进一步地，所述主筋预留孔靠近所述顶部预制段、中部预制段以及底部预制段的边缘；所述地脚螺栓预留孔靠近所述顶部预制段的中心。

进一步地，所述主筋预留孔设置有多个，所述主筋预留孔沿所述顶部预制段、中部预制段以及底部预制段的圆周方向均匀分布；所述地脚螺栓预留孔也设置有多个，所述地脚螺栓预留孔沿所述顶部预制段的圆周方向均匀分布。

进一步地，所述中部预制段以及所述底部预制段为中空圆柱体。

进一步地，所述混凝土预制主体还包括：过渡预制段；所述过渡预制段设置在所述顶部预制段和所述中部预制段之间；所述过渡预制段为圆柱体，所述过渡预制段上沿其轴向方向还设置有地脚螺栓预留孔以及主筋预留孔；所述过渡预制段的两个端面上分别设置有所述圆环形凸起以及所述圆环形凹槽；所述过渡预制段的两端还分别设置有所述环状楔形口。

进一步地，所述顶部预制段、过渡预制段、中部预制段以及底部预制段沿主筋预留孔外侧设置有第一环向箍筋；所述第一环向箍筋紧贴所述主筋预留孔外侧。

进一步地，所述顶部预制段以及过渡预制段沿所述地脚螺栓预留孔外侧设置有第二环向箍筋，所述第二环向箍筋紧贴所述地脚螺栓预留孔外侧。

进一步地，所述顶部预制段、过渡预制段以及底部预制段的数量均为1个，所述中部预制段的数量为2个以上。

另一方面，本发明提供一种所述原状土基础的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

步骤a，将所述底部预制段下放入所述原状土坑底部，然后将所述主筋伸入所述底部预制段的主筋预留孔中；

步骤b，将剩余预制段依次穿过所述主筋进行组装，形成所述混凝土预制主体；

步骤c，将地脚螺栓放入所述地脚螺栓预留孔中；

步骤d，向所述混凝土预制主体与原状土坑坑壁之间的空隙、所述主筋与所述主筋预留孔之间空隙以及所述地脚螺栓与所述地脚螺栓预留孔之间的空隙中注入浆体，即得所述原状土基础。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供的原状土基础中的混凝土主体采用预制形式，由标准化的预制段拼装而成。各预制段之间通过钢筋串接连接，混凝土预制主体与原状土坑坑壁之间的空隙、主筋与主筋预留孔之间空隙中以及地脚螺栓与地脚螺栓预留孔之间的空隙采用高强度混凝土压力后注浆进行填充粘结。本发明实施例提供的原状土基础中单个预制段的体积小、重量轻，便于山区运输，有效提高运输效率。而且预制段拼装工序简单，便于施工操作，减少现场人工作业量和作业工序，与目前的现浇原状土基础相比可节约施工周期70％以上，大幅提高山区线路基础施工效率。此外，预制段可以工厂化加工，与目前的现浇原状土桩基础相比，其浇筑和养护质量更易控制，有利于提高原状土基础整体质量。综上，本发明实施例提供的原状土基础结构简单，承载性能良好，便于山区运输以及现场拼装施工，有效提高施工效率。本发明实施例提供的原状土基础适用于各类型输电线路建设，特别适用于丘陵或山区高压输电线路的建设。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的原状土基础的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的原状土基础中顶部预制段的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的原状土基础中中部预制段的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明实施例提供的原状土基础中底部预制段的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的原状土基础中过渡预制段的结构示意图；

图7为图2的俯视剖视图。

图中附图标记分别表示：

1-顶部预制段，2-过渡预制段，3-中部预制段，4-底部预制段，

5-圆环形凸起，6-圆环形凹槽，7-环状楔形口，8-主筋预留孔，

9-地脚螺栓预留孔，10-锚固剂，11-后注浆体，12-主筋，

13-地脚螺栓，14-原状土坑坑壁，15-第一环向箍筋，16-第二环向箍筋。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例第一方面提供一种用于输电线路的原状土基础，该原状土基础设置在原状土坑内，参见图1并结合图2～5，该原状土基础包括：混凝土预制主体、主筋12、地脚螺栓13以及后注浆体11。

混凝土预制主体包括自上而下顺次连接的顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4。

顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4均为圆柱体，顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4上沿其轴向方向分别设置有主筋预留孔8，主筋12依次穿过顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4上的主筋预留孔8后将顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4串接连接。

顶部预制段1上沿其轴向方向还设置有地脚螺栓预留孔9，地脚螺栓13设置在地脚螺栓预留孔9内部。

后注浆体11填充在混凝土预制主体与原状土坑坑壁14之间的空隙中、主筋12与主筋预留孔8之间空隙中以及地脚螺栓13与地脚螺栓预留孔9之间的空隙中。

本发明实施例提供的原状土基础的混凝土主体采用预制形式，由标准化的预制段拼装而成，是一种装配式原状土基础。各预制段之间通过钢筋串接连接，混凝土预制主体与原状土坑坑壁之间的空隙、主筋与主筋预留孔之间空隙中以及地脚螺栓与地脚螺栓预留孔之间的空隙采用高强度混凝土压力后注浆进行填充粘结。利用该原状土基础施工过程中，首先将底部预制段4下放入原状土坑底部，然后将主筋12伸入底部预制段4的主筋预留孔8中；再将剩余预制段依次穿过主筋12进行组装从而形成混凝土预制主体；将地脚螺栓13放入地脚螺栓预留孔9中后向混凝土预制主体与原状土坑坑壁14之间的空隙、主筋12与主筋预留孔8之间空隙以及地脚螺栓13与地脚螺栓预留孔9之间的空隙中注入浆体，即完成该原状土基础的施工。

本发明实施例提供的原状土基础中单个预制段的体积小、重量轻，便于便于山区运输，有效提高运输效率。而且预制段拼装工序简单，便于施工操作，减少现场人工作业量和作业工序，与目前的现浇原状土基础相比可节约施工周期70％以上，大幅提高山区线路基础施工效率。此外，预制段可以工厂化加工，与目前的现浇原状土桩基础相比，其浇筑和养护质量更易控制，有利于提高原状土基础整体质量。

综上，本发明实施例提供的原状土基础结构简单，承载性能良好，便于山区运输以及现场拼装施工，有效提高施工效率。该原状土基础适用于各类型输电线路建设，特别适用于丘陵或山区高压输电线路的建设。

进一步地，在上述原状土基础中，为了使相邻两个预制段之间的连接更加牢固，防止预制段之间发生相对移动，因此相邻两个预制段相接触的表面上设置有凹凸圆环形咬合接触面。具体来说，即在顶部预制段1的下端面上设置圆环形凸起5或者圆环形凹槽6；在中部预制段3的两个端面上分别设置圆环形凸起5以及圆环形凹槽6；在底部预制段4的上端面上设置圆环形凸起5或者圆环形凹槽6；圆环形凸起5与圆环形凹槽6互相配合，圆环形凹槽6的宽度略大于圆环形凸起5的宽度。圆环形凸起5的表面和圆环形凹槽6的表面即为上述的凹凸圆环形咬合接触面。参见图2～5，当顶部预制段1的下端面设置圆环形凹槽6时，中部预制段3的上端面设置圆环形凸起5、其下端面设置圆环形凹槽6，底部预制段4的上端面设置圆环形凸起5。同样地，也可以在顶部预制段1的下端面设置圆环形凸起5，此时，中部预制段3的上端面设置圆环形凹槽6、其下端面设置圆环形凸起5，底部预制段4的上端面设置圆环形凹槽6。

进一步地，在上述原状土基础中，顶部预制段1的下端、中部预制段3的两端以及底部预制段4的上端分别设置有环状楔形口7；相邻的两个环状楔形口7对合形成环状楔形槽。环状楔形口7向预制段圆心设置有一定的倾斜角，倾斜的角度可以为15°～30°，例如16°、18°、20°、22°、24°、26°、28°等，优选20°。参见图1，对合形成的环状楔形槽开口大小由内向外逐渐减小。楔形圆环宽度视预制段直径确定。环状楔形口7一方面能增强后注浆体11与各预制段间的粘结咬合作用，增强基础整体性，另一方面对于需设置主筋接头的原状土基础，环状楔形口7便于主筋机械连接的施工操作。

进一步地，在上述原状土基础中，为增强相邻两个预制段之间的连接锚固强度，在圆环形凸起5和圆环形凹槽6的表面涂覆有锚固剂10。锚固剂10可以可以采用无机锚固剂。

进一步地，在上述原状土基础中，主筋预留孔8靠近顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4的边缘；地脚螺栓预留孔6靠近顶部预制段1的中心。其中，主筋预留孔8可设置有多个并且沿顶部预制段1、中部预制段3以及底部预制段4的圆周方向均匀分布。地脚螺栓预留孔9也设置有多个并且沿顶部预制段1的圆周方向均匀分布。主筋预留孔8和地脚螺栓预留孔9的具体数量本发明实施例不作特殊限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行确定。

进一步地，在上述原状土基础中，为了减轻预制段的重量并减少混凝土用量、降低成本，中部预制段3以及底部预制段4采用中空圆柱体形式。中空圆柱体的壁厚本发明实施例也不作特殊限定，但是要保证最终得到的原状土基础的力学性能。采用中空形式的预制段可以在保证力学性能的前提下，最大程度的减少混凝土用量，能够节约混凝土20％以上，综合造价降低25％以上。

进一步地，参见图1并结合图6，上述原状土基础的混凝土预制主体还包括：过渡预制段2。过渡预制段2设置在顶部预制段1和中部预制段3之间，过渡预制段2也为圆柱体，并且沿其轴向方向也设置有主筋预留孔8。需要说明的是，过渡预制段2上也设置有用于安装地脚螺栓13的地脚螺栓预留孔，与顶部预制段1不同的是，过渡预制段2上设置的地脚螺栓预留孔为盲孔，即地脚螺栓13在过渡预制段2内的下入深度为过渡预制段2高度的一部分，并没有贯穿过渡预制段2。地脚螺栓预留槽的深度可以为过渡预制段2高度的1/4、1/3或者1/2。同时，过渡预制段2的两个端面上也分别设置有圆环形凸起5以及圆环形凹槽6；其两端也分别设置有环状楔形口7。为了减轻过渡预制段2的重量，可以将过渡预制段2中地脚螺栓预留槽以下的部分设置为空心结构。

进一步地，参见图2～7，为了提高混凝土预制主体的强度，顶部预制段1、过渡预制段2、中部预制段3以及底部预制段4沿主筋预留孔8外侧设置有第一环向箍筋15，第一环向箍筋15紧贴主筋预留孔8外侧。同时，顶部预制段1以及过渡预制段2沿地脚螺栓预留孔9外侧还设置有第二环向箍筋16，第二环向箍筋16紧贴地脚螺栓预留孔9外侧。本领域技术人员可以理解的是，第一环向箍筋15和第二环向箍筋16位于相应预制段的内部。第一环向箍筋15可以沿各预制段的轴向(即各预制段的高度方向)设置多条，第一环向箍筋15的数量以及相邻两条第一环向箍筋15之间的距离由具体工程实际确定。相邻两条第一环向箍筋15之间的距离可以为130～170mm，例如140mm、150mm、160mm等，优选为150mm。同样地，第二环向箍筋16也可以沿各预制段的轴向(即各预制段的高度方向)设置多条，第二环向箍筋16的数量以及相邻两条第二环向箍筋16之间的距离由具体工程实际确定。相邻两条第二环向箍筋16之间的距离可以为180～220mm，例如190mm、200mm、210mm等，优选为200mm。第一环向箍筋15和第二环向箍筋16所用的钢筋的直径本发明实施例不作特殊限定，本领域技术人员可以根据实际情况确定。

进一步地，在上述原状土基础中，顶部预制段1、过渡预制段2以及底部预制段4的数量均为1个，中部预制段3的数量没有严格的限定，例如可以为2个或者2个以上。顶部预制段1、过渡预制段2、中部预制段3以及底部预制段4的直径应当保持一致，并且其直径较设计桩径小200mm～300mm，从而使最终形成的混凝土预制主体距原状土坑壁14的距离为100mm～150mm之间。顶部预制段1、过渡预制段2、中部预制段3以及底部预制段4的高度没有严格的限定，可以根据原状土坑的深度确定，在满足原状土基础力学性能要求的前提下，可以减小单个预制段的高度来减小单个预制段的重量，以便于丘陵和山区运输，单个预制段的重量优选50～100Kg，例如可以为60Kg、70Kg、80Kg、90Kg等。

本发明实施例提供的原状土基础可以采用以下的施工方法进行施工，具体包括以下步骤：

步骤1，将底部预制段4下放入原状土坑底部，然后将主筋12伸入底部预制段4的主筋预留孔8中。

步骤2，将剩余预制段按照中部预制段3、过渡预制段2、顶部预制段1的顺序依次穿过主筋12进行组装，形成混凝土预制主体。

步骤3，将地脚螺栓13放入地脚螺栓预留孔9中。

步骤4，向混凝土预制主体与原状土坑坑壁14之间的空隙、主筋12与主筋预留孔8之间空隙以及地脚螺栓13与地脚螺栓预留孔9之间的空隙中注入浆体，即得原状土基础。

进一步地，在上述的施工方法中，在对各预制段进行组装之前，先在各预制段的圆环形凸起5以及圆环形凹槽6的表面(即凸凹圆环形咬合接触面)上均匀涂覆无机锚固剂。

综上，本发明实施例提供了一种装配式原状土基础，该原状土基础构造新颖，整体和局部构造合理，承载力强，满足设计规范要求。与现有的现浇原状土桩基础相比，在同等设计条件情况下，采用本发明实施例提供的原状土基础能够节约施工周期70％以上，节约混凝土20％以上，综合造价降低25％以上，具有显著的综合经济效益和环境效益。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于输电线路的原状土基础，所述原状土基础设置在原状土坑内，其特征在于，所述原状土基础包括：混凝土预制主体、主筋(12)、地脚螺栓(13)以及后注浆体(11)；

所述混凝土预制主体包括自上而下顺次连接的顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)；

所述顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)均为圆柱体，所述顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)上沿其轴向方向分别设置有主筋预留孔(8)，所述主筋(12)依次穿过所述顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)上的主筋预留孔(8)后将所述顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)串接连接；

所述顶部预制段(1)上沿其轴向方向还设置有地脚螺栓预留孔(9)，所述地脚螺栓(13)设置在所述地脚螺栓预留孔(9)内部；

所述后注浆体(11)填充在所述混凝土预制主体与原状土坑坑壁(14)之间的空隙中、所述主筋(12)与所述主筋预留孔(8)之间空隙中以及所述地脚螺栓(13)与所述地脚螺栓预留孔(9)之间的空隙中。

2.根据权利要求1所述的原状土基础，其特征在于，所述顶部预制段(1)的下端面上设置有圆环形凸起(5)或者圆环形凹槽(6)；

所述中部预制段(3)的两个端面上分别设置有圆环形凸起(5)以及圆环形凹槽(6)；

所述底部预制段(4)的上端面上设置有圆环形凸起(5)或者圆环形凹槽(6)；

所述圆环形凸起(5)与所述圆环形凹槽(6)互相配合。

3.根据权利要求2所述的原状土基础，其特征在于，所述顶部预制段(1)的下端、所述中部预制段(3)的两端以及所述底部预制段(4)的上端分别设置有环状楔形口(7)；

相邻的两个环状楔形口(7)对合形成环状楔形槽。

4.根据权利要求2所述的原状土基础，其特征在于，所述圆环形凸起(5)与所述圆环形凹槽(6)的表面涂覆有锚固剂(10)。

5.根据权利要求1所述的原状土基础，其特征在于，所述主筋预留孔(8)靠近所述顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)的边缘；所述地脚螺栓预留孔(6)靠近所述顶部预制段(1)的中心。

6.根据权利要求5所述的原状土基础，其特征在于，所述主筋预留孔(8)设置有多个，所述主筋预留孔(8)沿所述顶部预制段(1)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)的圆周方向均匀分布；

所述地脚螺栓预留孔(9)也设置有多个，所述地脚螺栓预留孔(9)沿所述顶部预制段(1)的圆周方向均匀分布。

7.根据权利要求1所述的原状土基础，其特征在于，所述中部预制段(3)以及所述底部预制段(4)为中空圆柱体。

8.根据权利要求3所述的原状土基础，其特征在于，所述混凝土预制主体还包括：过渡预制段(2)；

所述过渡预制段(2)设置在所述顶部预制段(1)和所述中部预制段(3)之间；所述过渡预制段(2)为圆柱体，所述过渡预制段(2)上沿其轴向方向还设置有地脚螺栓预留孔以及主筋预留孔(8)；

所述过渡预制段(2)的两个端面上分别设置有所述圆环形凸起(5)以及所述圆环形凹槽(6)；所述过渡预制段(2)的两端还分别设置有所述环状楔形口(7)。

9.根据权利要求8所述的原状土基础，其特征在于，所述顶部预制段(1)、过渡预制段(2)、中部预制段(3)以及底部预制段(4)沿主筋预留孔(8)外侧设置有第一环向箍筋(15)；所述第一环向箍筋(15)紧贴所述主筋预留孔(8)外侧。

10.根据权利要求8所述的原状土基础，其特征在于，所述顶部预制段(1)以及过渡预制段(2)沿所述地脚螺栓预留孔(9)外侧设置有第二环向箍筋(16)，所述第二环向箍筋(16)紧贴所述地脚螺栓预留孔(9)外侧。

11.根据权利要求8所述的原状土基础，其特征在于，所述顶部预制段(1)、过渡预制段(2)以及底部预制段(4)的数量均为1个，所述中部预制段(3)的数量为2个以上。

12.一种权利要求1～11任一项所述的原状土基础的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

步骤a，将所述底部预制段(4)下放入所述原状土坑底部，然后将所述主筋(12)伸入所述底部预制段(4)的主筋预留孔(8)中；

步骤b，将剩余预制段依次穿过所述主筋(12)进行组装，形成所述混凝土预制主体；

步骤c，将地脚螺栓(13)放入所述地脚螺栓预留孔(9)中；

步骤d，向所述混凝土预制主体与原状土坑坑壁(14)之间的空隙、所述主筋(12)与所述主筋预留孔(8)之间空隙以及所述地脚螺栓(13)与所述地脚螺栓预留孔(9)之间的空隙中注入浆体，即得所述原状土基础。