CN107476327B - 窄基单立柱台阶基础施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窄基单立柱台阶基础施工方法，包括以下具体步骤：先进行基础验坑并进行坑底修整、垫层养生数据放样、绑扎并加固立柱钢筋笼、螺栓样板在钢筋笼上定位且将螺栓组固定、钢筋笼防扭曲的刚性固定、台阶模板安装及固定、立柱模板安装及固定、基础浇制前验收检查、基础浇筑并修正痕迹、检验基础数据进行回填土作业。本发明有效克服了开挖后无中心桩数据参照，基础立柱钢筋笼跨度较大不稳定和地脚螺栓组难以安装固定的问题，有效控制了大混凝土立柱外面的外变形情况，顺利的完成了施工任务，减少了钢梁和钢管的使用数量，节基础浇制后数据控制良好，在窄基单立柱台阶基础施工工艺和质量控制方面取得了很好的效果，工程质量优良率达98%以上。

Description

窄基单立柱台阶基础施工方法

一、技术领域：

本发明涉及一种窄基单立柱台阶基础施工方法，属于输电线路台阶基础施工技术领域。

二、背景技术：

目前国内的输电线路台阶基础设计大多以四个单独基坑的台阶式为多，但是在某些特殊地域，例如我国的海南省，运行线路经常要考虑受到强台风的侵袭，要求铁塔基础具有较大的自重和较小的占地面积，于是就出现了窄基单立柱台阶式基础。此类型基础具有大的混凝土量和自重，可以保证送电铁塔在极端恶劣天气下的稳定性，同时具有较小的根开和占地面积。其特点是基础立柱由常规普通基础的四个合并为一个，地脚螺栓组均在一个立柱内，此种类型的基础开挖后就出现中心桩缺失，而且由于下部底板面积很大，8～10米，导致开挖较大，如采用常规基础施工用的支模就会出现钢梁跨度大、稳定性差、纵向钢管支撑需要在底层内安装等种种难点限制。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对窄基单立柱基础底板面积较大、开挖面积大，采用常规基础施工支模方法存在钢梁跨度大、稳定性差、纵向钢管支撑需要在底层内安装等施工难点，提供一种窄基单立柱台阶基础施工方法，有效克服了开挖后无中心桩数据参照，基础立柱钢筋笼跨度较大不稳定和地脚螺栓组难以安装固定的问题；同时有效控制了大混凝土立柱外面的外变形情况，顺利的完成了施工任务，同时减少了钢梁和钢管的使用数量，节约了部分的材料，基础浇制后数据控制良好，基础外观观感良好。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种窄基单立柱台阶基础施工方法，包括以下具体步骤：

A、先进行基础验坑并进行坑底修整：利用经纬仪，在开挖前钉立在基坑坑角的辅助角桩及二等分桩位置上操作仪器，放样角平分线和坑角线，将坑底标高修整至设计范围内，然后浇制混凝土垫层，其中：坑底的高程计算从设计的中心桩标高加减基础升降值到基础顶面高程加基础全高到坑底，转角塔需要考虑预高值的增加，垫层浇制过程中保证垫层的标高，保持垫层制作的水平度，减少垫层的高差，垫层边缘采用木条进行勾边封堵；

B、垫层养生放样：垫层养生完成并达到强度后，利用经纬仪在垫层上放样出角平分线和45度的角线，在放样的线上根据中心点的交点，由中心向外放射性的量取确定相关各个点的位置，即、螺栓组中心相对于钢筋笼的相对位置，螺栓组中心到中心交点的位置，钢筋笼的四角相对于中心交点即中心桩的位置，四条边的位置，每一层台阶在底层上的投影位置；根据放样点的位置将钢筋放至坑底水泥垫层上，进行钢筋绑扎作业流程，在垫层上标明各个点的具体位置，利用粉墨弹线在垫层上放样；

C、绑扎并加固立柱钢筋笼：通过经纬仪测量控制钢筋笼的位置并进行固定工作，钢筋的数量按照设计距离水平分布，在垫层上用电钻转孔的方式进行钢筋的下部固定，钢筋的下料长度提前预留出下部插入垫层的长度部分，钢筋固定时，要求垫层的强度必须达到70﹪以上；钢筋笼的下部位置由垫层上的放样点控制，上部焊接固定后，利用垂球控制垂直度加仪器的测量方法来确保钢筋笼上部位置为垫层上部的投射位置；

D、螺栓组固定：从钢筋笼上部点焊支撑架，从支撑架上放样垂点到坑底对应的螺栓组位置，确定上部螺栓组定位样板的位置，调整样板的高程后焊接固定螺栓组的样板；将螺栓穿入上层样板后将下层样板穿入螺栓并调整好位置，检查螺栓的相互根开、对应直径、高度差、垂直度等，所有数据检查调整循环至完全符合设计及规范要求后，对螺栓进行最终定位、固定；

E、钢筋笼防扭曲的刚性固定：钢筋笼的加固需要水平垂直三个方向增加拉筋焊接进行加固，根据实际基础的立柱大小来确定合适的加固用钢筋排列密度，加固后的立柱钢筋笼形成一个密实钢筋网分布的立方体，具有很高的刚性和稳定性；

F、台阶模板安装及固定：由下向上、由外向里安装各个台阶的模板并固定木条支撑，确保浇制过程中的混凝土张力不致模板变形；

G、立柱模板安装及固定：立柱模板安装，利用丝杆穿透立柱模板，均匀分布，并采用钢管卡具卡住水平方向钢管对立柱实施防变形的加固措施，钢管要平直无变形，垂直间隔500mm～600mm，卡扣在使用前需要检查是否完好；

H、基础浇制前验收检查：检查各个部位的支撑加固情况，各个部位的尺寸、位置、高程、根开、对角线、高差、预高值和同心度等数据，对不合格的数据进行循环调整检查至合格，按照施工管理要求进行浇制前检查验收，完成支模工作；

I、基础浇筑并修正痕迹：按照常规基础的施工浇制步骤进行基础的浇制工作，拆模后进行立柱加强的露头钢筋切割处理后将基础立面上的痕迹进行处理修整，浇制过程中要注意混凝土的振捣到位，立柱与台阶、台阶与台阶的交汇处、防止跑浆情况出现，拆模时间不能损伤基础，拆模后及时进行外露钢筋处理，修补用混凝土的标号大于原基础混凝土标号；

J、检验基础数据进行回填土作业：检验基础数据并进行数据及影像记录，进行基础的回填土作业，水坑必须抽水后才可以回填，石坑按3：1的比例进行石土混合回填。

施工测量使用的经纬仪最小读数不大于1′，钢卷尺精度不低于1‰。，所有计量器具必须经过国家具有专业资质单位检测合格；地脚螺栓样板制作的位置要准确，其小根开和小对角线的误差不大于2mm；垫块由混凝土制成，其强度不低于基础混凝土强度的1.5倍，垫块50 mm厚，排列均匀分布，每平方米不少于4块；基础坑深允许偏差为＋100mm，其超深部分采用铺石灌浆处理；浇制前重新校正地脚螺栓间距，使误差小于2mm 。

混凝土搅拌时间不得少于120秒，每搅拌2～3罐后，应进行坍落度实验，在每基基础的搅拌中大于等于三次；坍落度桶要求上口直径100mm，底口直径200mm，高300mm，坍落度要求控制在30～50mm；混凝土自由倾落高度超过2m时，使用串桶或溜槽下落，分层浇注，每层混凝土的厚度为200～300mm，浇注至立柱时应采取保护地脚螺栓的措施，不能使混凝土落在地脚螺栓上。

绑扎钢筋笼时，同类钢筋带焊接接头的数量小于该类总数的40%，且应均匀分布，焊接接头不能布置在同一截面内，立柱四角主筋不能带焊接接头，立柱主筋到立柱顶面距离在45～60mm之间。

本发明的应用实例：海口美造110kV输变电新建工程：

1、工程概况：

新建海口长流站至美造站110kV线路工程，路径全长13.3km，其中架空线路部分路径长约为12.7km，电缆线路部分路径长约0.6km。架空线路部分采用同杆塔双回架设。导线采用JL/LB1A-300/40铝包钢芯铝绞线，两根地线均采用24芯OPGW光缆。电缆采用800mm2铜芯电力电缆。线路基础钢筋规格：主筋采用HRB400，其它采用HPB300，地脚螺栓采用45号优质碳素钢。基础混凝土采用C25级，垫层混凝土采用C15级，全线窄基单立柱台阶基础共50基。

2、工程施工难点分析：

位于海口市的新建长流～美造110kV线路工程，由于线路路径是在城镇边缘地段，规划部门批复的线路路径有限，再考虑到本地台风对运行线路的影响，因此设计单位设计出一种窄基单立柱基础，其主要特点是在一个立柱中安放4个地脚螺栓组。

对于窄基单立柱基础，其支模施工难点主要有基础立柱巨大、螺栓组重量大、混凝土方量大（平均100m³，个别基础222 m³），基础开挖后中心桩即丢失（需要开挖前提前使用仪器将辅助角桩和二等分桩钉好），现场地形恶劣，控制各部位尺寸不易等。其基础立柱内有一个较大的钢筋笼，重量达到3吨以上（个别塔型达7吨以上），钢筋笼水平跨度达到3米以上，深度可达4-5米，因水平跨度太大，相互没有支撑，钢筋笼自身没有足够的刚性，安置在垫层上自身难以稳定放置。

3、施工方法：根据本工程窄基单立柱基础的难点分析和实际现场情况，并与以往的施工经验进行比对和计算，摒弃了常规类型基础采用小型钢梁加钢管架子的支模固定方式，解决了基础施工中大重量螺栓组在一个大跨度空间内难以稳定固定，较大跨度基础的混凝土浇制过程中的模板容易受到混凝土张力变形难支护的问题。通过现场分析与研究，最终决定采用本发明的施工方法，对立柱钢筋笼进行精确定位并加固，利用钢筋笼支撑螺栓组的固定方法，同时采用钢筋笼中横向拉筋穿透模板固定，防止模板变形的组合支模方式来进行此类型基础的施工。

4、施工情况：本工程大部分基础为窄基单立柱台阶基础，本工程开工日期2015年4月30日，竣工日期2016年5月30日。经应用，本发明施工方法可以顺利的实现此类型的基础施工，具有推广使用的意义。

5、施工过程中的相关要求：

（1）要求立柱钢筋笼在坑底的定位位置必须保证较高的精度。钢筋笼在完成时实际上承担了立柱模板的所有各个方向的受力，即立柱钢筋笼和立柱模板在支模完成之后就成了一个稳固结构体；在混凝土的浇制过程中，混凝土的张力和向下的压力可以完全的被模板及各类支撑所克服形成稳定状态，这个是根据现场施工的长期经验所确定的。在施工中要求各个参数相对位置比较精确，施工人员要按照常规基础要求施工中要根据进度进行停工检查和观察施工状况。

（2）为了使钢筋笼达到一定的刚性，在立柱模板安装前需要增加水平及垂直方向的拉筋加固，需要较多的辅助焊接作业，但钢筋笼绑扎仍需要按照设计及规范的要求进行实施。

6、工程监测与结果评介：

采用本发明后，在窄基单立柱台阶基础施工工艺和质量控制方面取得了很好的效果，工程质量优良率达98%以上，无安全生产事故发生，得到了各方的好评。

本发明的技术创新点和难点在于：

1、本发明的窄基单立柱台阶基础主要特点是基础主柱就只有一个，4组地脚螺栓都在立柱内；减少了常规的基础4个立柱的占地面积，符合现代工程绿色环保的要求，且该类型基础地面以下的部分体积较大，具有较大的自重，保证了在极端恶劣天气下的稳定性、安全性。

2、开挖后采用由地面仪器控制中心位置放样至坑底垫层上，由垫层上放样所有数据由下向上至基础标高，通过对数据的控制进行地脚螺栓组和立柱钢筋笼的精确定位来保证支模浇制的顺利进行；而一般施工采用从中心桩为数据基准水平向四周辐射数据进行施工控制。

3、采用立柱钢筋笼作为螺栓组的受力点支撑，由于立柱跨度大，钢筋笼刚性小，易变形，所以在施工中需要对钢筋笼的水平方向进行补强，采用钢筋横穿的办法进行补强，在基础浇制结束后对基础表面补强的痕迹进行修整；摒弃了传统使用的夹固定位的钢梁及其附属钢管支撑体系受力系统，减少了一部分材料的使用。立柱钢筋笼在完成定位安装后最终就和立柱外模板固定成一体化的一个稳定状态。

4、本发明适用于所有电压等级的此种类型形式的基础施工。

四、具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明：

实施例：一种窄基单立柱台阶基础施工方法，包括以下具体步骤：

A、先进行基础验坑并进行坑底修整：利用经纬仪，在开挖前钉立在基坑坑角的辅助角桩及二等分桩位置上操作仪器，放样角平分线和坑角线，将坑底标高修整至设计范围内，然后浇制混凝土垫层，其中：坑底的高程计算从设计的中心桩标高加减基础升降值到基础顶面高程加基础全高到坑底，转角塔需要考虑预高值的增加，垫层浇制过程中保证垫层的标高，保持垫层制作的水平度，减少垫层的高差，垫层边缘采用木条进行勾边封堵；

B、垫层养生放样：垫层养生完成并达到强度后，利用经纬仪在垫层上放样出角平分线和45度的角线，在放样的线上根据中心点的交点，由中心向外放射性的量取确定相关各个点的位置，即、螺栓组中心相对于钢筋笼的相对位置，螺栓组中心到中心交点的位置，钢筋笼的四角相对于中心交点即中心桩的位置，四条边的位置，每一层台阶在底层上的投影位置；根据放样点的位置将钢筋放至坑底水泥垫层上，进行钢筋绑扎作业流程，在垫层上标明各个点的具体位置，利用粉墨弹线在垫层上放样；

C、绑扎并加固立柱钢筋笼：通过经纬仪测量控制钢筋笼的位置并进行固定工作，钢筋的数量按照设计距离水平分布，在垫层上用电钻转孔的方式进行钢筋的下部固定，钢筋的下料长度提前预留出下部插入垫层的长度部分，钢筋固定时，要求垫层的强度必须达到70﹪以上；钢筋笼的下部位置由垫层上的放样点控制，上部焊接固定后，利用垂球控制垂直度加仪器的测量方法来确保钢筋笼上部位置为垫层上部的投射位置；

D、螺栓组固定：从钢筋笼上部点焊支撑架，从支撑架上放样垂点到坑底对应的螺栓组位置，确定上部螺栓组定位样板的位置，调整样板的高程后焊接固定螺栓组的样板；将螺栓穿入上层样板后将下层样板穿入螺栓并调整好位置，检查螺栓的相互根开、对应直径、高度差、垂直度等，所有数据检查调整循环至完全符合设计及规范要求后，对螺栓进行最终定位、固定；

E、钢筋笼防扭曲的刚性固定：钢筋笼的加固需要水平垂直三个方向增加拉筋焊接进行加固，根据实际基础的立柱大小来确定合适的加固用钢筋排列密度，加固后的立柱钢筋笼形成一个密实钢筋网分布的立方体，具有很高的刚性和稳定性；

F、台阶模板安装及固定：由下向上、由外向里安装各个台阶的模板并固定木条支撑，确保浇制过程中的混凝土张力不致模板变形；

G、立柱模板安装及固定：立柱模板安装，利用丝杆穿透立柱模板，均匀分布，并采用钢管卡具卡住水平方向钢管对立柱实施防变形的加固措施，钢管要平直无变形，垂直间隔500mm～600mm，卡扣在使用前需要检查是否完好；

H、基础浇制前验收检查：检查各个部位的支撑加固情况，各个部位的尺寸、位置、高程、根开、对角线、高差、预高值和同心度等数据，对不合格的数据进行循环调整检查至合格，按照施工管理要求进行浇制前检查验收，完成支模工作；

I、基础浇筑并修正痕迹：按照常规基础的施工浇制步骤进行基础的浇制工作，拆模后进行立柱加强的露头钢筋切割处理后将基础立面上的痕迹进行处理修整，浇制过程中要注意混凝土的振捣到位，立柱与台阶、台阶与台阶的交汇处、防止跑浆情况出现，拆模时间不能损伤基础，拆模后及时进行外露钢筋处理，修补用混凝土的标号大于原基础混凝土标号；

J、检验基础数据进行回填土作业：检验基础数据并进行数据及影像记录，进行基础的回填土作业，水坑必须抽水后才可以回填，石坑按3：1的比例进行石土混合回填。

施工测量使用的经纬仪最小读数不大于1′，钢卷尺精度不低于1‰。，所有计量器具必须经过国家具有专业资质单位检测合格；地脚螺栓样板制作的位置要准确，其小根开和小对角线的误差不大于2mm；垫块由混凝土制成，其强度不低于基础混凝土强度的1.5倍，垫块50 mm厚，排列均匀分布，每平方米不少于4块；基础坑深允许偏差为＋100mm，其超深部分采用铺石灌浆处理；浇制前重新校正地脚螺栓间距，使误差小于2mm 。

混凝土搅拌时间不得少于120秒，每搅拌2～3罐后，应进行坍落度实验，在每基基础的搅拌中大于等于三次；坍落度桶要求上口直径100mm，底口直径200mm，高300mm，坍落度要求控制在30～50mm；混凝土自由倾落高度超过2m时，使用串桶或溜槽下落，分层浇注，每层混凝土的厚度为200～300mm，浇注至立柱时应采取保护地脚螺栓的措施，不能使混凝土落在地脚螺栓上。

绑扎钢筋笼时，同类钢筋带焊接接头的数量小于该类总数的40%，且应均匀分布，焊接接头不能布置在同一截面内，立柱四角主筋不能带焊接接头，立柱主筋到立柱顶面距离在45～60mm之间。

本发明基于窄基单立柱基础底板面积较大、开挖面积大，采用常规基础施工支模方法存在钢梁跨度大、稳定性差、纵向钢管支撑需要在底层内安装等施工难点，有效克服了开挖后无中心桩数据参照，基础立柱钢筋笼跨度较大不稳定和地脚螺栓组难以安装固定的问题；同时有效控制了大混凝土立柱外面的外变形情况，顺利的完成了施工任务，同时减少了钢梁和钢管的使用数量，节约了部分的材料，基础浇制后数据控制良好，基础外观观感良好。

Claims (4)

1.一种窄基单立柱台阶基础施工方法，包括以下具体步骤：

A、先进行基础验坑并进行坑底修整：利用经纬仪，在开挖前钉立在基坑坑角的辅助角桩及二等分桩位置上操作仪器，放样角平分线和坑角线，将坑底标高修整至设计范围内，然后浇制混凝土垫层，其中：坑底的高程计算从设计的中心桩标高加减基础升降值到基础顶面高程加基础全高到坑底，转角塔需要考虑预高值的增加，垫层浇制过程中保证垫层的标高，保持垫层制作的水平度，减少垫层的高差，垫层边缘采用木条进行勾边封堵；

B、垫层养生放样：垫层养生完成并达到强度后，利用经纬仪在垫层上放样出角平分线和45度的角线，在放样的线上根据中心点的交点，由中心向外放射性的量取确定相关各个点的位置，即、螺栓组中心相对于钢筋笼的相对位置，螺栓组中心到中心交点的位置，钢筋笼的四角相对于中心交点即中心桩的位置，四条边的位置，每一层台阶在底层上的投影位置；根据放样点的位置将钢筋放至坑底水泥垫层上，进行钢筋绑扎作业流程，在垫层上标明各个点的具体位置，利用粉墨弹线在垫层上放样；

C、绑扎并加固立柱钢筋笼：通过经纬仪测量控制钢筋笼的位置并进行固定工作，钢筋的数量按照设计距离水平分布，在垫层上用电钻转孔的方式进行钢筋的下部固定，钢筋的下料长度提前预留出下部插入垫层的长度部分，钢筋固定时，要求垫层的强度必须达到70%以上；钢筋笼的下部位置由垫层上的放样点控制，上部焊接固定后，利用垂球控制垂直度加仪器的测量方法来确保钢筋笼上部位置为垫层上部的投射位置；

D、螺栓组固定：从钢筋笼上部点焊支撑架，从支撑架上放样垂点到坑底对应的螺栓组位置，确定上部螺栓组定位样板的位置，调整样板的高程后焊接固定螺栓组的样板；将螺栓穿入上层样板后将下层样板穿入螺栓并调整好位置，检查螺栓的相互根开、对应直径、高度差、垂直度，所有数据检查调整循环至完全符合设计及规范要求后，对螺栓进行最终定位、固定；

E、钢筋笼防扭曲的刚性固定：钢筋笼的加固需要水平垂直三个方向增加拉筋焊接进行加固，根据实际基础的立柱大小来确定合适的加固用钢筋排列密度，加固后的立柱钢筋笼形成一个密实钢筋网分布的立方体；

F、台阶模板安装及固定：由下向上、由外向里安装各个台阶的模板并固定木条支撑，确保浇制过程中的混凝土张力不致模板变形；

G、立柱模板安装及固定：立柱模板安装，利用丝杆穿透立柱模板，均匀分布，并采用钢管卡具卡住水平方向钢管对立柱实施防变形的加固措施，钢管要平直无变形，垂直间隔500mm～600mm，卡扣在使用前需要检查是否完好；

H、基础浇制前验收检查：检查各个部位的支撑加固情况，各个部位的尺寸、位置、高程、根开、对角线、高差、预高值和同心度，对不合格的数据进行循环调整检查至合格，按照施工管理要求进行浇制前检查验收，完成支模工作；

I、基础浇筑并修正痕迹：按照常规基础的施工浇制步骤进行基础的浇制工作，拆模后进行立柱加强的露头钢筋切割处理后将基础立面上的痕迹进行处理修整，浇制过程中要注意混凝土的振捣到位，立柱与台阶、台阶与台阶的交汇处、防止跑浆情况出现，拆模时间不能损伤基础，拆模后及时进行外露钢筋处理，修补用混凝土的标号大于原基础混凝土标号；

J、检验基础数据进行回填土作业：检验基础数据并进行数据及影像记录，进行基础的回填土作业，水坑必须抽水后才可以回填，石坑按3：1的比例进行石土混合回填。

2.根据权利要求1所述的窄基单立柱台阶基础施工方法，其特征在于：施工测量使用的经纬仪最小读数不大于1′，钢卷尺精度不低于1‰；所有计量器具必须经过国家具有专业资质单位检测合格；地脚螺栓样板制作的位置要准确，其小根开和小对角线的误差不大于2mm；垫块由混凝土制成，其强度不低于基础混凝土强度的1.5倍，垫块50 mm厚，排列均匀分布，每平方米不少于4块；基础坑深允许偏差为＋100mm，其超深部分采用铺石灌浆处理；浇制前重新校正地脚螺栓间距，使误差小于2mm 。

3.根据权利要求1所述的窄基单立柱台阶基础施工方法，其特征在于：混凝土搅拌时间不得少于120秒，每搅拌2～3罐后，应进行坍落度实验，在每基基础的搅拌中大于等于三次；坍落度桶要求上口直径100mm，底口直径200mm，高300mm，坍落度要求控制在30～50mm；混凝土自由倾落高度超过2m时，使用串桶或溜槽下落，分层浇注，每层混凝土的厚度为200～300mm，浇注至立柱时应采取保护地脚螺栓的措施，不能使混凝土落在地脚螺栓上。

4.根据权利要求1所述的窄基单立柱台阶基础施工方法，其特征在于：绑扎钢筋笼时，同类钢筋带焊接接头的数量小于该类总数的40%，且应均匀分布，焊接接头不能布置在同一截面内，立柱四角主筋不能带焊接接头，立柱主筋到立柱顶面距离在45～60mm之间。