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久玉线插入式基础的施工


久隆变~玉林变 500kV 线路工程(Ⅱ标段) 插入式基础的施工

作者:李 伟

广西广能工程有限公司,南宁 530022

1.工程概况
久 隆 变 ~玉林变 500kV 线路工程起于钦州市 500kV 久隆变电所,终止于 500kV 玉林 变电所,线路长度为 163.3km。我公司负责施工Ⅱ标段由 105 至 196 号塔,全长 42.13km。 使用铁塔 91 基,其中直线塔 78 基,耐张转角塔 9 基,直线转角塔 4 基。铁塔基础型式有: 83 基掏挖基础;5 基板式基础;3 基斜插式基础。

2 基础型式及使用数量
2.1 本标段工程角钢插入式斜柱基础使用量如表 1: 基础型式及用量 序 基础 基础 号 名称 图号 1 插入式 通 500-XJ3106-11 合计 表1 单基砼量 (m3)C20 16.56 单基钢材 重量(kg) 394.8 单 位 基 使用 数量 3 备注

混凝土:49.68m3

钢材:1184.4kg

2.2 插入基础型式(基础图见《基础施工手册》 ) 基础根开为矩形布置。角钢插入式斜柱基础是将铁塔主角钢,按塔身倾斜度(坡度) 插入斜柱基础主柱、底板。基础主柱倾斜度(坡度)与主角钢倾斜度(坡度)一致,垂直 于对角方向的基础中心线的基础主柱断面为正方形,而基础主柱水平截面为等边菱形。主 柱、底板均配有钢筋。主柱模板采用异型模板与矩型模板相结合。基础型式、插入角钢倾 斜度及使用塔型如表 2。 表2
序 号 1 基 础 型 式 XC11 基础主柱、插入角钢、铁塔塔腿主材坡度 使用塔型 正面 坡度(e/H) 0.08 侧面 坡度(e/H) 0.07 对角 坡度(e/H) 0.106 备 注

ZBV301-36(34.5)

图例

基础主柱、插 入角钢坡度 要与相应配 置的铁塔塔 腿主材坡度 一致。

正侧面剖视图 2.3 基础根开示意图如图一 D1(D2) 角钢肢背顶点 角钢准线 100 100 基础顶面 45 E

e H
E 角钢准线 F

O O O

C1(C2) A1(B1) 图一

O O O

100 100 45 基础顶面

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如图一: 1、 角钢正(侧)面根开 A1′ (B1′ )指插入角钢准线与塔腿斜材准线交点间的距离。 2、 角钢正 (侧) 面根开 C1(C2)指插入角钢准线与塔腿斜材准线交点间的距离 (用于检查角钢的倾斜度) 。 3、 角钢正(侧)面根开 D1(D2)指插入角钢肢顶点之间的距离。

3 工艺流程
斜柱角钢插入式基础施工工艺流程图见图二。
线路复测 按设计要求平整单腿基面 分坑 基础材料运输 配模板 运模板 挖坑 浇筑垫层 安装预制砼垫 块 安装调整插入角钢 绑扎安装调整钢筋 安装调整模筒和支模 检查调整插入角钢模及基础尺寸 浇筑混凝土 拆模及抹面 回填土 养护 清理现场 质检及填写记录

图二

斜柱角钢插入式基础施工工艺流程图

4 复测、分坑
4.1 复测要求按《基础施工作业指导书》进行。 4.2 插入式铁塔基础的分坑于底板中心为准采用矩形法,图三所示,方法:将仪器架于中 心桩 O 处, ,以水平度盘 0?0?0?对准线路方向用钢尺量出 B2 并钉出 b 桩,旋转 90?,用钢 尺量出 A2 并钉出 a 桩,将仪器架于 a 点,以水平度盘 0?0?0?对准中心桩,旋转 90?,用钢
1

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尺量出 L1、L2,钉出 l1、 l2;用相同方法将仪器架于 b 点,用钢尺量出 M1、M2,钉出 m1、m2。然后用角尺法再钉出 1、2、3、4 (开挖坑口四个边)。分坑计算式:

A

Ob

Oc L1= A2 L2= O 3 M1 m1 M2 b B2 Od M1= M2=

B2 B2 + A2 A2 +

K 2 K 2 K 2 K 2

a L2 2 k m2 1 l1 L1

Oa l2 k

4

式中:A2—基础正面半根开,mm; B2—基础正面半根开,mm; Oa、Ob、Oc、Od—插入式基础 板底坑中; L1、L2—辅助桩 a 至坑边点 l1、l2 间的水平距离,mm;M1、M2—辅助桩 b 至坑边点 m1、m2 间的水平距离,mm;k—基础开挖宽度。

图三

矩形根开基础分坑示意图

4.3 插入式基础的分坑还可以采用角度法进行,如图四所示。在塔位中心桩设置经纬仪: 以水平度盘 0?0?0?对准线路方向辅助桩 F,顺时针转动角度为 a,从中心桩起用钢卷尺在对 角线方向水平量出该水平底板中心对角半根开在水平线上的位置并作记号,定出洞底中心, 其他坑中按此方法进行。
F A2

B2

a
O 坑中

Ld

图四 角度法分坑
a =tg-1(A2/B2); Ld=√(A22+B22),A2、B2 分别为正侧面的底板半根开;Ld 为底板半 对角根开。此方法较为简单,为施工中广泛使用。
2

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5 土石方开挖
详见《基础施工作业指导书》 。

6 安装预制混凝土块
6.1 基础开挖符合设计图纸要求后,在浇筑垫层之前应先找出洞底中心并作标记,浇筑垫 层时预留长和宽分别为 0.4m 的小坑以安装混凝土预制垫块。以使插入角钢底端坐于其上 固定,方便插入角钢的调整。 预制混凝土垫块强度为 C20,规格为 300×300×100mm,如图四。 预制混凝土预制块的安装放样定位(如图五) : 6.2 如图四中所示,定出四个坑的洞底中心。 6.3 从水平线记号的位置用垂球将该点准确地投影到基坑底部, 并安装预埋 M16×220 螺栓 的预制混凝土垫块,使这一投影点落在预埋 M16×220 螺栓的顶部中心,同时调整预制块 的高程,使预制块比设计垫层高出 35mm,并调整其水平;安装后的 4 个基础坑垫块预埋 螺栓顶部间的相对高差控制在±3mm 以内。
底板中心至中心桩的水平对角半根开 L5 水平桩至中心桩的水平距离 水 平 桩 水平线 水 平 桩

将要安装的插入角钢

预埋螺栓 预制混凝土块

图五
6.4 本标段工程插入角钢长度及使用数量如表 3: 表3
塔型 基础型号 插入角钢型号 Q345L140×10 正面倾 坡度 0.08 侧面倾 坡度 0.07 角钢长度 S (mm) 4103 角钢数量 (根) 12

ZBV301-36(34.5) 通 500-XJ3106-11

7 插入角钢的安装调整
7. 1 检查插入角钢的规格符合设计后,把插入角钢放入基坑内并将其底部φ 17.5 孔对 准插入预埋 M16 螺杆上; 此螺杆上事先上好调整角钢高度的底螺帽, 并调整到螺帽上平面

3

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距混凝土垫块平面高度约 40mm。根据角钢顶部的半根开 D/2 值分别确定调正固定支管下 端在基础洞口边地面上的固定位置,然后将两个相互垂直固定在洞顶地面上的调正固定支 管上端连板与角钢顶部的螺栓孔相连后固定支管的下端,如图六所示。
角铁桩 调正固定工具 角铁桩 调正固定工具

插入角钢 斜柱基础 调正固定工具

预制混凝土块

图六
角铁桩

7.2 在塔位中心桩设置经纬仪,以水平度盘 0?0?0?对准线路方向,分别顺时针转动 90°, 从中心桩起用钢卷尺量出 D1/2, 定出铺助桩 F1, 倒转镜头, 从中心桩起用钢卷尺量出 D1/2, 定出铺助桩 F2,顺时针转动角度 a=b=tg-1(D1/D2),在施工手册查出该基础插入角钢肢背 顶点 A 点至中心桩的水平对角半根开值 Ld,在坑口对角两侧钉出放样的水平桩(桩顶高出 基础顶面约 0.85m,使插入角钢顶端不碰水平线),并拉好对角水平线。从中心桩起用钢卷 尺在对角线方向水平量出 A 点水平对角半根开在水平线上的位置并作记号(如图七) 。 7. 3 从记号的位置用垂球将该点投影到插入角钢上,拧动花兰螺栓仔细调整角钢顶部的半 根开及对角线(对角线不是真正的正方形对角线,请注意) ,使水平线上的点准确地投影 到插入角钢肢背顶点 A 点上(如图七) 。
D1 D1/2 D1/2
水平桩至中心桩的水平距离 水 平 桩 水平线 A点


插入角钢肢背顶点 A 点至中心 桩的水平对角半根开 Ld

b
O

a Ld

水 平 桩 中心桩 O 插入角钢 斜柱基础

F2

F1

D2/2

预埋螺栓 角钢肢背顶点 (A)

图七
4

预制混凝土 块

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7. 4 角钢倾斜的控制和检查 控制正、侧面角钢的倾斜可以通过控制正侧面的根开达到要求,也可以通过吊锤 球法控制,在这里就介绍: (1)利用正、侧面根开控制角钢倾斜的方法(如图七) ,在角钢肢背顶点找正后, 在中心桩摆好仪器,以水平度盘 0?0?0?对准线路方向,顺时针转动 90°,沿角钢背准线 上角钢根开控制孔拉出钢卷尺,通过镜头十字丝的竖丝对准钢卷尺上,读出钢卷尺上 的尺寸 L1,再沿角钢背准线下一个孔拉出钢卷尺,通过镜头十字丝的竖丝对准钢卷尺 上,读出钢卷尺上的尺寸 L2,算出角钢正、侧面的倾斜度 ?= sin-1( (L2-L1)/S) 。 ) (2)吊锤法(如图七) :在角钢肢背顶点放下吊锤,利用直角三角板垂直于吊锤 J 点,量到角钢的内肢背,得到△L1、△L2,量取角钢顶到吊锤 J 的垂直高度△S,那正、 侧面的坡度为:
F β 1 △S β 2 吊锤 J △L1 △L2 插入角钢 正面 侧面

?????? ?

sin

?1

( ) ? ?L1 △L2 ? ? ? ?S ? ?

图七
如果坡度不符,应查明原因,通过调整角钢底端位置、插入角钢上端的调正固定工具。 7.7 插入角钢扭转调整 7.7.1 插入角钢扭转可以通过仪器观测的方法来检查(细线缠绕角钢法检查仅供参考) : (1)如图六所示,分别顺时针转动 90°,从中心桩起用钢卷尺量出 D1/2,定出铺助桩 F1, 在辅助桩 F1 摆仪器,以水平度盘 0?0?0?对准中心桩,顺时针转动 90°,对准角钢肢背顶 面,如角钢肢背顶面的连线跟镜头十字丝的竖丝重合,说明角钢没有扭转,反之则扭转。 需调正插入角钢上端的固定支管。同理检查其它三根角钢的扭转。 (2)或按《基础施工作业指导书》的第8.3.2点的分坑方法,以A腿为例,先钉出辅助O1 桩,使OO1=A1/2-A2/2,A1为A腿基础顶面正面根开,A2为A腿基础顶面侧面根开,以O1 为辅助中心,A1为根开,采用对角线法进行角钢扭转的检查。如图九所示:在角钢顶面缠 绕棉线,在棉线上点取角钢边对边中点(黑点) ,将经纬仪架于辅助中心桩O1处,以水平 度盘0?0?0?对准线路方向,转45?,当经纬仪十字丝对准棉线上黑点,说明角钢不扭转,反
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之则扭转。需调正插入角钢上端的固定支管。同理检查其它三根角钢的扭转。
B O1 45°O A2/2

C

角钢顶面边对边中点 Aa

a A1/2 A1

D

式中 A1—A 腿基础顶面正面根开,mm;A2— A 腿基础顶面侧面根开,mm;

图九

高低腿矩形根开基础分坑示意图

7.8 插入角钢高程控制应以中心桩基面高程为准,控制插入角钢高程。 7.8.1 如图八所示,用经纬仪测出插入角钢肢背顶点 W3 点与中心桩基面间的高差,该 高差应与设计及规范要求相符,否则须再调整插入角钢。 7.8.2 用经纬仪测出同基基础四个腿的插入角钢间的相互高程,应符合设计要求,高 程间的偏差不许超过 3mm,否则须再调整插入角钢。 7.8.3 最后全面检查校核基础根开尺寸、整基扭转、角钢斜度操平印记的相对高差以及角 钢本身的扭转等,确认无误后,拧紧调正固定支管上的花兰螺栓和角钢底部的防松螺帽。

8 钢筋绑扎安装
8.1 钢筋绑扎要求 8.1.1 运到塔位的钢筋应按设计图纸的品种、规格、数量等作检查,无误后,再进行钢 筋笼的绑扎。钢筋表面应清洁,如有污秽和浮锈应清除干净。 8.1.2 主筋接头应错开布置,同一断面内钢筋焊接头的截面积不能超过总截面积的 50%, 接头的错开距离应大于 30d(d 为钢筋直径)。 8.1.3 钢筋的绑扎应均匀分布,箍筋的间距应严格按设计图纸要求来布置。钢筋各交叉 点处用小铁丝绑扎牢固。底板上下两层钢筋间的距离、各钢筋的保护层厚度必须保证。 8.2 钢筋绑扎安装、调整 8.2.1 在坑底绑扎底板下层钢筋时,基础底面为保证有 60mm 厚的净保护层,采用基础 砼标号 C20 的 45×45×60mm 砼块将底板下层钢筋垫平,保证底板下层钢筋距坑底有

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60mm 的保护层。 8.2.2 然后绑扎底板上层钢筋,并按设计要求,将上、下层钢筋用架立筋隔离绑扎。主 柱钢筋笼范围内的上层钢筋先布置,但不绑扎,待主柱钢筋笼布置绑扎并调整完毕后 再绑扎。 8.2.3 布置绑扎主柱钢筋笼 8.2.3.1 如图十一所示,先从底板中心沿底板的对角线方向量取 349mm,画出两对角主 筋底端放到下层底板的记号,把对角线方向的两对角主筋底端放到下层底板钢筋记号 处,把一个四方箍筋放到下底板钢筋上,按设计要求将箍筋调整到主柱钢筋底端并绑扎。 8.2.3.2 把另两对角主筋底端按设计要求放到四方箍筋内并绑扎。 8.2.3.3 绑扎的四角主筋均用 45×45×60mm 砼块垫起,保证其对坑底保护层为 60mm。 8.2.3.4 把一个四方箍筋按设计要求调整到到主柱钢筋顶端并绑扎;这样,形成一个钢筋 笼,用横在坑口上的一横木条固定好钢筋笼上端位置。 8.2.3.5 把其余主筋、箍筋按设计要求布置、绑扎后,则形成一完整的钢筋笼,量取钢筋 笼到角钢的距离绑扎时应注意不让钢筋碰撞插入角钢。 8.2.4 在基础底板的中心位置留有钢筋笼的位置 不绑上层钢筋,把模筒固定好以后,再根据钢筋 对模筒的保护层厚度来微调钢筋笼的最终位置, 然后把钢筋笼位置的底板上层钢筋绑扎好。
53mm 53mm 主筋 349 494

底板中心

箍筋 斜柱基础主柱

9 斜插式基础模筒的安装和调整
9.1 大抬木位置 为使模筒调整顺利,大抬木位置应尽量靠近坑口处模筒边缘。 9.2 模筒组装

图十一

9.2.1 由于基础主柱为倾斜的,其模筒每一面组合,上、下两端采用楔形钢模板,中间采用矩形 钢模板, 模筒组装好后水平放置时, 其正侧面方向的倾斜度应与相应基础主柱正侧面倾斜度一致。 9.2.2 各种型号基础模筒组装配置参见附图。 9.3 模筒安装 9.3.1 在坑内组装成模筒;先组装下半段,再组装上半段。 9.3.2 模筒组装完毕,用四套φ 11 钢丝绳和花兰螺栓吊起模筒底部四个角,然后钢丝 绳固定在大抬木上,并初步调整使模筒顶基本水平、高程基本符合设计要求且模筒顶 中心基本在设计的基础顶面中心位置上。 9.4 模筒调整及支模(图十二、图十三)
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9.4.1 如图十一所示,首先把模筒顶部的高差调在水平位置,从模筒对边的内边缘量 230mm 处划 E1、E2、E3、E4,用细线将 E1、E2、E3、E4 连两条线,调整模筒左右移动, 使两条细线贴到角钢背,再调整模筒的高差。量取模筒斜长 L,根据模筒的正侧面的坡 度,算出模筒的偏移距离△S,然后从模筒的内角边缘量取△S 并做记号 A 点,在正侧 面的记号上吊锤球,吊锤的上方与模筒顶面的两个内边缘角成一线,吊锤的下方重合 于 A 点,调整四套φ 11 钢丝绳和花兰螺栓来调整模筒,使模筒顶相应的两个内角边缘 与相应投影点重合。然后,通过调整四套φ 11 钢丝绳和花兰螺栓来调整模筒顶高程使 之符合设计要求。 9.4.2 反复检查、调整模筒顶的位置、高程、根开倾斜度,直至四者均符合设计要求 为止。 9.4.3 调整好后,在大抬木上用两根小抬木夹住模筒并绑在大抬木上,再用两根横木 架在小抬木上成井字夹住模筒另两面并钉在小抬木上,这样,控制模筒顶不能前后左 右移动。如图十所示。 ⑤


②⑦






E1

⑨ ⑧ ⑦

600
230

L △H E3 E2
230 300

E4

70 600 3 图十一

△S

A

图十二

①——角铁桩 ②——大抬木 ③——小抬木 ④——小方木 ⑤——插入角钢 ⑥——模筒 ⑦——?11 钢丝绳 ⑧——花兰螺栓 ⑨----撑木

9.4.5 模筒安装调整完毕固定后,钢筋笼顶部距模筒顶保护层应为 45mm,钢筋笼主筋 的保护层为 45mm, 浇制前应用 45×45mm 方木使钢筋笼不碰模筒并保证保护层满足要求, 浇制时,根据浇制的高度逐步取出方木。 9.4.6 斜插式基础制模单个基墩使用工器具如表 4。

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角钢插入斜柱基础制模单个基墩使用工器具 序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

表4 备 注





规格(mm)
?50×4

单位 数量
根 块 个 根 根 根 根 条 付 付 根 根 把 付 个 颗 米 根 块 个 根 根 根 根 条 付 付 根 根 把 付 个 颗 米 米 根 把 把 卷 把 把 台 把 条

连接角钢 钢模板 卡环 大抬木 小抬木 方木 撑木 钢丝套 花兰螺栓 钢管式调正工具 角铁桩 钢钎 手扳葫芦 竹梯 马钉 铁钉 水平铁线 连接角钢 钢模板 卡环 大抬木 小抬木 方木 撑木 钢丝套 花兰螺栓 钢管式调正工具 角铁桩 钢钎 手扳葫芦 竹梯 马钉 铁钉 水平铁线 绑扎铁线 木桩 大锤 手锤 封口胶 钢卷尺 钢卷尺 经纬仪 塔尺 钢丝绳

200×200×4000 ?150mm×2000 50×50×1200 ?50 ?11×1500 ?22 ?75×8×1500 0.75 吨 4 米长

700 2 2 2 12 4 2 2 2 2 1 10

固定模筒 固定模筒 根据实际用量

拉水平线及固定用 20

24# ?50×4

200×200×4000 ?150mm×2000 50×50×1200 ?50 ?11×1500 ?22 ?75×8×1500 0.75 吨 4 米长

700 2 2 2 12 4 2 2 2 2 1 10

固定模筒 固定模筒 根据实际用量

拉水平线及固定用 20 30 15 2 2 2 1 1 1 1 4

24#

3.6kg 1.5kg 3米 20 米

φ 9.3×3000

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10 检查调整插入角钢、模筒、钢筋
10.1 在安装、调整钢筋、模筒时,不应碰撞已安装调整好的插入角钢。 10.2 安装、调整钢筋、模筒完毕并固定好后,按以上安装调整插入角钢的方法,重新 检查调整插入角钢 W、W1、W2、W3 点位置、倾斜度、扭转、高程,使之符合设计要求 及规范要求。 10.3 如图十二,模筒、插入角钢调整正确后,按图十二位置在基础主柱顶面处的基础边 (或模筒边)量取 E1、E2、E3、E4 点, 并用细线连成 E1E2、E3E4 直线,若两线与插入角 钢肢边外背相靠,则说明基础主柱与插入角钢在基础主柱顶面处的相对位置正确符合设计 要求。故制模时或浇制过程中,可用该方法调整、检查插入角钢或模筒的相对位置。

11 结语
通过对 107#插入式基础施工试点的实践证明, 所用的创新工艺方法确实可行。 在工 程基础中间验收中,插入式基础合格率 100%,优良率 99%。可以在以后工程类似基础 的施工中推广。

作者简介:李伟(1977-)男,广西南宁市人,助理工程师,学士,从事送电线路工程 工作,E-mail:lihaomin2003@163.com

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附录

斜柱基础主柱模板配置
1、根据设计的斜柱基础主柱倾斜度要求,本工程斜柱基础主柱模筒,可由上下两端的异形模板和中部的标准模板组 合而成。组装后,设计图纸的斜柱基础主柱正侧面倾斜度相符。 2、斜柱基础主柱模筒的模板安装组合配置如下附图一、附图二及附表。
一型 侧面方向 四型
B C M1 M

二型

A

一型

二型 标 准 模 板

三型 标 准 模 板

B

四型 标 准 模 板

A

正面方向 三型
H0

标 准 模 板

三型 二型

L

L 四型 A M

L

L

C

三型

B M1

一型

B

二型

C

四型

一型

附图一

基础主柱模筒组装图

附图二

基础主柱模筒展开图

说明:A=154;B=196;C=258;L=600;H0=2183;M=603;M1=601。楔形模板,一型、二型、三型、四型四种规格,每种型号的两 块模板规格相同而模面相反。

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