阅读说明：本技术 一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础及其施工方法 (Cast-in-place pile anticorrosion foundation of power transmission line tower and construction method thereof ) 是由 朱梦伟 王学明 沈巍巍 石磊 杨磊 王征 袁俊 吴彤 张媛 文凡 于 2020-08-05 设计创作，主要内容包括：一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础及其施工方法,防腐基础包括灌注桩本体以及灌注桩裹体,灌注桩裹体将灌注桩本体位于桩基坑内的部位与腐蚀性地层隔绝开来；灌注桩本体由混凝土浇筑在灌注桩钢筋笼上形成,灌注桩钢筋笼包括竖向布置的若干根主筋,若干根主筋围成柱体形状,主筋的内侧和外侧表面分别设有环向内箍筋和环向外箍筋,主筋的底端加工为弯钩形状；灌注桩钢筋笼顶部设置地脚螺栓,地脚螺栓完成杆塔连接后浇筑保护帽。本发明同时提供了该灌注桩防腐基础的施工方法。本发明结构简单,便于制造,裹体强度与抗渗性优良,破损风险低,优化了混凝土关键配合比,使得灌装桩的质量及耐久性得到保障。(An anticorrosion foundation of a cast-in-place pile of a power transmission line tower and a construction method thereof are disclosed, wherein the anticorrosion foundation comprises a cast-in-place pile body and a cast-in-place pile inclusion body, and the cast-in-place pile inclusion body isolates the position of the cast-in-place pile body in a pile foundation pit from a corrosive stratum; the cast-in-place pile body is formed by pouring concrete on a cast-in-place pile reinforcement cage, the cast-in-place pile reinforcement cage comprises a plurality of main reinforcements which are vertically arranged, the main reinforcements are enclosed into a cylindrical shape, the inner side surfaces and the outer side surfaces of the main reinforcements are respectively provided with an inward hoop reinforcement and an outward hoop reinforcement, and the bottom ends of the main reinforcements are processed into hook shapes; and arranging foundation bolts at the tops of the cast-in-place pile reinforcement cages, and pouring the protective caps after the foundation bolts complete the connection of the towers. The invention also provides a construction method of the cast-in-place pile anticorrosion foundation. The filling pile is simple in structure, convenient to manufacture, excellent in inclusion strength and impermeability and low in damage risk, and optimizes the key mix proportion of concrete, so that the quality and durability of the filling pile are guaranteed.)

一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及输电线路基础，具体涉及一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础及其施工方法。

背景技术

灌注桩是一种深基础型式，其具有适应性强、成本适中、后期质量稳定以及承载力大等优点，近年来在电网建设行业也得到广泛应用。根据《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2018)的相关规定，当腐蚀等级为强时，不宜采用灌注桩，而《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T5219-2014)中规定，在采取有效隔离、有效防水的措施下，强腐蚀地区可以采用灌注桩基础。由于输电线路途径地域地质情况变化很大，经常会遇到强腐蚀性塔位却又没办法采用常规普通基础型式的情形，因国内相关工程应用经验少，设计人员往往仍然遵循“强腐蚀地区不采用灌注桩”这一设计惯例，不得以采用耗时耗力的大开挖基础方案。

近年来，“裹体灌注桩”在一些工程中试点使用，突破了“在强腐蚀地区不采用灌注桩”这一设计惯例，然而现有的结构在工程应用中会发生裹体破损，未能充分发挥其防护作用，此外现行做法混凝土标号过高、水灰比过小，给混凝土的搅拌带来了巨大的困难，难以保障混凝土的质量。因此，有必要对现有灌注桩防腐技术进行改进从而解决技术上的不足。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中裹体灌注桩防护可靠性不好的问题，提供一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础及其施工方法，保障灌装桩的质量及耐久性。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础，包括灌注桩本体以及灌注桩裹体，灌注桩裹体将灌注桩本***于桩基坑内的部位与腐蚀性地层隔绝开来；灌注桩本体由混凝土浇筑在灌注桩钢筋笼上形成，灌注桩钢筋笼包括竖向布置的若干根主筋，若干根主筋围成柱体形状，主筋的内侧和外侧表面分别设有环向内箍筋和环向外箍筋，主筋的底端加工为弯钩形状；灌注桩钢筋笼顶部设置地脚螺栓，地脚螺栓完成杆塔连接后浇筑保护帽。

作为一种优选方案，本发明的若干根主筋围成圆柱体形状，环向内箍筋与环向外箍筋均呈螺旋形布置。

作为一种优选方案，本发明的环向内箍筋与环向外箍筋在灌注桩本体下部的螺旋间距为200mm，上部的螺旋间距为100mm，螺旋间距的变化位置距离灌注桩本体顶部5D，D为灌注桩本体的桩径。

作为一种优选方案，当灌注桩本体的直径大于1.2m时，环向内箍筋的内部设置三角撑。

作为一种优选方案，所述的主筋采用HRB400热轧带肋钢筋，环向内箍筋和环向外箍筋采用HPB300热轧光圆钢筋；三角撑采用HPB300热轧光圆钢筋。

作为一种优选方案，所述的主筋采用一根钢筋或者由多根钢筋焊接而成，焊接时的连接长度不小于5d，相邻两根主筋之间钢筋焊接的接头相互错开，错开间距大于35d且不小于500mm，d为主筋直径。

作为一种优选方案，主筋底端的弯钩弧度为135°，主筋的弯曲直径不小于5d，弯折部位的长度不小于5d，d为主筋直径。

作为一种优选方案，灌注桩本体的混凝土最低强度等级为C40，灌注桩本体的混凝土内掺有S95矿渣和聚羧酸减水剂，混凝土的最大水胶比为0.38，砂率为0.43，坍落度控制在18cm～22cm，S95矿渣的掺量为20％-25％；保护帽采用最低强度等级为C20的素混凝土浇筑而成。

作为一种优选方案，灌注桩裹体采用复合土工膜，复合土工膜由土工膜与土工织物制成，土工膜与土工织物为一层或多层。

本发明同时提供一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、通过主筋、环向内箍筋与环向外箍筋组装灌注桩钢筋笼，将主筋的底端加工为弯钩形状；当灌注桩本体的直径大于1.2m时，在环向内箍筋的内部设置三角撑；在灌注桩钢筋笼顶部固定地脚螺栓；

步骤二、现场进行桩基定位，桩基坑钻孔及清孔；

步骤三、将灌注桩裹体放入桩基坑内，灌注桩裹体采用复合土工膜，所述复合土工膜由土工膜与土工织物制成，根据防渗要求选择土工膜与土工织物的配合层数；

步骤四、将灌注桩钢筋笼放入桩基坑内，在灌注桩钢筋笼上浇筑混凝土形成灌注桩本体；混凝土的最低强度等级为C40，最大水胶比为0.38，砂率为0.43，在混凝土内掺混S95矿渣提高密实度，现场试配添加减水剂，坍落度控制在18cm～22cm；

步骤五、灌注桩本体养护；

步骤六、安装杆塔及架线，紧固地脚螺栓并浇筑保护帽。

相较于现有技术，本发明的灌注桩防腐基础具有如下的有益效果：通过灌注桩裹体将灌注桩本***于桩基坑内的部位与腐蚀性地层隔绝开来，为了使灌注桩裹体充分发挥防护作用并保持隔绝效果的耐久性，灌注桩钢筋笼的底端加工为弯钩形状，防止钢筋笼安装时划破灌注桩裹体，灌注桩钢筋笼由若干根主筋围成柱体形状，并且在主筋的内侧和外侧表面分别设置环向内箍筋和环向外箍筋，结构简单且稳固，便于制造，本发明能够使得输电线路杆塔灌注桩的质量及使用寿命得到保障，从而确保电力系统长期安全稳定运行。

进一步的，本发明的主筋围成圆柱体形状，环向内箍筋与环向外箍筋均呈螺旋形布置，采用螺旋形的箍筋能够在竖向连续的将主筋进行固定，保证浇筑后灌注桩整体的稳固性。

进一步的，本发明环向内箍筋与环向外箍筋在灌注桩本体下部的螺旋间距为200mm，上部的螺旋间距为100mm，上部箍筋加密，在节省材料的同时保证钢筋笼整体的支撑性能。

进一步的，本发明的灌注桩本体采用预拌混凝土，密实度较高，并且合理添加减水剂，坍落度控制在18cm～22cm，具有良好的流动性、粘聚性和捣实性，本身有较好的防腐性能。

进一步的，本发明的灌注桩裹体采用复合土工膜，兼具土工膜防渗、土工织物加筋的优势，并且与土面之间具有良好的摩擦性能，较以往的裹体不易破损，进一步提升防腐性能。

相较于现有技术，本发明灌注桩防腐基础的施工方法具有如下的有益效果：在灌注桩钢筋笼组装过程中，将主筋的底端加工为弯钩形状，降低裹体破损风险，对于直径大于1.2m的灌注桩本体，在环向内箍筋的内部设置三角撑，三角撑从横向起到支撑作用，保证灌注桩钢筋笼整体具有良好的稳固性。放入桩基坑内的灌注桩裹体采用复合土工膜，复合土工膜采用土工膜与土工织物制成，兼具土工膜防渗、土工织物加筋的优势，并且与土面之间具有良好的摩擦性能，根据防渗要求选择土工膜与土工织物的配合层数，可以选择一布一膜、两布一膜、三布两膜等结构型式，较以往的裹体本发明选取的裹体材料不仅防渗性能好，而且不易破损，更为适合。灌注桩本体浇筑过程中采用的混凝土最低强度等级为C40，最大水胶比为0.38，砂率为0.43，在混凝土内掺混S95矿渣提高密实度，现场试配添加减水剂，坍落度控制在18cm～22cm，混凝土本身的密实度较高，具有良好的流动性、粘聚性和捣实性，灌注成型之后具有一个较好的防腐性能。本发明从灌注桩钢筋笼结构、灌注桩裹体材料以及灌注桩本体浇筑环节多方位优化，最终得到能够可靠应用于强腐蚀地区的输电线路杆塔基础。

附图说明

图1本发明提出的灌注桩防腐基础结构示意图；

图2本发明的灌注桩截面示意图；

图3本发明在环向内箍筋内部设置三角撑的结构示意图；

图4本发明相邻主筋焊接的接头相互错开示意图；

图5本发明主筋的底端弯钩示意图；

附图中：1-灌注桩钢筋笼；2-灌注桩本体；3-灌注桩裹体；4-地脚螺栓；5-保护帽；1-1.主筋；1-2.环向外箍筋；1-3.环向内箍筋；1-4.三角撑。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，本发明提出的一种输电线路杆塔的灌注桩防腐基础，包括灌注桩本体2以及灌注桩裹体3，灌注桩裹体3将灌注桩本体2位于桩基坑内的部位与腐蚀性地层隔绝开来。灌注桩本体2由混凝土浇筑在灌注桩钢筋笼1上形成，灌注桩钢筋笼1包括竖向布置的多根主筋1-1，主筋1-1围成圆柱体形状，主筋1-1的内侧和外侧表面分别设有环向内箍筋1-3和环向外箍筋1-2，如图2所示。环向内箍筋1-3与环向外箍筋1-2均呈螺旋形布置，环向内箍筋1-3与环向外箍筋1-2采用上部箍筋加密设置方式，即环向内箍筋1-3与环向外箍筋1-2在灌注桩本体2下部的螺旋间距为200mm，上部的螺旋间距为100mm，螺旋间距的变化位置距离灌注桩本体2顶部5D，D为灌注桩本体2的桩径。主筋1-1的底端加工为弯钩形状。灌注桩钢筋笼1顶部设置地脚螺栓4，地脚螺栓4完成杆塔连接后浇筑保护帽5。

参见图3，当灌注桩本体2的直径大于1.2m时，,环向内箍筋1-3的内部设置三角撑1-4。三角撑1-4采用正三角形，从横向起到支撑作用，保证灌注桩钢筋笼整体具有良好的稳固性。

参见图4，主筋1-1采用一根钢筋，或者当主筋1-1的长度过长时由多根钢筋焊接而成，焊接时的连接长度不小于5d，相邻两根主筋1-1之间钢筋焊接的接头相互错开，错开间距大于35d且不小于500mm，d为主筋1-1直径，主筋焊接接头面积百分率不宜大于50％。

参见图5，在本发明主筋1-1底端设计的弯钩形状中，弯钩的弧度为135°，主筋1-1的弯曲直径不小于5d，弯折部位的长度不小于5d，d为主筋1-1直径。

本发明实施例当中的主筋1-1采用HRB400热轧带肋钢筋，环向内箍筋1-3和环向外箍筋1-2采用HPB300热轧光圆钢筋，三角撑1-4采用HPB300热轧光圆钢筋。

本发明灌注桩本体2的混凝土最低强度等级为C40，采用预拌商品混凝土，混凝土的最大水胶比为0.38，砂率为0.43。为提高混凝土的密实度，灌注桩本体2的混凝土内掺有S95矿渣，S95矿渣的掺量为20％-25％。采用聚羧酸高效减水剂，减水剂应在现场进行试配，在确保良好工作性的前提下，确定减水剂的用量。为了保证混凝土具有良好的流动性、粘聚性和捣实性，混凝土坍落度控制在18cm～22cm。混凝土处于灌注桩近地面或外露地面位置时，应进行不小于7天的保湿养护或者涂刷养护剂养护。本发明灌注桩本体2的混凝土净保护层厚度为65mm，底部混凝土保护层厚度为70mm。

地脚螺栓4的材质采用Q235、35号钢或42CrMo。

对于强腐蚀地区，保护帽5采用最低强度等级为C20的素混凝土浇筑而成。

本发明的灌注桩裹体3采用复合土工膜，复合土工膜由土工膜与土工织物制成，兼具土工膜防渗、土工织物加筋的优势，并且与土面间摩擦性能好。土工膜与土工织物为一层或多层，可根据防渗要求选择一布一膜、两布一膜、三布两膜等结构型式。

本发明输电线路杆塔的灌注桩防腐基础的施工方法具体包括：

1)先按照灌注桩钢筋笼1的尺寸加工主筋1-1、环向外箍筋1-2和环向内箍筋1-3。当当灌注桩本体2的直径大于1.2m时，需要加工三角撑1-4。

2)利用加工好的主筋1-1、环向外箍筋1-2和环向内箍筋1-3组装灌注桩钢筋笼1，必要时灌注桩钢筋笼1上还要组装三角撑1-4。

3)将地脚螺栓4，按照设计的位置固定在灌注桩钢筋笼1上。

4)现场进行桩基定位，桩基坑钻孔、清孔。

5)将加工好的灌注桩裹体3放入桩基坑内。

6)将灌注桩钢筋笼1安装在已经放入灌注桩裹体3的桩基坑内。

7)用C40混凝土浇筑灌注桩本体2，浇筑过程应该连续不间断。

8)灌注桩养护。

9)验桩及灌注桩质量验收。

10)杆塔和架线安装。

11)待杆塔和架线全部安装完毕后，紧固地脚螺栓4，并用C20素混凝土浇筑保护帽5。

本发明输电线路杆塔的灌注桩防腐基础结构简单合理，便于制造，增大裹体强度及抗渗性，降低破损风险，消除安全隐患，混凝土关键配合比优化，便于混凝土搅拌，提高混凝土质量，从而使得灌装桩的质量及耐久性得到保障，确保电力系统长期安全稳定运行。

以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围。