钢模制复合沉井基础在输电线路上的应用

王高益

(海南电力设计研究院，海口 570203)

0 前言

某牵引站220 kV 线路塔位处在软弱地基，施工时会产生流砂，该选用何种基础型式非常重要，根据比选的结果，本工程采用一种改进型的复合沉井基础——钢模制复合沉井基础最经济、合适且便于运输和施工安装。本文对这种改进型复合沉井基础在输电线路上的应用进行分析。

1 复合沉井基础的构成和原理

1.1 复合沉井基础

沉井是一种井筒状构造物，是利用人工或机械方法清除井内土石，借助井体自重及其它辅助措施而逐步下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底并填塞井孔形成的构筑物基础。复合沉井基础属于刚性基础［1－3］。

1.2 复合沉井基础的作用原理

复合沉井基础的工作机理介于桩基与阶梯式基础之间的状态，其上拔稳定由基础自重、台阶上的土重、井内填土重和沉井外壁与土壤间的摩阻力来平衡;下压稳定由沉井底面和上部台阶底板(沉井面积除外)的反力以及沉井外壁与土壤间的摩阻力来平衡;倾覆力矩由基础自重产生的抗倾覆力矩来达到规定的稳定安全要求［4］。

2 复合沉井基础特点及适用条件

2.1 复合沉井基础的特点

1)整体性强，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。

2)施工工艺简便，技术稳妥可靠，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，保证基础稳定性。

3)操作简便，无需特殊的专业设备。

4)沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，能防止地下水和地表水浸入基坑，特别是能阻挡流沙的流动，保证基坑成型，减少对软土地基的扰动。

2.2 复合沉井基础的适用条件

沉井基础最适合在不太透水的土层中下沉，其易于控制沉井下沉方向，避免倾斜，主要运用在输电线路工程中的下列情况［5］:

1)施工难度大的流砂和软弱地层中。

2)在山区河流中，虽土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工。遇到较大卵石时，可将基坑内卵石清除或者移入钢模沉井中和混凝土一起作为沉井填充物。

3)岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难。

4)上部荷载较大，表层地基土承载力不足，而在一定深度下有较好的持力层，且与其它基础方案相比较优的。

3 钢模制复合沉井基础改进

3.1 钢模制复合沉井基础的改进点

传统的钢筋混凝土制复合沉井基础较重，运送到施工塔位会增加工程造价;灌注桩基础也会增加造价［6－8］。钢模制复合沉井基础将沉井由传统的薄壁钢筋混凝土构造改采用拼装焊接式钢模构造，将钢模切割成许多小的构件，不再需要修筑沉井和吊车进场道路以及吊装沉井的作业平台，为确保钢模沉井的使用寿命，需要对钢模进行防腐保护处理。两种构造的复合沉井基础可见图1和图2。

3.2 钢模制复合沉井基础实施法

1)根据计算原理确定钢模式沉井基础的设计周长和长度;

2)按照每层高度1 m 自下而上将沉井分为n层(依次为M1、M2……、Mn)，最后两层取剩余高度的平均值，并做好标记;

图1 薄壁钢筋混凝土复合沉井基础

图2 钢模制复合沉井基础

3)根据每一层的沉井周长，按照每节重量不大于200 kg 的原则将每层沉井平均分割成n 节(依次为N1、N2……、Nn)，并做好标记;

4)采用人工搬运的方式，将钢模各构件运抵塔位，然后按顺序编号将各构件逐节逐层拼装焊接;

5)按照一层一层下沉的方式开始施工，直至沉井下沉到设计深度。

4 结束语

综上所述，输电线路经过施工难度大的流砂和软弱地层等不良地质区域时，采用灌注桩基础不一定是最佳选择，采用复合沉井基础会更加经济合理，尤其是采用本工程首创的钢模制复合沉井基础，可节省工程本体造价，环保效益和社会效益非常显著。

［1］张殿生.电力工程高压送电线路设计手册(第二版)［M］.中国电力出版社，2003.

［2］DL/T 5219－2005，架空送电线路基础设计技术规定［S］.

［3］DL/T 5024－2005，电力工程地基处理技术规定［S］.

［4］王纯，李植本，赵楠.复合式沉井基础的试验研究［J］.河南电力，1999，9:14－17.

［5］吴健生，刘立桥.沉井法在输电线路特殊地形基础施工中的应用［C］.浙江省电力学会2012 年年会优秀论文集，2012:157－162.

［6］余自骥.复合沉井基础施工方法［J］.中国新技术新产品，2014，24:116－117.

［7］李耀麟，张立.半沉井式基础设计与施工［J］.电力建设，2000，11:59－62.

［8］刘云飞.沉井与人工挖孔桩的施工控制［J］.安徽电力科技信息，2005，4:30－31.