巖石地基杆塔基礎施工方法與流程
2023-05-12 15:46:31 3
本發明涉及杆塔基礎施工方法，尤其是涉及巖石地基杆塔基礎施工方法。
背景技術：
杆塔基礎是將杆塔固定在地面上，用來穩定杆塔，保證杆塔不發生傾斜、倒塌、下沉和上拔等的設施。杆塔通過地腳螺栓固定在基礎上。杆塔包括光伏電站塔杆、通信鐵塔、電力杆塔等。杆塔基礎型式的選擇，應結合杆塔施工地區地質、施工條件和杆塔型式等特點綜合考慮；杆塔基礎施工通常採用開挖回填方式，通過混凝土底盤來滿足杆塔的受力要求。
對於硬質巖石地基，通常採用巖石錨樁類基礎，將錨筋或地腳螺栓直接嵌入巖孔內，再通過混凝土灌漿使錨筋或地腳螺栓與巖石結為整體。巖石錨樁類基礎
對於地基中巖石的強度有苛刻要求，而工程現場地質環境複雜多樣，不一定能滿足巖石錨樁基礎的要求，例如硬脆的石體，抗壓強度較低的石體等；且現場地質環境勘察難度高，成本高，耗時長。並且，多數風化程度較低的巖石表面粗糙度低，與混凝土結合不牢固，如果直接在巖石地基上修築混凝土杆塔基礎，整體結構強度低，抗傾倒能力差，不能實際應用。針對巖石和混凝土結合不牢固的問題，如果通過在巖石中打入加強鋼筋來加強兩者結合力，存在問題是巖石地基表面不平整，小型可攜式鑽機無法工作，而部分山區大型鑽機不能到場，導致施工困難。如果採用爆破的方法破壞巖石結構，再通過開挖回填的方法修築杆塔基礎，存在的問題是：1、爆破會導致該區域地基鬆動，破壞原有地基的穩定性，回填土雖經過夯實也難以恢復原狀土的結構強度；為滿足基礎的穩定性要求，必須加大基礎的尺寸，施工成本增加。2、沒有利用巖石本身和周邊土層牢固結合的穩定性。3、開挖回填所需的施工成本、人工成本和設備成本都比較高，且在交通運輸條件惡劣的山地環境施工不方便。
技術實現要素：
本發明目的在於提供一種安全可靠、結構穩固、施工成本低、工期短、地理環境局限性小的巖石地基杆塔基礎施工方法。
為實現上述目的，本發明採取下述技術方案：
本發明所述的巖石地基杆塔基礎施工方法，包括下述步驟：
第一步、在確定杆塔基礎位置的地基上清理雜物覆土至露出巖石表面，然後在所述杆塔基礎施工範圍內用混凝土修築臨時作業水平面作為水平鑽孔平臺，所述水平鑽孔平臺與所述巖石最高點平齊或略高於巖石最高點；
第二步、確定杆塔基礎中心點和鋼筋籠預埋件放置的位置，使用可攜式大口徑鑽機在所述水平鑽孔平臺表面向下鑽基礎孔，所述基礎孔延伸至所述巖石內部，形成連接「卯榫」結構；基礎孔的直徑根據所述鋼筋籠預埋件的形狀和大小確定，滿足裝填要求；
第三步、在所述水平鑽孔平臺表面，圍繞所述基礎孔使用手提衝擊鑽向下鑽若干個地錨鋼筋孔，每個所述地錨鋼筋孔均延伸至所述巖石內部，地錨鋼筋孔的直徑、位置、數量由巖石的大小、杆塔基礎的大小根據設計規程決定；
第四步、將所述鋼筋籠預埋件置於所述基礎孔內，將地錨鋼筋置於所述地錨鋼筋孔內，鋼筋籠預埋件和地錨鋼筋的上部均延伸出所述水平鑽孔平臺表面；
第五步、製作螺旋加強鋼筋套並將其套裝在鋼筋籠預埋件周圍，所述螺旋加強鋼筋套可以防止凝固後的混凝土基礎在使用中受外力影響而折斷；
第六步、在所述水平鑽孔平臺上安裝混凝土澆注模板，澆築混凝土形成包覆所述鋼筋籠預埋件、地錨鋼筋和螺旋加強鋼筋套的混凝土承載臺；在澆築過程中要注意鋼筋籠預埋件位置是否偏差、上端面是否水平，如有偏差，及時調整預埋件位置，澆築完成後再次確認預埋件位置沒有偏差後，等待混凝土承載臺凝固，對杆塔基礎進行養護，等待杆塔基礎結構穩固成型。
所述第五步中，所述螺旋加強鋼筋套的上部和下部分別套裝在所述鋼筋籠預埋件的上部和下部，螺旋加強鋼筋套的中部套裝在延伸出所述水平鑽孔平臺的地錨鋼筋上。
所述鋼筋籠預埋件為由多根豎向主鋼筋、和固定在多根所述豎向主鋼筋上的箍筋所構成的矩形立架；多根豎向主鋼筋的下端均為向外側延伸的u形結構，多根豎向主鋼筋的上端均為地腳螺栓結構，用於連接固定杆塔。
位於所述水平鑽孔平臺上表面的混凝土承載臺縱截面為倒t形結構。
本發明優點主要體現在以下方面：
1、整體杆塔基礎結構充分利用了地基中巖石的穩定性。混凝土承載臺下部的各預埋件與混凝土一體結構向下深入到巖石內部，與巖石地基形成高連接強度的「卯榫」結構。
2、混凝土承載臺和巖石之間有若干地錨鋼筋，增加了杆塔基礎結構強度，增強了杆塔的抗傾倒能力；通過預埋螺旋加強鋼筋套，增強了混凝土承載臺與地基之間的連接，同時對混凝土起到約束作用，增強了混凝土承載臺的抗裂、抗折強度；預埋的螺旋加強鋼筋套和地錨鋼筋共同作用對地基中的巖石也起到了一定的約束作用，使巖石形成一個一體化的高強度結構體，降低了整體結構對巖石強度的依賴性。
3、施工流程不需要爆破，無需大面積開挖，無需回填土和回填土夯實，既降低成本又保證安全；在巖石上修築混凝土水平鑽孔平臺，為小型可攜式大口徑鑽機提供了施工條件，施工過程不需要大型設備，小型可攜式工具即可完成，施工方便，受環境影響小，實用性強，有利於在交通運輸條件惡劣的山地區域推廣應用，經現場施工驗證可節約70%費用，縮短60%工期。同時，由於不需要進行爆破和大面積開挖，減少了植被破壞，不破壞原有地基的穩固性，消除了地基鬆動帶來的安全隱患。
附圖說明
圖1是按照本發明方法施工的巖石地基杆塔基礎結構示意圖。
圖2是本發明所述的鋼筋籠預埋件結構示意圖。
圖3是圖2的a-a向剖視結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述實施例。
如圖1-3所示，本發明所述的巖石地基杆塔基礎施工方法，包括下述步驟：
第一步、在確定了的杆塔基礎位置的地基1上清理雜物覆土至露出巖石2表面，然後在杆塔基礎施工範圍內用混凝土修築臨時作業水平面作為水平鑽孔平臺2，水平鑽孔平臺3與巖石2最高點平齊或略高於巖石2最高點；
第二步、確定杆塔基礎中心點和鋼筋籠預埋件放置的位置，使用可攜式大口徑鑽機在水平鑽孔平臺3表面向下鑽基礎孔，基礎孔延伸至所述巖石內部，形成連接「卯榫」結構；基礎孔的直徑根據鋼筋籠預埋件的形狀和大小確定，滿足裝填要求；
第三步、在水平鑽孔平臺3表面，圍繞基礎孔使用手提衝擊鑽向下鑽若干個地錨鋼筋孔，每個地錨鋼筋孔均延伸至巖石2內部，地錨鋼筋孔的直徑、位置、數量由巖石2的大小、杆塔基礎的大小根據設計規程決定；
第四步、將鋼筋籠預埋件置於基礎孔內，將地錨鋼筋4置於每個地錨鋼筋孔內，鋼筋籠預埋件和地錨鋼筋4的上部均延伸出水平鑽孔平臺3表面；
第五步、製作螺旋加強鋼筋套5，螺旋加強鋼筋套5的上部和下部分別套裝在鋼筋籠預埋件的上部和下部，螺旋加強鋼筋套5的中部套裝在延伸出水平鑽孔平臺3的地錨鋼筋4上；螺旋加強鋼筋套5可以防止凝固後的混凝土基礎在使用中受外力影響而折斷；
第六步、在水平鑽孔平臺3上安裝混凝土澆注模板，澆築混凝土形成包覆鋼筋籠預埋件、地錨鋼筋4和螺旋加強鋼筋套5的混凝土承載臺6；在澆築過程中要注意鋼筋籠預埋件位置是否偏差、上端面是否水平，如有偏差，及時調整預埋件位置，澆築完成後再次確認鋼筋籠預埋件位置是否偏差後，等待混凝土承載臺6凝固，對杆塔基礎進行養護，等待杆塔基礎結構穩固成型；位於水平鑽孔平臺3上表面的混凝土承載臺6的縱截面為倒t形結構。
第五步中，如圖2、3所示，鋼筋籠預埋件為由四根豎向主鋼筋7、和間隔固定在四根豎向主鋼筋7上的多個箍筋8所構成的矩形立架（當然，鋼筋籠預埋件也可為其它結構形式的立架）；四根豎向主鋼筋7的下端均為向外側延伸的u形9結構，四根豎向主鋼筋7的上端均為地腳螺栓10結構，用於連接固定杆塔。