挤扩支盘灌注桩在特高压线路工程中的应用

马叶

【摘要】随着我国国民经济的快速发展，电力工业的进步日新月异。电网建设方面需要更高电压等级的输电技术，以便使我国的资源开发更为合理，所以发展特高电压直流输电是必要的，是符合国家和社会需要的。输电线路中基础是铁塔和地基之间的连接构件，是输电线路体系重要的组成部分。基础的合理选型直接决定了设计的优劣，合理的基础型式，可以有效的控制工程造价，缩短工程建设周期，延长工程的合理寿命，保证可靠的线路运行安全，降低对自然环境的破坏，实现资源效益的可持续发展。挤扩支盘灌注桩基础作为一种新型基础在超高压线路工程中逐渐被广泛的应用。

【关键词】挤扩支盘灌注桩；竖向承载力高；抗震性能好；受荷变形小

【Abstract】With the rapid development of China's national economy， the progress of the power industry is changing with each passing day. Power grid construction needs higher voltage level transmission technology， so that China's resource development is more reasonable， so the development of UHVDC is necessary， is in line with national and social needs. The foundation of the transmission line is the connection between the tower and the foundation， which is an important part of the transmission line system. The rational selection of the foundation directly determines the merits of the design， reasonable basic type， can effectively control the project cost， shorten the construction period， extend the project's reasonable life， ensure reliable line operation safety， reduce the destruction of the natural environment， To achieve the sustainable development of resource efficiency. The pile foundation is a new type of foundation which has been widely used in EHV line engineering.

【Key words】Extrusion bearing piles；Vertical bearing capacity；Good seismic performance；Small load deformation

1. 前言

（1）输电线路中基础是铁塔和地基之间的连接构件，是输电线路体系重要的组成部分。基础的合理选型直接决定了设计的优劣，合理的基础型式，可以有效的控制工程造价，缩短工程建设周期，延长工程的合理寿命，保证可靠的线路运行安全，降低对自然环境的破坏，实现资源效益的可持续发展。

（2）送电线路基础设计的优劣关系整条线路的安全运行，一旦某个铁塔基础出现塌陷、滑坡和基础自身破坏等安全事故，整条线路运行将面临瘫痪。由于高压（如±800kV输电线路）输电线路本身的重要性，其承担了十分巨大的输电量，因此针对不同的基础负荷、地质及地形条件因地制宜选择基础型式，不仅降低了工程成本，而且为线路的安全运行提供了必要的保障。

（3）同时，不同的基础型式具有不同的特点，承载能力、材料耗量、土石方量以及对环境的影响等各不相同；工程建设会不可避免的将对自然环境造成破坏，这需要设计根据塔位不同的地质、地形及周边环境因地制宜选择基础型式，充分利用每个基础的优点，减少土石方量，并应在施工完成后采取有效措施恢复自然面貌，将工程对环境的影响减小到最小程度。而挤扩支盘灌注桩基础作为一种新型基础在特高压线路工程中逐渐被广泛的应用。

2. 挤扩支盘灌注桩的特点及承载机理

（1）挤扩支盘灌注桩由主桩、承力盘及分支组成，见图1所示。在钻孔结束后，下入液压挤扩机，在适当位置对钻孔周围土体施以三维静压，挤扩形成承力盘或分支。一个承力盘面积是主桩截面的6～7倍。灌注混凝土后，桩身和承力盘、分支紧密结合为一体，发挥了桩土共同承力作用（挤扩支盘桩示意图见图1）。

（2）挤扩支盘桩通过沿桩身不同部位设置承力盘或分支，变普通摩擦桩为变截面多支点的摩擦端承桩，从而改善了桩受力机理。具有抗震性好，沉降变形小的优点。支盘机挤扩形成承力盘及分支的同时，改善了地基土的工程性能，使承力盘周围1.0米范围内土的干密度提高15～20%，适用于非饱和粘性土、砂性较大的粘性土、粉土、砂土、卵砾石、风化岩层等支盘能成型的塔位。

（3）挤扩支盘灌注桩对不同土质的适应性强，成桩工艺适用范围广，受力机理明确，竖向承载能力高，受荷变形小，抗震性能良好，可使结构设计方案忧化。挤扩支盘灌注桩经过挤密的周围土体与腔内灌注的钢筋砼桩身、支盘紧密的结合为一体，发挥了桩土共同承力的作用，提高了桩的侧摩粗力和支承阻力，从而使桩承载力大幅度增加。

（4）挤扩支盘灌注桩由于其独特的技术形式，可有效缩短工期，节省原材料30%-50%，致使工程造价大幅度降低，可改良施工作业环境，降低劳动强度，且工程质量稳定、结构工作安全度高。

（5）由于该技术可大幅度提高桩基承载力，在工程中节约了建筑材料并减少工程量约50%，减少桩基完成后形成的弃土量。因此，该技术具有良好的经济效益和环境效益，在保证质量的前提下节约工程投资（约25%），缩短工期。

3. 技术经济比较

（1）通过挤扩支盘桩在某特高压线路工程中的实际应用，以上述基础作用力为例进行经济比较。

（2）以下计算结果中的材料量及费用均按单基塔基基础统计，优化计算原则是在满足施工工艺要求的前提下，以费用最省为优化目标进行优化（支盘桩和灌注桩材料量和造价比较见表1）。

（3）从上表可以看出，支盘桩基础可以达到减小桩径、桩长的效果，支盘桩基础较等直径灌注桩基础，在直线塔中减少混凝土用量约10%左右，造价节省约9%～10%；在转角塔中减少混凝土用量约10%左右，造价节省约7%～8%。由此可见，在特高压线路中应用支盘桩群桩基础能够有效的节省基础钢筋和混凝土用量，从而降低基础造价，具有良好的经济效益。

（4）由于挤扩支盘桩基础在施工时需要使用到挤扩装置，对施工设备和交通条件有较高的要求。因此，应该结合现场实际情况，在有条件的塔位使用。

4. 結语

通过对特高压直流输电线路的杆塔基础进行详细研究，确定杆塔基础型式，对特高压输电线路的杆塔基础设计起到了一定的指导作用，对降低特高压输电线路的工程投资，保证特高压线路的长期安全运行具有重大意义。挤扩支盘灌注桩对不同土质的适应性强，成桩工艺适用范围广，受力机理明确，竖向承载能力高，受荷变形小，抗震性能良好，可使结构设计方案忧化。经过在特高压线路工程中试点运用后，逐渐被推广应用。

参考文献

[1] 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008.

[2] 电力工程高压送电线路设计手册.

[文章编号]1619-2737（2017）07-18-615endprint