载体桩技术及其在输变电工程中的应用前景分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 载体桩技术及其在输变电工程中的 应用前景分析 摘 要：载体桩作为一种地基处 理的新方式，具有技术可行、造价低廉 等特点。它通过加固桩端持力层的方式 来提高地基的承载力，在环境比较差以 及土层条件比较差的地区具有一定的优 势。本文在总结载体桩技术及其应用性 能方面的研究的基础上，结合输变电工 程中基础处理的复杂性以及不同地质条 件下的处理方式，阐述了载体桩在输变 电工程中的应用前景，对于载体桩的推 广具有重要的借鉴意义。 中国论文网 /1/view-13025835.htm 关键词：载体桩；输变电工程； 地基处理；适用性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 DOI：10.16640/ki.37- 1222/t.2018.08.173 1 引言 随着国家经济与城市化的不断发 展，为电力产业发展带来了更多发展机 遇。输变电工程作为电力系统最为重要 的一环，其质量的好坏直接影响到供电 的可靠性与稳定性。由于输电杆塔基础 点多、面广、跨度大，一般绵延上千公 里，需要跨越各种气候、地质复杂的自 然条件，使得输电塔基础在实际服役过 程中体现出不同的受力性能。当输电线 路处于地质条件复杂的地区时，采用以 往的复合地基等处理方法处理其基础时 就显得及其不经济，而载体桩作为一种 新的地基处理方式，在处理复杂地质条 件下的基础具有一定的优越性。载体桩 是一种比较新的地基处理方式，其在实 际工程中的应用效果也处于待考察阶段。 本文的目的在于总结载体桩的受力原理 与传力特点以及输变电工程中地基处理 的复杂性，分别介绍了载体桩在实际中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的应用以及输变电工程中在实际工程中 处理基础所出现的问题，这对于载体桩 在输变电工程中的应用具有积极地推广 作用。 2 载体桩性能及机理 2.1 载体桩构成 载体桩是由混凝土桩身和载体构 成的桩。其中，载体是由混凝土、夯实 填充料、挤密土体三部分构成的承载体。 载体桩的承载力主要来自于载体， 其技术原理为通过对填料的夯实，挤压 土体，从而增加桩端以下土体密实度并 形成扩展基础，实现力的扩散，最终提 高单桩承载力。其优点在于：（1）通 过桩基受力，承台梁直接将上部荷载传 递到深层地基土中，荷载传递形式简单； （2）单桩承载力高，是相同桩径、桩 长普通灌注桩承载力的 35 倍，并且 可通过调整施工参数调节单桩的承载力； （3）施工工艺简单、质量易控制，施 工中无需场地降水，减少工程量，缩短 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 了工期；（4）可消纳建筑垃圾，保护 了环境，绿色环保、无污染；（5）在 满足承载力要求下，持力层选择多样， 可降低桩长，减少桩基础施工造价。其 缺点在于：（1）对填料的夯实，挤压 土体，施工时对周围建筑或管线产生挤 土效应；（2）锤击产生振动，临近有 居民楼时，施工受到一定限制。 2.2 应用范围 就目前来说，载体桩得到了很大 的发展并在很多地方得到了应用，取得 了良好的经济效益。 袁国涛、陈龙等人1研究了载体 桩施工技术，认为载体桩作为一种全新 的施工技术，理论上，在地面下不超过 25m 深度内存在设计要求的持力层时， 都可以采用该技术。钟权强2分析了载 体桩桩身在施工中的质量问题及控制措 施，认为载体桩属于挤土型桩，不同的 地质条件下挤土效应的强度的影响范围 不同，特别是在一些地质条件比较复杂 的地区，采用载体桩时需要进行试桩。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 戴恒、李蔚林3等人研究了载体桩在黄 石地区地基处理中的应用，研究认为， 通过挤压土体可起到部分消除砂土液化 的作用。程峰4研究了载体桩在湿陷性 黄土中的应用，研究表明：在湿陷性黄 土较厚地段，在同等条件下（场地面积、 湿陷土层较厚） ，载体桩方案不仅性价 比高，而且大大缩短工期；在承载力要 求低，水平承载力小的建筑中采用载体 桩技术既能合理降低基建成本，节约工 期，又能消除建筑垃圾。陈追田、郑玉 辉5等人研究了成都粘土中载体桩承载 力的相关分析，研究表明：成都粘土中 载体桩承载力容易控制，承载力比较稳 定。穆明、丁鹏等人6研究了载体桩在 鲁北地区应用的适宜性，研究表明，载 体桩在改良周围土体方面效果明显，能 有效的大幅提高地基土承载力。载体桩 环保节能，性能比较高，技术经济效果 十分明显。李辉7研究了载体桩在高层 民用建筑中的应用，研究表明：载体桩 在地基承载力及变形处理方面具有极大 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的优势，同等技术条件下，载体桩基础 比复合地基更合理。杜明芳、王清山8 等人进行了了载体桩在郑东新区密实砂 土持力层中的试验研究，通过载体桩基 础单桩基础静载荷试验和载体桩复合地 基静荷载试验，分别对两种方案的承载 力与实验值进行了对比。研究认为，载 体桩基础单桩在密实砂土持力层中沉降 随荷载的增加会出现陡降现象，且桩端 土体丧失或基本丧失弹性，不能继续承 压；而载体桩复合地基静载荷试验的荷 载-挠度曲线为缓变形，其复合地基承 载力特征值可按相对变形值确定。 总的来说，一方面载体桩是基于 锤击沉管灌注桩和扩底桩原型创新升级 的新型地基处理方案，它是比较新型的 桩体施工方法。不仅继承了挤土桩和灌 注桩的优点，又能利用桩端的扩大头充 分提高地基承载能力，其承载力高、成 本低、实用性强、对场地要求不高、工 艺简单、质量易控制等优点正在逐渐被 业内所认可。另一方面目前对于载体桩 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的研究还很少，所以在已经研究成果的 基础上对其进行更深的研究是很有必要 的，将其引入到不同的工程领域中会带 来极大的经济效益。 3 载体桩在输变电工程的应用前 景 输变电工程在结构和部局上不同 于一般的工业与民用建筑，分部分项工 程多，地域跨度大，荷载变化大，抗压 和抗拔复合，对环境和沉降的敏感程度 高，因此，在电网工程中，结构设计和 地基处理相对较为保守。 目前，输变电工程的地基处理主 要为换填垫层法、挤密桩法和钢筋砼钻 孔灌注桩法。以上方法经过了大量的工 程实践，其适用性和安全性均得到的结 构设计人员的认可。相对于其它工民建 项目，输变电工程由国家投资，在地基 处理方案的经济投资对比方面一般相对 较为粗放，这就为类似于载体桩等新工 法的引入造成了障碍。 一般来说，当变电站处于较差的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 地形、地貌和r 土条件下时，多数建、 构筑物需要采取复合地基处理甚至桩基 础。现在的变电站规模较大，地基处理 费用相当可观，采用载体桩的优势较为 明显。由于线路工程占地跨度较大，地 形、地貌和岩土条件变化较大，且线路 杆、塔基竖向抗压承载力要求较低，竖 向抗拔及抗倾覆要求较高，另外考虑桩 基设备频繁转场的问题，载体桩的适用 性尚需根据具体情况进行 （下转第 203 页） （上接第 192 页） 分析。此外，当线路工程位于高 填方、液化土层、湿陷性土层中时，由 于载体桩的打入挤土作用及高承载力的 特点，相对于其它地基处理方案，仍具 有较高的性价比，可作为优先考虑的地 基处理方案。 随着国家经济的进一步发展，为 电力产业带来了越来越多的发展机遇， 而输变电工程在电力产业的发展中扮演 了极其重要的角色。输变电工程中的线 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 路设计有可能涉及到地质比较复杂的地 带，此时复合地基的应用就极有可能显 得非常不经济。载体桩作为一种新型的 处理基础的方式，在处理复杂地质条件 下的基础具有一定的优势。而目前对于 载体桩在输变电工程的应用实例很少， 一