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高压电缆工程常见地基处理方法(专业版)
专栏:行业资讯
发布日期:2023-05-26
阅读量:581
作者:行业资讯
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|转至:输电趣坛

首先,咱们先认识两个名词:

软弱地基  和  地基承载力


01

软弱地基

指主要由淤泥、淤泥质土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。这种地基天然含水量大,承载力低,在外部荷载作用下易产生滑动沉降
软弱地基的性质因地而异、因层而异,不可预见性大。在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故。
02
地基承载力
地基承载力即为地基的承载能力。
单位为Kpa(单位面积内能承受的压力)。
例如,地基承载力为120Kpa表示1平方米内能承受12t物体的重量。
土体地基承载力的取值主要通过试验确定,如“标准贯入试验”
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▲ 标准贯入试验现场
很显然,
软弱地基的地基承载力较弱,
当地基不能满足建筑物的荷载要求时,
需要对天然地基进行加固改良,
这种地基加固改良称为地基处理

根据高压电缆工程荷载特点,
地基处理主要有如下三种方式:

① 换土垫层法
② 松木桩地基加固
③ 高压旋喷桩地基加固


01
换土垫层法

换土垫层法:
当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,
而软土层的厚度较小
可以将基础底面下的软弱土层部分或全部挖去
然后分层换填强度较大的砂
(碎石、灰土、高炉干渣、粉煤灰)
或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,
并夯压(振实)至要求的密实度为止。


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加固原理:
根据土中附加应力分布规律,
越靠近上层构筑物的土体承受荷载越大,
换土垫层法可使垫层承受上部较大的应力,
软弱土层承受较小的应力,
以满足设计对地基的要求。

换土垫层法不同土的适用情况见下表:


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针对电缆管沟工程,
换土垫层法适用于软弱地基分布范围不大
分布深度较浅
软土层厚度较小 的情况。

此时换填材料一般采用级配良好的碎石,
换填厚度一般为0.5~3米。
并进行分层碾压和夯实处理。


02
松木桩地基加固

松木含有丰富的松脂,
而松脂能很好的防止地下水和细菌对其的腐蚀,
从而保证了其完整性,
因此有“水浸万年松”之说。

松木桩作为一种古老的地基处理方法,
以其施工便利、造价较低的优点
在电力电缆工程中获得广泛应用。


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一、松木桩地基加固的作用原理:


采用松木桩加固的软土地基属于复合地基。
复合地基是由天然地基土和桩体两部分组成。
松木桩复合地基同其他复合地基相比,
除桩的材质不同外,其余均有相似之处,
其加固机理为:

① 桩体的支撑作用


松木桩取代了低模量、低强度土体。

在承受外荷载时,
大部分荷载由松木桩承受,
从而通过松木桩把应力传递到深处土层。

由于桩的强度和抗变形能力均优于土体,
故而形成后的复合地基承载力、模量也优于土体,
从而达到减少变形,提高承载力的效果。

简而言之:
松木桩可以把上层荷载传递到深层土体。


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② 挤密作用


松木桩施工时采用锤击打入,
桩孔位置原有土体被强制侧向挤压,
使桩周的土层密实度提高,
起到挤密作用。
从而使桩间土的承载力得到提高,
压缩性降低,变形减少。


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二、松木桩施工注意事项


① 要充分使用松木桩的原始性能

松木桩是使用“原木”的,不要锯成别的形状,尤其不能对半锯开变成半圆状,半圆桩很快强烈弯曲,以致失去效用。同时采购时要选择新鲜、没有虫眼、没有裂纹的松木。所选松木的桩长应木材材质均匀,无明显弯曲。制作松木桩时,应削除原木树皮,并砍去突出部分,划出桩中轴线,锯平桩头.并在表面喷涂防腐材料,做好防腐处理。
为了在打桩时使桩能顺利贯入地基,减少阻力,保护桩头,将桩尾部削成约300mm长的尖锥状。


②施工施打顺序及褥垫的设置

为了使挤密效果好,提高地基承载力,打桩时由基底四周往内圈施打。每根桩需预留桩头150 ~200 mm,打桩完毕后应按设计高程锯平桩头,使每根桩的桩基基本保持在同一水平面。清挖打桩时挤出的淤泥,在桩顶铺设200~300mm厚片石灌碎石褥垫层并加以压实, 然后再浇筑素混凝土垫层及闸室底板,以保证基础通过褥垫层把一部分荷载传到桩间土上,调整桩和土的分担作用。


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三、计算案例


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03
高压旋喷桩地基加固

高压旋喷桩:
系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的喷头,以高速水平喷入土体,借助液体的冲击力切削土层,同时钻杆一面以一定的速度(20r/min)旋转,一面低速(15~30cm/min)徐徐提升,使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固,形成具有一定强度(0.5~8.0MPa)的圆柱固结体(即旋喷桩),从而使地基得到加固。


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▲ 高压旋喷桩施工流程



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同样是利用“桩”进行地基加固,
高压旋喷桩和松木桩的加固原理不同,
松木桩是物理的方法实现力的传递和加密土体,
而高压旋喷桩则是化学的方法实现土体加固。

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旋喷桩的特点是:
可提高地基的抗剪强度;能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10倍的大直径固结体,可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体;
施工噪声低,振动小;可用于任何软弱土层,可控制加固范围设备较简单、轻便,机械化程度高;料源广阔,施工简便,速度快等。
水泥搅拌桩与高压旋喷桩的区别

与高压旋喷桩类似,
水泥搅拌桩也同样是通过水泥与土体混合,
达到加固土体的目的。
两则的区别主要体现在:

① 施工工艺不同

水泥搅拌桩:
水泥搅拌桩的工艺在于:搅拌
水泥搅拌桩钻杆上有机械页片,旋转切割土体。一般下钻过程只搅拌,提升过程边搅边喷。下过程重复2次即为四搅两喷。

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▲ 水泥搅拌桩施工流程



高压旋喷桩:


高压旋喷桩的工艺在于:喷射

高压旋喷桩无机械页片,通过水泥浆的液压切割土体。单管法和二管法中的喷射管较细(孔径在5cm以内)。三管法喷射管直径通常为7~9cm,结构复杂,因此有时需要预先钻一个直径为15cm的,然后置入三管喷射进行施工。通过定喷、摆喷可成墙或成桩。


② 施工机械不同

水泥搅拌桩:
使用(分单轴、双轴、三轴)旋转钻机成桩,也叫做深层旋转搅拌桩机桩机重量及高度(15-16米)较大,使用限制相对较大。


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▲水泥搅拌桩机



高压旋喷桩:


使用高压旋喷桩基,分单管旋喷桩基、双重管及三重管旋喷桩基(区别在于:单管只喷水泥浆;双管只喷水泥浆和压缩空气;三管只喷水泥浆、压缩空气及高压清水。配备上就是多了空压机、高压清水泵的区别)。桩基重量及高度(一般为5米、15米、20米)相对较小。


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▲高压旋喷桩机

高压旋喷桩机占地较小,
方便灵活,
更加适用于高压电缆工程地基加固


③ 价格不同
高压旋喷桩费用较高,
约为水泥搅拌桩2~3倍。




经验总结



1、换土垫层法
适用于软弱土分布范围不大,
分布深度较浅,
上部荷载较小的情况。

2、松木桩地基加固
适用于一般软弱土厚度为小于4米,
松桩可达到黏土层。

3、高压旋喷桩地基加固
适用于软弱土厚度大于5米,
上部荷载较大,
对地基承载力要求较高的情况。



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