人工斜掏挖斜立柱基础施工工艺

人工斜掏挖斜立柱基础施工工艺
一、介绍
人工斜掏挖斜立柱主角钢插入式基础是指在设计塔位采用人工挖掘方法成孔（包括基础扩大端），然后将铁塔主材最下部一定长度按设计坡度和尺寸固定、绑扎和安放钢筋笼，最后浇注混凝土形成永久基础。

人工斜掏挖斜基础施工作业程序如图1所示。

图1 人工斜掏挖斜基础施工作业程序
（一）施工优点
①原状地基土承载能力强；不需回填，消除了回填土质量不可靠的安全隐患；
②主要靠人工劳动，成孔机具简单；
③根据输电线路基础特点，按施工进度可多组同时作业，缩短工期；
④便于清除孔底虚土，施工质量可靠；
⑤便于检查孔壁与孔底，核实地层土质情况；
⑥可以扩大桩端以获得较大的承载力，满足一腿一桩的要求；
⑦“以土代模”，开挖量少，施工方便，节省材料，基础施工成本低；
⑧可下人入孔采用震捣棒捣实，混凝土灌注质量较好；
（二）施工缺点
①施工空间狭小，劳动条件差，施工文明程度低；
②施工人员在孔内上下作业，施工安全显得极为重要。

二、施工工艺
（一）基本要求
（1）施工人员应熟悉被开挖基础的施工图及有关规定和要求。

（2）杆塔的基础坑深应以设计的施工基面为准，若无施工基面要求时，以中心桩地面为准。

拉线坑坑深，以拉线坑中心的地面为准。

（3）检查现场分坑成果。

（4）开挖时要注意保护好中心桩和各辅助桩。

（5）对高低腿基础，在开挖时要认真核对，防止挖错。

（二）开挖过程
（1）按照施工图要求，首先确定杆塔中心桩位置，如图2所示。

同时，根据顺线路方向、横线路方向以及线路基础对角方向确定每一个基础坑口中心位置，为了便于开挖过程中测量控制，按照图1要求，每一个基础布置好4个地面控制点，并确保地面控制点在施工过程中不被破坏。

下面将以1号基础为例，说明基础开挖及控制过程。

图2 基础位置和控制点确定
（2）按照图3所示的方法确定每个基础开挖开口尺寸。

具体办法是以每个基础中心为圆心，根据基础施工图设计尺寸，在坑口处画出以基础设计尺寸和掏挖尺寸所确定的圆周，其中基础开挖圆周半径尺寸比基础施工图纸规定的尺寸小250～300mm 。

图3 基坑开口尺寸确定
地面控制点1
地面控制点2
地面控制点3
地面控制点4
坑口中心点
基础设计开口尺寸
实际基础开挖尺寸比基础设计开口尺寸小300～400mm
1号基础为例
线路基础对角
方向,即基础对角倾斜方向
（3）以段高H （一般取H ＝1000mm ）为一个开挖段。

如图4所示，以基础开口处直径为圆周向下直掏挖，直至开挖到一个段高H 为止。

图4 第一段高开挖
（4）段高H 处基础底面中心确定。

如图5所示，将图3中所示的地面控制点1和地面控制点3、地面控制点2和地面控制点4用测量线连接起来，其交点就是坑口中心，用铅垂线将坑口中心引到坑底，即将坑口中心引到段高H 处基础底面。

同时将由地面控制点1和地面控制点3所形成的基础对角倾斜方向引到段高H 处基础底面，并
量出e ∆距离，其中：（2221c c H e +=∆,21,c c 为正侧面坡度），从而确定
段高H 处基础底面中心位置。

图5 段高H 处基础底面中心确定
图6 第1段高整修后示意图
（5）以段高H处基础底面中心为圆心，以基础立柱设计尺寸为圆心划圆，以此为基准，进行基坑修整，整修后的基坑如图6所示。

（6）第2段高的开挖。

首先将段高H处地面整修平整。

如图7所示，以段高H处基础底面中心为圆心，确定下一段高开挖圆周位置。

该圆周半径应比基础施工图纸规定的设计尺寸小250～300mm为准。

然后，以开挖圆周为基准，向下直掏挖至段高H。

图7 第2段高开挖
图8 第2段高基础底面中心确定
（7）第二段高H 处基础底面中心确定。

如图8所示，将图2中所示的地面控制点1和地面控制点3、地面控制点2和地面控制点4用测量线连接起来，其交点就是坑口中心，用铅垂线将坑口中心引到坑底，即将坑口中心引到第2段高处基础底面。

同时将由地面控制点1和地面控制点3所形成的基础对角倾斜方向引到段高H 处基础底面，并量出2e ∆距离，其中：22
12e H c c ∆=+，从而确定第二处基础底
面中心。

（8）以第二段高H 处基础底面中心为圆心，以基础立柱设计尺寸为圆心划圆，以此为基准，进行第2段高内的基坑修整，整修后的基坑如图9所示。

图9 第2段高整修后示意图
（9）重复（7）、（8）、（9）操作步骤，依次进行第3段高、第4段高……的开挖过程。

（10）基坑开挖接近至设计扩大端位置处时，作为最后一个开挖段高。

根据设计基础埋深的不同，设最后一个段高为H2，偏心距按照
22
1212e H c c ∆=+计算。

开挖过程和上面其他段高开挖过程相同。

图10 第2段高整修后示意图
（11）开挖扩大头部分。

该部分开挖过程与直掏挖基础相同，开挖成型后如图10所示
成孔时注意事项
①多孔同时成孔，应采取间隔挖孔方法，以避免相互影响和防止土体滑移。

②成孔坡度和直径应每段检查，发现偏差及时纠正，保证成孔准确。

③遇塌孔时，一般可在塌方处用砖砌成外模，配适当钢筋（9mm ~6 ，间距150mm ）再支钢内模灌注混凝土护壁。

④当挖孔至桩端持力层岩（土）面时，应及时通知建设、设计单位和质检（监）部门对孔底岩（土）性进行鉴定。

经鉴定符合设计要求后，才能按设计要求进行入岩挖掘或进行扩底端施工。

不能简单地按设计图纸提供的桩长参考数据来终止挖掘。

⑤扩底时为防止扩底部塌方，可采取间隔挖土扩底措施，留一部分土方作为支撑，待灌注混凝土前挖除。

⑥终孔时，应清除护壁污泥、孔底残渣、浮土、杂物和积水，并通知建设单位、设计单位及质检（监）部门对孔底形状、尺寸、土质、等进行检验。

检验合格后，应迅速封底、安装钢筋笼、灌注混凝土。

⑦要求快速成孔，尽快到位，尽快灌注。

孔到位后，处理孔底，做到孔底平整，无松碴，并及时灌注，不能长时间暴露；未施工时，孔口一定要覆盖封闭。

⑧对于渗水严重的孔壁,一定要及时采用护筒跟进护壁，防止进一步的融化和坍塌。

（三）主角钢找正固定
设计加工固定工具在插入式主角钢控制方面，有角钢落地控制
法、悬空控制法、单腿控制法、四腿同时固定控制法。

在各种方法具体实施上，还有各自的特点。

不管用何种工具、方法，都应做到：
①固定工具必须稳固，在各种干扰下，不能发生大的位移；
②固定工具必须是可调节的。

工器具的加工本身有误差，在混凝土浇制干扰下误差会加大，必须予以纠正；
③固定工具要能确定主角钢内角平分线在该工具上的位置，如果是正方形塔，则只需将对角线与内角平分线重合，角钢纵轴扭转误差精度就能充分得到保证，而无需再作其他验证。

（四）钢筋绑扎和钢筋笼就位
常用的钢筋笼组装和吊装方法是在地面上按设计图纸绑扎、焊接，然后由起吊设备将钢筋笼整体吊入桩孔内，但由于施工现场条件所限，大型吊装设备无法进入，因此可考虑如下两种方法：
①孔内组装钢筋笼
在开挖基坑内按照施工图绑扎基础主筋和箍筋，并就位；
②地面分段组装钢筋笼，然后逐段人工吊放，逐断焊接。

采用以上两种方法绑扎、焊接钢筋笼时，绑扎和焊接等要求必须满足《混凝土结构设计规范》中相关的要求。

（五）安装灌注地面以上桩体所需的模板
（六）灌注桩身混凝土
混凝土灌注可用手推车运输向基础孔内灌注。

混凝土下料用串桶，基础较深时用混凝土导管。

混凝土要垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁；
混凝土应连续分层灌注，每层灌注高度不得超过 1.5m，并应分
层捣实，第一次灌注到扩底部位的顶面，随即震捣密实；再分层灌注桩身，分层捣实，直至基础顶，当混凝土灌注量大时，可用混凝土泵车和布料杆。

初凝前抹压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝，表面浮浆层应凿除。

（七）临时支护施工工艺
当地质条件比较复杂在基坑开挖过程中，需要采取临时支护措施，其它工艺基本相同，临时支护的过程及其注意事项如下。

（1）支设临时支护模板
模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由4块或8块活动钢模板或木模板组合而成。

护壁支模中心线和坡度需要加以控制，可将控制轴线、高程引到第一节混凝土护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤控制中心点位置，用尺杆找圆周，然后由基准点测量孔深。

（2）灌注临时支护混凝土
护壁采用50mm现浇混凝土护壁，开挖时需在临时支护的护壁中加配钢丝网等防护措施。

第一节混凝土扶壁宜高出地面200mm，并设锁口，便于挡水、定位以及保持护壁的稳定，见图11。

（3）拆除模板继续下一段的施工
当护壁混凝土达到拆模强度后方可拆除模板，拆模后再开挖下一段土方，然后继续支模灌注护壁混凝土，如此循环，直到挖到设计要求的深度。

（4）修筑第一节孔圈护壁（俗称开孔）应符合下列规定：
①孔圈中心线应和桩的轴线重合，其与轴线的偏差不得大于20mm；
②第一节孔圈护壁应比下面护壁厚100~150mm，并高出场地表面200mm左右。