一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法与流程

1.本发明涉及输电线路混凝土基础技术领域，具体而言，涉及一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法。


背景技术：

2.随着电力系统的发展，输电线路的规模越来越大，通过对已建线路的调研发现，输电线路混凝土基础特别容易发生开裂的现象，但是这种开裂如果不进行处理的话，这种由于结构性问题导致的开裂将会持续发展，最后会引起结构破坏失效，严重时可能导致杆塔倾斜甚至倒塌危险，将会影响输电线路结构的安全性和稳定性，造成巨大的经济损失。
3.输电线路基础之所以发生局压开裂，主要原因是由于施工过程中，铁塔组立时，铁塔会产生一定的安装误差，铁塔与基础的连接面存在误差间隙，这会使得塔脚板与基础的有效接触面积大大减小，纵使在间隙里面添加钢铁垫块，也无法解决不均匀局压的问题，这种情况下的净压面积一般为原来的20％～30％，使得基础的局压承载力大大降低，从而引发了基础的局压开裂，其裂纹形状由塔脚板向外呈辐射状扩散而开。
4.输电线路方形混凝土基础主要为板式基础和承台桩基础、岩石锚杆基础等，大量适用于输电杆塔架设工程中，而工程中针对方形混凝土基础局压开裂大多采用外包混凝土加筋法进行加固，但实践经验表明，该种加固方法一般适用于裂缝宽度不大于0.3mm时，也就是表观开裂阶段，此时裂缝不影响基础的承载力，但是，当裂缝宽度大于该宽度，甚至突破1mm时，这种加固方法的将不再适用，不能解决基础的局压开裂问题，加固后往往会发生反复开裂，引发一系列的次生问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在输电线路方形混凝土基础容易发生局压开裂问题，现有的裂缝处理加固方法，难以在根源上解决局压开裂问题，并且难以适用于裂缝宽度较大的情况，从而导致加固后仍然反复开裂，使输电杆塔存在倾倒风险，影响电力系统安全稳定性能的技术问题之一。
6.为此，本发明提供了一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法。
7.本发明提供了一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法，包括以下步骤：
8.s1、根据方形混凝土基础的开裂情况，对已存在裂缝进行灌浆封堵；
9.s2、对经s1处理后的方形混凝土基础采用围箍结构进行竖向围压加固，加固范围应自方形混凝土基础顶部朝向裂缝竖向最深处延伸，并超出裂缝竖向最深处；
10.s3、在方形混凝土基础的外侧安装外包混凝土钢筋笼，浇筑外包混凝土；
11.s4、对塔脚板与方形混凝土基础顶面的连接间隙采取支撑网与高压注浆相结合的填充方式填充密实，加固方形混凝土基础与杆塔的连接，消除方形混凝土基础与杆塔间的不均匀局压。
12.根据本发明上述技术方案的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法，还可以具有以下附加技术特征：
13.在上述技术方案中，s4包括以下步骤：
14.s41、将若干钢丝穿入塔脚板与方形混凝土基础顶面的连接间隙，若干钢丝在连接间隙内呈井字形布置，形成井字形支撑网；
15.s42、在塔脚板外扩一定距离的范围内支模，使模具包围塔脚板与方形混凝土基础的连接位置，所述模具用于约束注浆范围；
16.s43、向模具围成的空间内填充流态无收缩注浆材料；
17.s44、待流态无收缩注浆材料凝固后，在注浆材料的上方浇筑混凝土，形成保护帽；
18.s45、待混凝土保护帽完全凝固后，拆除模具。
19.在上述技术方案中，s1中采用斜穿缝面孔法处理已存在裂缝，包括以下步骤：
20.s11、在裂缝边侧钻灌浆孔，灌浆孔斜穿裂缝；
21.s12、将裂缝周围方形混凝土基础表面的杂物和尘土清理干净；
22.s13、利用高压气体吹出灌浆孔内的粉尘；
23.s14、采用高压注入方式通过灌浆孔向裂缝内注入浆液。
24.在上述技术方案中，s2中对方形混凝土基础进行竖向围压加固包括：
25.s21、开挖掉方形混凝土基础附近范围内的表土；
26.s22、开挖一定距离后，对露出的竖向裂缝按照s1进行灌浆封堵；
27.s23、在封堵后的方形混凝土基础上安装围箍结构，利用围箍结构对方形混凝土基础进行竖向围压加固；同时对应围箍结构的安装位置在坑壁处安装坑壁模板，保证施工安全；
28.s24、继续开挖一定距离，对露出的方形混凝土基础重复步骤s22和s23，直至完成加固范围内的竖向围压加固。
29.在上述技术方案中，所述围箍结构包括至少两个围箍组件，若干个围箍组件之间可拆卸连接，并在组装后形成封闭式方形框，所述方形混凝土基础被限制在封闭式方形框内。
30.在上述技术方案中，所述围箍结构包括四个l形围箍组件，所述围箍组件包括第一围板、第二围板和竖板，所述第一围板和第二围板垂直布置且固定连接，两个所述竖板分别垂直布置于第一围板和第二围板的端部，所述竖板用于与相邻围箍组件的竖板可拆卸连接。
31.在上述技术方案中，所述竖板与第一围板和/或第二围板之间设有加强板。
32.在上述技术方案中，所述第一围板和/或第二围板设有固定螺栓孔，采用螺栓固定方式将第一围板和/或第二围板固定在方形混凝土基础表面。
33.在上述技术方案中，若干个围箍结构套设于方形混凝土基础的表面，在加固范围内，相邻两个围箍结构之间在竖向的净距不大于200mm。
34.在上述技术方案中，s3中外包混凝土钢筋笼包括加固箍筋和加固纵筋，所述加固箍筋沿外包混凝土钢筋笼的周向布置，所述加固纵筋沿外包混凝土钢筋笼的轴向布置。
35.综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：
36.提供了一种可靠的输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法，增加了方形混
凝土基础与杆塔的塔脚板有效接触面积即增加了两者之间的净压面积，从而提升方形混凝土基础的局压承载力，从根源上解决了方形混凝土基础局压开裂问题；
37.处理后的方形混凝土基础牢固可靠，稳定性强，不易发生二次开裂，有效保障了输电线路的安全稳定运行；
38.方法易于操作，具有良好的规范性，有效保证施工安全。
39.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
40.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
41.图1是本发明一个实施例的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法的流程图；
42.图2是本发明一个实施例的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法中围箍结构的组装示意图；
43.图3是本发明一个实施例的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法中围箍组件的结构示意图；
44.图4是本发明一个实施例的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法中围箍组件的俯视图；
45.图5是本发明一个实施例的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法中填充连接间隙的正面示意图；
46.图6是本发明一个实施例的一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法中填充连接间隙时塔脚板位置的剖面示意图。
47.图7是导致方形混凝土基础局压开裂的原理示意图。
48.其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
49.1、围箍结构；2、方形混凝土基础；3、外包混凝土钢筋笼；4、塔脚板；5、钢丝；6、外围箍筋；7、模具；8、连接间隙；
50.11、围箍组件；
51.111、第一围板；112、第二围板；113、竖板；114、加强板；115、固定螺栓孔；
52.31、加固箍筋；32、加固纵筋。
具体实施方式
53.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
54.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
55.下面参照图1至图7来描述根据本发明一些实施例提供的一种输电线路方形混凝
土基础局压开裂的加固方法。
56.本技术的一些实施例提供了一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法。
57.如图1至图7所示，本发明第一个实施例提出了一种输电线路方形混凝土基础2局压开裂的加固方法，包括以下步骤：
58.s1、根据方形混凝土基础2的开裂情况，对已存在裂缝进行灌浆封堵；
59.s1中采用斜穿缝面孔法处理已存在裂缝，包括以下步骤：
60.s11、在裂缝边侧钻灌浆孔，灌浆孔斜穿裂缝；
61.s12、将裂缝周围方形混凝土基础2表面的杂物和尘土清理干净；
62.s13、利用高压气体吹出灌浆孔内的粉尘；
63.s14、采用高压注入方式通过灌浆孔向裂缝内注入浆液。
64.s2、对经s1处理后的方形混凝土基础2进行竖向围压加固，加固范围应自方形混凝土基础2顶部朝向裂缝竖向最深处延伸，并超出裂缝竖向最深处；
65.s2中对方形混凝土基础2采用围箍结构1进行竖向围压加固包括：
66.s21、开挖掉方形混凝土基础2附近范围内的表土；
67.s22、开挖一定距离后，对露出的竖向裂缝按照s1进行灌浆封堵；
68.s23、在封堵后的方形混凝土基础2上安装围箍结构1，利用围箍结构1对方形混凝土基础2进行竖向围压加固；同时对应围箍结构1的安装位置在坑壁处安装坑壁模板，保证施工安全；
69.s24、继续开挖一定距离，对露出的方形混凝土基础2重复步骤s22和s23，直至完成加固范围内的竖向围压加固。
70.所述围箍结构1包括至少两个围箍组件11，若干个围箍组件11之间可拆卸连接，并在组装后形成封闭式方形框，所述方形混凝土基础2被限制在封闭式方形框内。
71.所述围箍结构1包括四个l形围箍组件11，所述围箍组件11包括第一围板111、第二围板112和竖板113，所述第一围板111和第二围板112垂直布置且固定连接，两个所述竖板113分别垂直布置于第一围板111和第二围板112的端部，所述竖板113用于与相邻围箍组件11的竖板113可拆卸连接。
72.所述竖板113与第一围板111和/或第二围板112之间设有加强板114。
73.所述第一围板111和/或第二围板112设有固定螺栓孔115，采用螺栓固定方式将第一围板111和/或第二围板112固定在方形混凝土基础2表面。
74.若干个围箍结构1套设于方形混凝土基础2的表面，在加固范围内，相邻两个围箍结构1之间在竖向的净距不大于200mm。
75.s3、在方形混凝土基础2的外侧安装外包混凝土钢筋笼3，浇筑外包混凝土；
76.s3中外包混凝土钢筋笼3包括加固箍筋31和加固纵筋32，所述加固箍筋31沿外包混凝土钢筋笼3的周向布置，所述加固纵筋32沿外包混凝土钢筋笼3的轴向布置。
77.s4、对塔脚板4与方形混凝土基础2顶面的连接间隙8采取支撑网与高压注浆相结合的填充方式填充密实，加固方形混凝土基础2与杆塔的连接，消除方形混凝土基础2与杆塔间的不均匀局压。
78.s4包括以下步骤：
79.s41、将若干钢丝5穿入塔脚板4与方形混凝土基础2顶面的连接间隙8，若干钢丝5
在连接间隙8内呈井字形布置，形成井字形支撑网；
80.s42、在塔脚板4外扩一定距离的范围内支模，使模具7包围塔脚板4与方形混凝土基础2的连接位置，所述模具7用于约束注浆范围；
81.s43、向模具7围成的空间内填充流态无收缩注浆材料；
82.s44、待流态无收缩注浆材料凝固后，在注浆材料的上方浇筑混凝土，形成保护帽；
83.s45、待混凝土保护帽完全凝固后，拆除模具7。
84.本发明第二个实施例提出了一种输电线路方形混凝土基础局压开裂的加固方法，且在第一个实施例的基础上，如图1至图7所示，包括以下步骤：
85.s1、根据方形混凝土基础2的开裂情况，对已存在裂缝进行灌浆封堵；处理已存在裂缝可采用骑缝穿孔法，也可采用斜穿缝面孔法；
86.在本实施例中，s1中采用斜穿缝面孔法处理已存在裂缝，包括以下步骤：
87.s11、在裂缝边侧钻灌浆孔，灌浆孔斜穿裂缝；灌浆孔孔径对于贯穿性裂缝或深层裂缝采用冲击钻钻φ12mm孔；对于非贯穿裂缝、视缝宽、缝深情况采用冲击钻钻小孔即可；灌浆孔应穿过缝面0.2～0.3m；完成钻孔后，可利用封堵塞或其他装置将灌浆孔进行临时封堵，防止异物进入。
88.s12、将裂缝周围方形混凝土基础2表面的杂物和尘土清理干净；
89.s13、利用高压气体吹出灌浆孔内的粉尘；
90.s14、采用高压注入方式通过灌浆孔向裂缝内注入浆液。
91.向灌浆孔内灌浆前，先将方形混凝土基础2表面的杂物和尘土清理干净，然后掀开灌浆孔上的遮盖物，用高压气体吹出灌浆孔内的粉尘。最后高压注入改性环氧树脂或水泥浆，以保证最大限度的填充立柱基础的缝隙。
92.s2、对经s1处理后的方形混凝土基础2采用围箍结构1进行竖向围压加固，加固范围应自方形混凝土基础2顶部朝向裂缝竖向最深处延伸，并超出裂缝竖向最深处，具体地，可继续向下延伸200mm，即超出裂缝竖向最深处200mm，也可根据实际情况进行适当延长或缩减；
93.s2中对方形混凝土基础2进行竖向围压加固包括：
94.s21、开挖掉方形混凝土基础2附近范围内的表土；具体地，开挖平面范围为方形混凝土基础2范围外扩0.1m的范围；
95.s22、开挖一定距离后，对露出的竖向裂缝按照s1进行灌浆封堵；
96.s23、在封堵后的方形混凝土基础2上安装围箍结构1，利用围箍结构1对方形混凝土基础2进行竖向围压加固；同时对应围箍结构1的安装位置在坑壁处安装坑壁模板，保证施工安全；
97.s24、继续向下开挖一定距离，对露出的方形混凝土基础2重复步骤s22和s23，直至完成加固范围内的竖向围压加固。
98.所述围箍结构1包括至少两个围箍组件11，若干个围箍组件11之间可拆卸连接，如采用两个u型围箍组件11，进行拼接，拼接时可采用螺栓连接方式，并在组装后形成封闭式方形框，所述方形混凝土基础2被限制在封闭式方形框内。
99.作为优选，所述围箍结构1包括四个l形围箍组件11，所述围箍组件11包括第一围板111、第二围板112和竖板113，所述第一围板111和第二围板112垂直布置且固定连接，两
个所述竖板113分别垂直布置于第一围板111和第二围板112的端部，所述竖板113用于与相邻围箍组件11的竖板113可拆卸连接。
100.如图2所示，方形混凝土基础2需要进行围压加固时，将四个围箍组件11通过16颗6.8级m20的螺栓组装连接成一个封闭式方形框，相连竖板113之间的理论连接间隙8s为40mm，组装时为了产生较好的围压效果，安装好后的螺栓应达到拧紧状态，但不能超过规范规定的扭矩值，且s应比安装时小至少2mm，但不能使得原混凝土基础产生明显的压痕。
101.如图3所示，第一围板111和第二围板112均为厚度为12mm的钢板，二者相互垂直，通过双面角焊缝进行焊接连接，其长度根据方形混凝土基础2轮廓尺寸和连接间隙8s共同确定。竖板113厚度为14mm，与围板采用双面角焊缝连接，高度为162mm，宽度为140mm。角焊缝应满足二级的要求，可采用e50焊条。
102.上述所有板件均采用q355材质，以保证强度。
103.所述竖板113与第一围板111和/或第二围板112之间设有加强板114。
104.通过加强板114，提高竖板113与第一围板111和/或第二围板112之间的连接强度，加强板114分别与竖板113和第一围板111/第二围板112焊接连接。
105.所述第一围板111和/或第二围板112设有固定螺栓孔115，采用螺栓固定方式将第一围板111和/或第二围板112固定在方形混凝土基础2表面。第一围板111和第二围板112中心有一个固定螺栓孔115，孔径为21.5mm，孔长61.5mm。通过该设置，可以便于围板环向预紧，采用m20的膨胀螺栓可以通过固定螺栓孔115把围箍组件11固定在原方形混凝土基础2表面，以防止围箍组件11竖向滑动，但是安装固定螺栓时应避免与原原基础钢筋碰撞。
106.若干个围箍结构1套设于方形混凝土基础2的表面，在加固范围内，相邻两个围箍结构1之间在竖向的净距不大于200mm。
107.s3、在方形混凝土基础2的外侧安装外包混凝土钢筋笼3，浇筑外包混凝土；
108.s3中外包混凝土钢筋笼3包括加固箍筋31和加固纵筋32，所述加固箍筋31沿外包混凝土钢筋笼3的周向布置，所述加固纵筋32沿外包混凝土钢筋笼3的轴向布置。
109.如图2所示，通过s3形成方形混凝土基础2增大外包部分，方形混凝土基础2增大外包部分的尺寸
△
l应不小于500mm，可以保证外包部分基础不开裂，同时加固纵筋32和加固箍筋31按照构造配筋即可，但加固纵筋32的直径不小于20mm，加固箍筋31的直径不小于8mm，相邻加固箍筋31的间距不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于50mm。
110.s4、对塔脚板4与方形混凝土基础2顶面的连接间隙8采取支撑网与高压注浆相结合的填充方式填充密实，加固方形混凝土基础2与杆塔的连接，消除方形混凝土基础2与杆塔间的不均匀局压。
111.如图5所示，s4包括以下步骤：
112.s41、将若干钢丝5穿入塔脚板4与方形混凝土基础2顶面的连接间隙8，若干钢丝5在连接间隙8内呈井字形布置，形成井字形支撑网；
113.如图6所示，用直径不大于4mm的钢丝5尽量穿透塔脚板4与基础顶面的连接间隙8，若干钢丝5呈井字形布置，钢丝5间距按照不大于150mm控制，塔脚板4外部设置外围箍筋6，井字形钢丝5绑扎在直径不大于6mm的外围箍筋6上，箍筋的保护层不小于50mm；
114.s42、在塔脚板4外扩一定距离的范围内支模，使模具7包围塔脚板4与方形混凝土基础2的连接位置，所述模具7用于约束注浆范围；
115.注浆范围按照塔脚板4尺寸外扩50mm控制，模具7的形状与塔脚板4形状匹配，模板高度取地螺高度+50mm。
116.s43、向模具7围成的空间内填充流态无收缩注浆材料，注浆材料为抗压强度等级不低于40mpa的高流态高强无收缩灌浆材料；灌浆高度需要覆盖完塔脚板4的最大高度；
117.s44、待流态无收缩注浆材料凝固后，在注浆材料的上方浇筑混凝土，形成保护帽；混凝土为不低于c20的素混凝土，保护帽高度取地螺高度+50mm，即可与模具7高度齐平；
118.s45、待混凝土保护帽完全凝固后，拆除模具7。
119.在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
120.凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。