输电线路铁塔基础钻孔灌注桩作业木桩平台施工工法
摘要：在经济发达的苏南地区，输电线路被设计在河流、鱼塘、湖泊中将成为常态，这就增加了塘中铁塔基础施工的难度，本文通过理论和实践探讨一种方便、经济的钻孔灌注桩施工方法。
关键词：水中钻孔灌注桩木桩平台 施工工法 前言
浅水中钻孔灌注桩施工一般有筑岛法、围堰法及专业施工平台等施工方法，相对于输电线路单基混凝土量小、投资较少，以上方法不是一种经济的施工方法；且以上施工方存在一定的弊端，如影响河道通航、防汛工作的开展等，且成本较高；而采用木桩作为支撑体系搭设工作平台进行施工能够克服这些弊端，有着明显的技术优势和经济效益。本文在总结以往施工经验的基础上，以我公司施工的一条220kV同塔四回路铁塔钻孔灌注桩基础为例进行施工方法设计；本工程铁塔基础位于太湖中，施工位置水深约3.5米，铁塔基础设计采用四腿钻孔灌注桩，中心距岸边约340米，混凝土总量为197.31m3，钻孔灌注桩桩径为2米，桩长28米，基础根开15.3米。
2. 施工平台方案
根据设计图纸及现场施工需要，本方案将整个水上钻孔平台搭设成一个整体的施工平台，根据设计资料及后期铁塔组力需要，施工平台设计尺寸为长30米，宽25米长方形。平台木桩采用稍径不小于200mm的松木，间距1m；木桩顶部采用200×200mm×3m方木炼成整体，顶面铺设50mm×500mm×3m木板形成平台。平台搭设完成照片见图一。
2.1木桩施工
根据水文地质条件及相关施工要求，木桩宜采用稍径不小于200mm的松木，入土深度不小于3m，桩顶标高至少在施工时最高水位以上0.5m。木桩沉桩采用自制简易打桩船锤击施工，沉桩前应先将下端内径略大于桩径的钢制桩帽套入桩头，以避免因锤击时转动扭力损坏桩身；桩帽与桩头及桩锤与桩帽间应置以防振硬木垫或粗麻绳组成桩垫，以吸收桩锤的直接冲击力。沉桩时，应随时注意桩垫的使用情形，如木质变紧密或失去弹性时，应立即更换，直至木桩无法打入后，应将桩头打毛，并将打破部分予以水平截齐，使桩顶在设计高程处。
2.2 剪刀撑及桩顶纵、横梁设置
钻孔灌注桩作业木桩平台照片
木桩施工完成后水面以上用半圆木或方木做剪刀撑，每三根木桩联成整体，采用扒钉固定，以利于木桩平台的稳定。桩顶上采用200 mm×200mm×3m方木，设置纵、横梁，方木与木桩采用扒钉固定，方木接头必须设在桩顶上。
2.3 钻机框架支座安装
钻机框架支座安装采用木排桩搭设木栈桥作为吊车平台进行吊装，钻机框架支座安装在纵、横梁上，采用φ16螺栓固定，以防止灌注桩施工时支座移动。钻机安装可采用浮吊（离岸较近时可采用吊车，离岸较远时可采用木排桩搭设木栈桥作为吊车平台）吊装至钻机框架支座上，安装后的底座和顶端应平稳，钻机转盘中心、天车中心与护筒中心应三点一线，在钻进中不应产生位移，否则应及时处理。
2.4埋设钢护筒
护筒宜高出水面1～2m，一般情况埋置深度宜为2～4m，护筒安装前用仪器放出桩位后标志在平台上。利用钻机框架支座安设护筒沉放导向架。导向架一般采用型钢或小钢轨制成，平面中间为圆孔，四周为框架，导向架的内径比护筒外径大6～8cm。下沉时将导向架吊装在平台上的方孔上，对好中心，垂直下落置于河底，然后用加压或锤击使它沉至稳定的深度，导向架顶端应低于平台。
荷载及平台尺寸设计
按照每次施工一条腿（单腿设计混凝土量为49.33m3）、混凝土现场搅拌进行设计，机具、材料及其它荷载明细如下表：
机具、材料堆方及荷载分布情况（根据场地大小及施工方便性设计）：
从上表可知：
机具、材料堆方及操作空间小于平台面积，因此平台大小满足施工要求。
从荷载分布情况看石子堆放区域的荷载最大，因此对平台荷载验算时选择石子堆放区即可。
4.平台结构荷载校验
4.1主梁受力计算
根据木桩设计布置，纵、横向主梁的最大间距1m,该梁为静定同截面三等跨
距结构，梁受均布荷载。均布荷载：q=12kN/m，木材抗弯强度[σ]= 14.5 N/mm2，抗剪强度[σ]= 7.5 N/mm2。
4.1.1 梁的抗弯计算
弯矩公式：M=KM qL2
KM——弯矩系数；等截面三跨梁取0.101
q——均布荷载；
L——梁长。
Mmax= 0.101×12000×12=1212(Nm)
木方的截面力学参数为：
截面惯性矩：I=bh3/12=200×2003/12=1.33×108
截面抵抗弯矩：w= bh2/6=200×2002/6=1.33×106
木方的抗弯强度计算：
σ= M /w=1212000/1.33×106=0.911(N/mm2) 19.91 kN
满足要求。
4.3木桩稳定性计算（木材弹性模量E=6272MPa,木桩长度L=8m）
木桩截面惯性半径：==50 (mm)
木桩长细比：λ=L/i=6/0.05=160>λp=59
故而属于大柔度杆件。
临界应力：σ0===6.27MPa
杆身抗弯刚度临界荷载计算：
[P]=σ0×A=6.27×3.14×2002/4=196.88（kN）>P=19.91 kN
木桩满足抗弯刚度要求。
经以上受力计算，本施工方法切实可行。此种施工方法在施工过程中,比传
统的筑岛、围堰法更具优越性，不仅解决了施工的安全性，而且速度快，经济效益好，现场实际使用效果良好，取得了一定的经济效益和社会效益。
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