[发明专利]一种预制壳体螺旋锚复合基础及施工方法

说明书

一种预制壳体螺旋锚复合基础及施工方法，所述基础包括连接立柱及设置在连接立柱底部的壳体，所述连接立柱由若干实心圆台通过固定件拼接而成，所述壳体为底部开口的半球形结构，壳体自下而上由底部壳体管片、中间层壳体管片及顶部壳体管片组成，所述底部壳体管片的底部设置有支撑座，所述顶部壳体管片为圆形结构，顶部壳体管片的顶部一体设置有与连接立柱固定连接的过渡圆台，所述底部壳体管片、中间层壳体管片及顶部壳体管片通过固定件固定连接；所述中间层壳体管片由至少三层壳体管片构成；他具有挖面积小、抗冻胀、方便运输及现场组装，具备输电线路基础上拔、下压综合受力需求且技术经济指标合理等特点。

技术领域

本发明涉及输电线路杆塔预制基础设计技术领域，具体涉及一种预制壳体螺旋锚复合基础及施工方法。

背景技术

以中国西北地区为代表的沙化地区生态脆弱，沿线输电线路等基建工程建设过程中带来的基础开挖施工过程往往导致周边植被发生不可逆转的破坏，所以尽量减少基础开挖覆盖面积是该类地区环保工作的迫切要求；且该类地区冬季最低气温可低至零下30摄氏度以上，带来严重的基础冻胀问题,此外，中国西北沙化地区幅员辽阔，水资源缺乏，由于需要远距离运输，大体量整体运输带来的成本过高，因此客观条件要求输电线路基础施工优先考虑预制装配式基础。

以中国古代桥梁建筑中的拱桥为代表，拱、壳结构在承受上部荷载时由于存在合理拱轴线，使得结构本体尽量承受压力，避免产生弯矩作用，这对于以混凝土为代表的抗压能力较强材料具有先天优势，故引入壳体基础形式可以显著提高单位体积基础承受下压荷载的能力；且壳体结构天然的弧形曲面是降低甚至消除低温地区冻胀上拔力影响的有效方法。输电线路基础在承受下压荷载的同时对上拔作用也有明显要求。螺旋锚结构被证明是在粘土及沙土地区抵抗基础上拔荷载的有效结构形式。故，若能有效结合壳体和螺旋锚两类结构形式，将具有显著的复合受力优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开挖面积小、抗冻胀、方便运输及现场组装，具备输电线路基础上拔、下压综合受力需求且技术经济指标合理的预制壳体螺旋锚复合基础及施工方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种预制壳体螺旋锚复合基础，所述基础包括连接立柱及设置在连接立柱底部的壳体，所述连接立柱由若干实心圆台通过固定件拼接而成，所述壳体为底部开口的半球形结构，壳体自下而上由底部壳体管片、中间层壳体管片及顶部壳体管片组成，所述底部壳体管片的底部设置有支撑座，所述顶部壳体管片为圆形结构，顶部壳体管片的顶部一体设置有与连接立柱固定连接的过渡圆台，所述底部壳体管片、中间层壳体管片及顶部壳体管片通过固定件固定连接；所述中间层壳体管片由至少三层壳体管片构成。

进一步地，所述底部壳体管片的支撑座上等距开设有若干通孔，所述通孔内竖直设置有与通孔数量对应的螺旋锚。

进一步地，所述固定件为管片卡轨螺栓，所述底部壳体管片及中间层壳体管片的上下左右四个连接端面的外表面上开设有供管片卡轨螺栓穿过的若干圆弧形卡孔，所述顶部壳体管片及实心圆台的上下两个连接端面的外表面上开设有若干供管片卡轨螺栓穿过的圆弧形卡孔。

一种预制壳体螺旋锚复合基础的施工方法，所述的施工方法包括如下步骤：

1）按照输电线路的基础受力需求，采用岩土工程设计通用有限元软件进行精细化建模及分析计算，并根据分析计算确定壳体的具体尺寸；

2）根据步骤1）中确定的壳体尺寸对壳体进行预制，预制过程中预先布设卡孔，再根据单件运输尺寸及重量的控制要求，将壳体合理拆分为多个管片；

3）在施工目标地采用常规开挖机械形成一个近圆台体开挖面，并根据尺寸采用旋挖机械下旋固定环向螺旋锚基础；

4）根据螺旋锚的位置，用吊装机械安装就位底部壳体管片，环向穿孔卡轨螺栓，拧固螺帽实现环向紧固，在底部壳体管片内填充并初步压实本层土体；