中空基礎(chǔ)在輸電線路黃土地基中的應(yīng)用與效能優(yōu)化研究

中空基礎(chǔ)在輸電線路黃土地基中的應(yīng)用與效能優(yōu)化研究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，電力作為重要的能源支撐，其需求呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢。輸電線路作為電力傳輸?shù)年P(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在保障能源供應(yīng)中扮演著不可或缺的角色。近年來，我國輸電線路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，特高壓輸電線路更是取得了顯著進(jìn)展，為實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置和跨區(qū)域輸送發(fā)揮了重要作用。然而，我國地域遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，黃土地基在我國分布廣泛，主要集中在西北黃土高原、黃河中游地區(qū)的甘肅、寧夏、陜西、河南等省，在河北、山東、內(nèi)蒙、東北及青海、新疆等地也有零星分布。黃土地基具有獨(dú)特的工程特性，如高含水量時(shí)呈現(xiàn)出高黏性和可塑性，孔隙率較高，強(qiáng)度較低，滲透性較差，且具有明顯的濕陷性和地震液化特性等。這些特性給輸電線路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工帶來了諸多挑戰(zhàn)。在濕陷性黃土地區(qū)，地基受水浸濕后，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，會(huì)產(chǎn)生顯著附加下沉，導(dǎo)致地基沉降、傾斜，嚴(yán)重影響輸電線路的安全和使用；在地震作用下，黃土的地震液化現(xiàn)象可能引發(fā)地基承載力降低，產(chǎn)生大變形和不均勻沉降，危及線路安全。傳統(tǒng)的輸電線路基礎(chǔ)型式，如剛性臺(tái)階基礎(chǔ)，因受力不合理，浪費(fèi)材料，造價(jià)高，已逐漸被淘汰；插入式基礎(chǔ)雖受力合理，但在黃土地基的特殊條件下，仍難以完全滿足工程需求。在面對特高壓桿塔荷載大幅增加的情況下，傳統(tǒng)基礎(chǔ)的直徑及埋深需大幅度增大，這不僅削弱了其經(jīng)濟(jì)性，還對環(huán)境造成了較大影響，如大量基礎(chǔ)材料的運(yùn)輸消耗資源，挖孔基礎(chǔ)的棄土處理問題影響塔基周圍環(huán)境等。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，滿足輸電線路工程在黃土地基上安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的建設(shè)需求，開展中空基礎(chǔ)在輸電線路黃土地基中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和迫切性。通過對中空基礎(chǔ)的研究，有望開發(fā)出一種新型的基礎(chǔ)型式，使其能夠更好地適應(yīng)黃土地基的特性，提高基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性，減少基礎(chǔ)材料用量和對環(huán)境的影響，為輸電線路工程的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。1.1.2研究意義經(jīng)濟(jì)意義：在輸電線路工程建設(shè)中，基礎(chǔ)工程成本占據(jù)著相當(dāng)大的比例。傳統(tǒng)基礎(chǔ)型式在黃土地基中，為滿足承載要求，往往需要增加基礎(chǔ)尺寸和材料用量，導(dǎo)致成本大幅上升。中空基礎(chǔ)通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在不顯著降低基礎(chǔ)承載力的前提下，可有效減少混凝土等基礎(chǔ)材料的使用量。這不僅直接降低了材料采購成本，還減少了因材料運(yùn)輸、加工等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的費(fèi)用。以特高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)為例，采用中空基礎(chǔ)后，基礎(chǔ)混凝土使用量的減少，可使單個(gè)基礎(chǔ)成本降低一定比例，對于大規(guī)模的輸電線路建設(shè)工程而言，累計(jì)節(jié)省的成本相當(dāng)可觀。此外，中空基礎(chǔ)施工過程中，由于材料用量減少，施工效率得以提高，施工周期相應(yīng)縮短，進(jìn)一步降低了工程建設(shè)的時(shí)間成本，提高了工程的經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)保意義：隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，對輸電線路工程建設(shè)中的環(huán)境保護(hù)要求也日益嚴(yán)格。黃土地基地區(qū)生態(tài)環(huán)境相對脆弱，傳統(tǒng)基礎(chǔ)施工過程中產(chǎn)生的大量棄土，若處理不當(dāng)，會(huì)對周邊土壤、植被等生態(tài)環(huán)境造成破壞，引發(fā)水土流失等問題。中空基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)上考慮了棄土的回填利用，可將施工過程中產(chǎn)生的棄土填充到基礎(chǔ)的中空部分，有效減少了棄土量，降低了對環(huán)境的負(fù)面影響。同時(shí)，減少基礎(chǔ)材料的使用量，也意味著減少了原材料開采對環(huán)境的破壞，以及生產(chǎn)過程中能源消耗和污染物排放，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，有利于實(shí)現(xiàn)輸電線路工程與生態(tài)環(huán)境的和諧共生。技術(shù)意義：目前，針對黃土地基的輸電線路基礎(chǔ)研究雖取得了一定成果，但仍存在諸多技術(shù)難題有待解決。中空基礎(chǔ)作為一種新型基礎(chǔ)型式，其在黃土地基中的應(yīng)用研究，有助于拓展輸電線路基礎(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域。通過深入研究中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載機(jī)理、變形特性以及與黃土相互作用的關(guān)系等，能夠豐富和完善黃土地基基礎(chǔ)工程理論體系，為后續(xù)類似工程提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，中空基礎(chǔ)的成功應(yīng)用將為輸電線路工程在復(fù)雜地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)選型提供更多選擇，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，提高我國輸電線路工程建設(shè)的技術(shù)水平，增強(qiáng)在國際工程領(lǐng)域的競爭力。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在輸電線路工程領(lǐng)域，黃土地基處理以及新型基礎(chǔ)型式的研究一直是熱點(diǎn)和難點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者和工程技術(shù)人員針對黃土地基的特性和輸電線路基礎(chǔ)的要求，開展了大量的研究工作，取得了一系列的研究成果。國外方面，在黃土地基研究領(lǐng)域，美國、日本等國家開展相關(guān)研究較早。美國在黃土地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，對黃土的工程特性進(jìn)行了深入研究，如對黃土的壓縮性、滲透性、濕陷性等特性開展大量試驗(yàn)研究，建立了較為完善的理論體系和經(jīng)驗(yàn)公式，用于評估黃土場地的穩(wěn)定性和地基承載力。日本在應(yīng)對黃土地區(qū)的地震液化問題上，研發(fā)出多種地基處理技術(shù)，如強(qiáng)夯法、振沖法等，并通過大量實(shí)際工程案例不斷優(yōu)化這些技術(shù)，有效提高了黃土地基在地震作用下的穩(wěn)定性。在輸電線路基礎(chǔ)研究方面，國外針對不同地質(zhì)條件研發(fā)出多種基礎(chǔ)型式。在軟土地基中，研發(fā)了樁筏基礎(chǔ)、樁箱基礎(chǔ)等，這些基礎(chǔ)通過合理設(shè)計(jì)樁長、樁徑和樁間距，以及筏板或箱型結(jié)構(gòu)的尺寸和配筋，提高了基礎(chǔ)的承載能力和抗沉降能力。在巖石地基中，采用了巖石錨桿基礎(chǔ)、巖石嵌固基礎(chǔ)等，利用巖石的高強(qiáng)度和穩(wěn)定性，將桿塔荷載直接傳遞到巖石中，減少了基礎(chǔ)材料的用量和施工難度。對于黃土地基，雖然國外沒有像我國這樣大規(guī)模的輸電線路建設(shè)，但也有相關(guān)研究和應(yīng)用。例如，采用灰土擠密樁、土樁等方法處理黃土地基，通過擠密樁間土，提高地基的密實(shí)度和承載力，減少地基的濕陷性。國內(nèi)對于黃土地基處理和輸電線路基礎(chǔ)的研究也取得了豐碩成果。在黃土地基處理技術(shù)方面，我國針對濕陷性黃土，發(fā)展出墊層法、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁法、預(yù)浸水法等多種處理方法。墊層法是通過換填灰土、砂石等材料，改善地基的受力狀態(tài)，減小地基的濕陷性；強(qiáng)夯法利用重錘從高處自由落下產(chǎn)生的沖擊力，夯實(shí)地基，提高地基的強(qiáng)度和密實(shí)度；灰土擠密樁法是在地基中打入灰土樁，通過樁土相互作用，提高地基的承載力和穩(wěn)定性；預(yù)浸水法通過對地基進(jìn)行預(yù)先浸水，使黃土的濕陷性在施工前充分發(fā)揮，從而減少后續(xù)建筑物的沉降。這些方法在不同的工程場景中得到了廣泛應(yīng)用，并根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)不斷優(yōu)化和改進(jìn)。在輸電線路基礎(chǔ)方面，我國學(xué)者和工程技術(shù)人員針對不同地質(zhì)條件和桿塔荷載要求，研發(fā)出多種基礎(chǔ)型式。除了前文提到的剛性臺(tái)階基礎(chǔ)、插入式基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)外，還發(fā)展了掏挖基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)、裝配式基礎(chǔ)等新型基礎(chǔ)。掏挖基礎(chǔ)充分利用原狀土的承載能力，減少了基礎(chǔ)材料的用量和對環(huán)境的破壞；巖石錨桿基礎(chǔ)適用于巖石地基，通過錨桿將桿塔荷載傳遞到巖石中，具有施工簡便、成本低等優(yōu)點(diǎn)；裝配式基礎(chǔ)采用預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場組裝，提高了施工效率，減少了施工周期。針對特高壓輸電線路桿塔荷載大幅增加的情況，我國開展了中空基礎(chǔ)等新型基礎(chǔ)的研究和應(yīng)用。中空基礎(chǔ)通過在基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)置空腔，減少了混凝土的用量，同時(shí)將施工過程中產(chǎn)生的棄土填充到空腔內(nèi)，減少了棄土量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。然而，目前對于中空基礎(chǔ)在黃土地基中的應(yīng)用研究仍存在一些不足。一方面，中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載機(jī)理和變形特性尚未完全明確，現(xiàn)有的研究多基于數(shù)值模擬和有限的現(xiàn)場試驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)深入的理論分析和大規(guī)模的現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證。另一方面，中空基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法和施工工藝還不夠成熟，如何合理確定中空基礎(chǔ)的幾何尺寸、配筋率以及施工過程中的質(zhì)量控制等問題，還需要進(jìn)一步的研究和探索。此外，針對不同類型黃土（如濕陷性黃土、非濕陷性黃土等）的特性，如何優(yōu)化中空基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工，以提高其適應(yīng)性和可靠性，也是亟待解決的問題。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容中空基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論研究：深入分析黃土地基的物理力學(xué)性質(zhì)，包括黃土的顆粒組成、孔隙結(jié)構(gòu)、含水量、抗剪強(qiáng)度、壓縮性等指標(biāo)，以及這些性質(zhì)在不同工況下（如干濕循環(huán)、地震作用等）的變化規(guī)律。建立考慮黃土地基特性的中空基礎(chǔ)力學(xué)模型，研究中空基礎(chǔ)在豎向荷載、水平荷載和上拔荷載作用下的承載機(jī)理，分析基礎(chǔ)與黃土之間的相互作用機(jī)制，如土體對基礎(chǔ)的側(cè)摩阻力、端阻力的發(fā)揮規(guī)律，以及中空結(jié)構(gòu)對荷載傳遞和分布的影響?；诶碚摲治龊土W(xué)模型，推導(dǎo)中空基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，確定基礎(chǔ)的幾何尺寸（如直徑、埋深、壁厚、空腔尺寸等）、配筋率等設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方法，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和規(guī)范建議。中空基礎(chǔ)性能研究：通過數(shù)值模擬軟件，如ANSYS、FLAC3D等，建立中空基礎(chǔ)與黃土地基相互作用的三維數(shù)值模型，模擬不同工況下基礎(chǔ)的受力和變形情況，分析基礎(chǔ)的承載能力、沉降特性、穩(wěn)定性等性能指標(biāo)。研究不同因素（如黃土性質(zhì)、基礎(chǔ)幾何尺寸、荷載大小和方向等）對中空基礎(chǔ)性能的影響規(guī)律，通過參數(shù)化分析，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，提高基礎(chǔ)的性能。開展現(xiàn)場試驗(yàn)，在典型黃土地質(zhì)條件下，選取合適的塔位，進(jìn)行中空基礎(chǔ)的現(xiàn)場澆筑和安裝，并在基礎(chǔ)上施加不同類型和大小的荷載，通過埋設(shè)的傳感器（如壓力傳感器、位移計(jì)、應(yīng)變片等），實(shí)時(shí)監(jiān)測基礎(chǔ)的受力和變形情況。對現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步完善中空基礎(chǔ)的性能研究。中空基礎(chǔ)施工工藝研究：根據(jù)中空基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和黃土地基的施工條件，研究適用于中空基礎(chǔ)的施工方法和工藝流程，包括基礎(chǔ)的開挖、模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、空腔形成和棄土回填等環(huán)節(jié)。分析施工過程中可能出現(xiàn)的問題（如黃土的坍塌、混凝土的澆筑質(zhì)量、棄土的壓實(shí)度等），提出相應(yīng)的解決措施和質(zhì)量控制方法，確保施工過程的順利進(jìn)行和基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。研究施工過程中的環(huán)境保護(hù)措施，減少施工對黃土地基和周邊環(huán)境的影響，如合理處理施工廢棄物、控制施工揚(yáng)塵和噪聲、保護(hù)周邊植被等。中空基礎(chǔ)工程應(yīng)用研究：結(jié)合實(shí)際輸電線路工程，對中空基礎(chǔ)的應(yīng)用進(jìn)行案例分析，包括基礎(chǔ)的選型、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)等方面?？偨Y(jié)中空基礎(chǔ)在實(shí)際工程應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，評估其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，與傳統(tǒng)基礎(chǔ)型式進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證中空基礎(chǔ)的優(yōu)勢和可行性。提出中空基礎(chǔ)在輸電線路工程中的推廣應(yīng)用建議，包括適用的地質(zhì)條件、桿塔類型、工程規(guī)模等，為工程技術(shù)人員提供參考依據(jù)，促進(jìn)中空基礎(chǔ)在輸電線路工程中的廣泛應(yīng)用。1.3.2研究方法文獻(xiàn)研究法：廣泛收集國內(nèi)外關(guān)于輸電線路基礎(chǔ)、黃土地基處理、中空結(jié)構(gòu)應(yīng)用等方面的相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、工程標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。對這些文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理和分析，了解前人在相關(guān)領(lǐng)域的研究成果和現(xiàn)狀，掌握研究的前沿動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢，為本研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。通過文獻(xiàn)研究，總結(jié)現(xiàn)有研究的不足和有待進(jìn)一步解決的問題，明確本研究的重點(diǎn)和方向，避免重復(fù)研究，提高研究的針對性和創(chuàng)新性。數(shù)值模擬法：運(yùn)用專業(yè)的數(shù)值模擬軟件，建立中空基礎(chǔ)與黃土地基相互作用的數(shù)值模型。在模型中，合理設(shè)置黃土的物理力學(xué)參數(shù)、基礎(chǔ)的材料屬性和幾何尺寸，以及荷載條件和邊界條件。通過數(shù)值模擬，可以直觀地觀察到基礎(chǔ)在不同工況下的受力和變形情況，獲取基礎(chǔ)內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變分布、地基土體的位移和塑性區(qū)發(fā)展等信息。通過改變模型中的參數(shù)，進(jìn)行參數(shù)化分析，研究不同因素對中空基礎(chǔ)性能的影響規(guī)律，為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)值模擬法具有成本低、效率高、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)現(xiàn)場試驗(yàn)的局限性，對一些難以通過試驗(yàn)直接獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析?，F(xiàn)場試驗(yàn)法：在實(shí)際的輸電線路工程現(xiàn)場，選擇具有代表性的黃土地質(zhì)條件的塔位，進(jìn)行中空基礎(chǔ)的現(xiàn)場試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行基礎(chǔ)的施工，確?；A(chǔ)的質(zhì)量和施工工藝的可靠性。在基礎(chǔ)中埋設(shè)各種傳感器，如壓力傳感器、位移計(jì)、應(yīng)變片等，實(shí)時(shí)監(jiān)測基礎(chǔ)在加載過程中的受力和變形情況。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，可以獲取真實(shí)的工程數(shù)據(jù)，驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際工程中存在的問題，為施工工藝的改進(jìn)和完善提供依據(jù)。現(xiàn)場試驗(yàn)法是檢驗(yàn)研究成果的重要手段，能夠?yàn)橹锌栈A(chǔ)的工程應(yīng)用提供直接的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。理論分析法：基于土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本理論，對中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載機(jī)理、受力特性和變形規(guī)律進(jìn)行深入的理論分析。建立合理的力學(xué)模型，推導(dǎo)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，確定基礎(chǔ)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。通過理論分析，揭示中空基礎(chǔ)與黃土地基相互作用的內(nèi)在機(jī)制，為數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)提供理論指導(dǎo)，使研究結(jié)果具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。理論分析法是研究的核心方法之一，能夠從本質(zhì)上理解和解決問題，為工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。二、黃土地基特性及輸電線路基礎(chǔ)要求2.1黃土地基特性分析2.1.1黃土的物理性質(zhì)黃土作為一種特殊的土狀堆積物，具有獨(dú)特的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)對其工程特性產(chǎn)生重要影響。黃土的顆粒組成主要以粉土粒級為主，含量通常在50%以上。其中，粒徑在0.05-0.01mm的粗粉土顆粒占比較大，約為40-60%，小于0.005mm的粘土顆粒含量相對較少，一般在14-28%之間，大于0.1mm的細(xì)砂顆粒占比則在5%以內(nèi)，基本不存在大于0.25mm的中砂顆粒。從地域分布來看，我國濕陷性黃土的顆粒從西北向東南呈現(xiàn)逐漸變細(xì)的規(guī)律。黃土的孔隙率較大，一般在40%-50%之間，這使得黃土具有疏松、多孔隙的特點(diǎn)。其中，肉眼可見的大孔隙多為鉛直圓孔，被稱為大孔隙，其比例對黃土濕陷性大小有重要影響，大孔隙越多，黃土濕陷程度往往越大。黃土的天然含水量較低，我國濕陷性黃土地區(qū)大部分年平均降雨量在250-500mm，而蒸發(fā)量遠(yuǎn)超過降雨量，使得黃土的天然濕度一般在塑限含水量左右或更低。在豎向剖面上，黃土的孔隙比一般隨深度增加而減小，含水量則隨深度增加而增加，這種變化規(guī)律在部分地區(qū)表現(xiàn)得較為明顯。黃土的容重、比重取決于其礦物成分、結(jié)構(gòu)和含水量。一般來說，黃土的容重相對較小，比重則與所含礦物成分密切相關(guān)。黃土的液塑性受到顆粒分散度、礦物成分、形狀和彈性等因素的影響，界限含水量（液限、塑限）和塑性指數(shù)是衡量其液塑性的重要指標(biāo)。通過對甘肅蘭（州）海（石灣）高速公路工程現(xiàn)場擾動(dòng)土的試驗(yàn)測定，該黃土的液限為26.70%，塑限為17.65%，塑性指數(shù)為9.05。2.1.2黃土的化學(xué)性質(zhì)黃土的化學(xué)成分主要包括SiO?、Al?O?、CaO、Fe?O?、MgO、K?O、Na?O、FeO、TiO?和MnO等。其中，SiO?含量占比最大，約為50%左右，Al?O?含量在8-15%之間，CaO含量約為10%左右，F(xiàn)e?O?含量為4-5%，MgO含量在2-3%之間，K?O含量約為2%。這些化學(xué)成分的存在及其相互作用，對黃土的工程性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。黃土中還含有多種礦物，包括碎屑礦物、粘土礦物及自生礦物。碎屑礦物主要有石英、長石和云母，占碎屑礦物總量的80%，其次還含有輝石、角閃石、綠簾石、綠泥石、磁鐵礦等。粘土礦物主要為伊利石、蒙脫石、高嶺石、針鐵礦、含水赤鐵礦等。黃土中的碳酸鹽礦物含量較多，主要是方解石，這些礦物在黃土結(jié)構(gòu)中起到一定的膠結(jié)作用。在天然狀態(tài)下，由于膠結(jié)物的凝聚結(jié)晶作用，黃土顆粒被牢固粘結(jié)，使黃土具有較高的強(qiáng)度。然而，遇水時(shí)，水對各種膠結(jié)物的軟化作用會(huì)導(dǎo)致土的強(qiáng)度突然下降，進(jìn)而產(chǎn)生濕陷現(xiàn)象。此外，黃土中還含有一定量的水溶鹽，包括易溶鹽、中溶鹽和難溶鹽。易溶鹽如氧化物、硫酸鎂和碳酸鈉等，極易溶于水或與水發(fā)生作用，其含量直接影響黃土的濕陷性。中溶鹽以石膏為主，其存在狀態(tài)決定了與水的作用情況。水溶鹽的種類和含量與黃土的濕化、收縮和透水性關(guān)系密切，對黃土的工程性質(zhì)有著直接影響。黃土的酸堿度一般呈弱堿性，pH值通常在7.5-8.5之間。這種酸堿度特性會(huì)影響黃土中化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而對黃土的工程性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。在黃土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，需要充分考慮黃土的化學(xué)性質(zhì)，采取相應(yīng)的工程措施，以確保工程的安全和穩(wěn)定。2.1.3黃土的濕陷性黃土的濕陷性是指在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的特性。這種特性使得黃土在遇水浸濕后，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，產(chǎn)生較大的附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。例如，在濕陷性黃土地區(qū)，當(dāng)建筑物地基受水浸濕時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)下沉、墻體開裂等問題，嚴(yán)重影響建筑物的安全和正常使用。根據(jù)濕陷性的不同，黃土可分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。自重濕陷性黃土在自重壓力作用下，受水浸濕后會(huì)發(fā)生濕陷；而非自重濕陷性黃土在自重壓力作用下受水浸濕不發(fā)生濕陷，只有在自重壓力和附加壓力共同作用下才會(huì)發(fā)生濕陷。通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)和現(xiàn)場浸水試驗(yàn)等方法，可以確定黃土的濕陷性類型和濕陷程度。黃土濕陷性的影響因素眾多。從物理因素來看，黃土的孔隙率越大，越容易發(fā)生濕陷。黃土的顆粒組成也對濕陷性有影響，粗粉粒和砂粒在黃土結(jié)構(gòu)中起骨架作用，細(xì)粉粒和粘粒作為填充材料和膠結(jié)物。當(dāng)黃土遇水時(shí)，水對膠結(jié)物的軟化作用會(huì)破壞黃土的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致濕陷發(fā)生。黃土的結(jié)晶狀態(tài)也會(huì)影響其濕陷性，不同的結(jié)晶狀態(tài)下，黃土的孔隙度和滲透性會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而影響濕陷性?；瘜W(xué)因素方面，黃土的氧化還原能力強(qiáng)時(shí)，容易吸水膨脹，降低其穩(wěn)定性，從而引起濕陷現(xiàn)象。黃土中含有的有機(jī)質(zhì)和吸附劑也對濕陷性有影響。例如，有機(jī)質(zhì)的分解會(huì)導(dǎo)致黃土結(jié)構(gòu)的破壞，增加濕陷的可能性。地下水也是影響黃土濕陷性的重要因素。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，黃土的穩(wěn)定性會(huì)降低，容易發(fā)生濕陷現(xiàn)象。在黃土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，需要對地下水進(jìn)行充分的控制，以減少濕陷的風(fēng)險(xiǎn)。此外，周圍環(huán)境的變化，如地震活動(dòng)等，也可能影響黃土的濕陷性。地震活動(dòng)可能會(huì)破壞黃土的微觀結(jié)構(gòu)，使其更容易發(fā)生濕陷。2.2輸電線路對黃土地基基礎(chǔ)的要求2.2.1承載能力要求輸電線路桿塔基礎(chǔ)作為支撐桿塔和輸電線路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，必須具備足夠的承載能力，以確保在各種工況下能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。桿塔所承受的荷載主要包括豎向荷載、水平荷載和上拔荷載。豎向荷載主要來源于桿塔自身的重力、導(dǎo)線和避雷線的重力以及覆冰、積雪等附加重力；水平荷載則由風(fēng)力、地震力、不均勻沉降等因素產(chǎn)生；上拔荷載主要是由于導(dǎo)線和避雷線的張力以及桿塔在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的上拔力。在黃土地基中，由于黃土的特殊物理力學(xué)性質(zhì)，如孔隙率大、強(qiáng)度較低等，對基礎(chǔ)的承載能力提出了更高的要求?；A(chǔ)的承載能力必須大于桿塔所承受的各種荷載之和，以保證基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生破壞或過大的沉降。根據(jù)土力學(xué)原理，基礎(chǔ)的承載能力與地基土的性質(zhì)、基礎(chǔ)的尺寸和形狀、基礎(chǔ)的埋深等因素密切相關(guān)。在黃土地基中，應(yīng)通過合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的尺寸和形狀，增加基礎(chǔ)的埋深，提高地基土的密實(shí)度等措施，來提高基礎(chǔ)的承載能力。例如，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面面積、增加基礎(chǔ)埋深、采用樁基礎(chǔ)等方法，可以有效提高基礎(chǔ)的承載能力。在設(shè)計(jì)輸電線路桿塔基礎(chǔ)時(shí)，需要根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件和荷載情況，通過理論計(jì)算和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法，準(zhǔn)確確定基礎(chǔ)的承載能力。同時(shí)，還應(yīng)考慮到黃土的濕陷性、地震液化等特性對基礎(chǔ)承載能力的影響，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。例如，對于濕陷性黃土地區(qū)的基礎(chǔ)，應(yīng)采取地基處理措施，如墊層法、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁法等，消除或減小黃土的濕陷性，提高地基的承載能力。2.2.2穩(wěn)定性要求輸電線路基礎(chǔ)在黃土地基中的穩(wěn)定性是確保線路安全運(yùn)行的重要保障?；A(chǔ)的穩(wěn)定性主要包括抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑移穩(wěn)定性?？箖A覆穩(wěn)定性是指基礎(chǔ)在各種荷載作用下，抵抗繞某一傾覆點(diǎn)發(fā)生傾覆的能力；抗滑移穩(wěn)定性是指基礎(chǔ)在水平荷載作用下，抵抗沿基礎(chǔ)底面與地基土之間的接觸面發(fā)生滑動(dòng)的能力。在黃土地基中，由于黃土的抗剪強(qiáng)度較低，基礎(chǔ)的穩(wěn)定性容易受到影響。為了保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，需要采取一系列措施。首先，應(yīng)合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的尺寸和形狀，增加基礎(chǔ)的自重和抗傾覆力矩。例如，采用大體積的基礎(chǔ)、增加基礎(chǔ)的埋深、設(shè)置基礎(chǔ)的抗傾覆構(gòu)造等，可以有效提高基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定性。其次，應(yīng)提高地基土的抗剪強(qiáng)度，增強(qiáng)基礎(chǔ)與地基土之間的摩擦力。例如，通過地基處理措施，如壓實(shí)、加固等，提高黃土的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度，增加基礎(chǔ)底面與地基土之間的摩擦力，從而提高基礎(chǔ)的抗滑移穩(wěn)定性。在實(shí)際工程中，還應(yīng)考慮到各種不利因素對基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響，如地震、洪水、滑坡等自然災(zāi)害，以及施工過程中的不當(dāng)操作等。對于可能發(fā)生地震的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行地震作用下的基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)的抗震措施，如增加基礎(chǔ)的抗震構(gòu)造、提高基礎(chǔ)的抗震強(qiáng)度等，確保基礎(chǔ)在地震作用下的穩(wěn)定性。對于位于山坡或河岸等易發(fā)生滑坡的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)的抗滑措施，如設(shè)置抗滑擋土墻、加固山坡土體等，防止滑坡對基礎(chǔ)的破壞。2.2.3耐久性要求輸電線路基礎(chǔ)在黃土環(huán)境下需要具備良好的耐久性，以保證在長期使用過程中能夠保持其結(jié)構(gòu)性能和承載能力。黃土環(huán)境具有其特殊性，如酸堿度呈弱堿性、含有一定量的水溶鹽等，這些因素會(huì)對基礎(chǔ)材料產(chǎn)生腐蝕作用，影響基礎(chǔ)的耐久性?；A(chǔ)材料的選擇是保證耐久性的關(guān)鍵。在黃土地區(qū)，應(yīng)選用耐腐蝕性能好的基礎(chǔ)材料，如采用抗硫酸鹽水泥、添加防腐劑的混凝土等?；炷潦禽旊娋€路基礎(chǔ)常用的材料，其耐久性與水泥品種、骨料質(zhì)量、水灰比等因素密切相關(guān)。采用抗硫酸鹽水泥可以提高混凝土抵抗硫酸鹽侵蝕的能力，添加防腐劑可以抑制混凝土中鋼筋的銹蝕，從而提高基礎(chǔ)的耐久性。此外，還應(yīng)合理控制混凝土的水灰比，保證混凝土的密實(shí)度，減少有害介質(zhì)的侵入?；A(chǔ)的防護(hù)措施也對耐久性起著重要作用。在基礎(chǔ)表面設(shè)置防護(hù)涂層，如環(huán)氧樹脂涂層、聚氨酯涂層等，可以有效地隔離基礎(chǔ)與黃土環(huán)境的接觸，防止有害介質(zhì)對基礎(chǔ)的侵蝕。對于地下水位較高的地區(qū)，應(yīng)采取有效的防水措施，如設(shè)置防水層、采用防水混凝土等，防止地下水對基礎(chǔ)的浸泡和侵蝕。同時(shí)，還應(yīng)定期對基礎(chǔ)進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理基礎(chǔ)出現(xiàn)的問題，如裂縫、腐蝕等，確?；A(chǔ)的耐久性。在設(shè)計(jì)輸電線路基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)根據(jù)黃土環(huán)境的特點(diǎn)和基礎(chǔ)的使用年限，合理確定基礎(chǔ)的耐久性要求，并采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工措施。通過選擇合適的基礎(chǔ)材料、采取有效的防護(hù)措施以及加強(qiáng)檢查和維護(hù)等手段，提高基礎(chǔ)在黃土環(huán)境下的耐久性，確保輸電線路的長期安全運(yùn)行。三、中空基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理與力學(xué)特性3.1中空基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1中空基礎(chǔ)的構(gòu)造形式中空基礎(chǔ)作為一種新型的輸電線路基礎(chǔ)型式，其構(gòu)造形式與傳統(tǒng)基礎(chǔ)有所不同。中空基礎(chǔ)主要由基礎(chǔ)主柱、基礎(chǔ)寬底部以及內(nèi)部的空腔組成?；A(chǔ)主柱通常為圓柱形結(jié)構(gòu)，它連接著上部的輸電塔鋼桁架，是傳遞桿塔荷載的主要部件?；A(chǔ)主柱又可分為基礎(chǔ)露頭和基礎(chǔ)埋深段，基礎(chǔ)露頭位于地面以上，用于與輸電塔鋼桁架進(jìn)行連接，其高度一般根據(jù)工程實(shí)際需求確定，通常在0.5-2.5m之間；基礎(chǔ)埋深段則埋入地下，承擔(dān)著將荷載傳遞到地基土中的重要作用。基礎(chǔ)寬底部位于基礎(chǔ)主柱下方，其形狀為上小下大的圓臺(tái)和位于圓臺(tái)底部的底部圓柱體。圓臺(tái)頂部直徑與基礎(chǔ)主柱底部直徑相等，圓臺(tái)底部直徑與底部圓柱體端面直徑相等，這種設(shè)計(jì)形式能夠有效增大基礎(chǔ)與地基土的接觸面積，提高基礎(chǔ)的承載能力。圓臺(tái)和底部圓柱體內(nèi)均設(shè)有與主柱空腔相連通的底部空腔，這些空腔相互連通，形成了中空結(jié)構(gòu)。在施工過程中，將施工產(chǎn)生的棄土填充到主柱空腔和底部空腔內(nèi)，不僅減少了棄土量，降低了對環(huán)境的影響，還能在一定程度上增加基礎(chǔ)的穩(wěn)定性?；A(chǔ)主柱和底部圓柱體內(nèi)均配置有鋼筋，以增強(qiáng)基礎(chǔ)的承載能力和抗彎性能。主柱主筋和圓柱主筋沿周向均布，縱向設(shè)置，每根對應(yīng)的主柱主筋和圓柱主筋通過均布于圓臺(tái)內(nèi)的圓臺(tái)主筋相連，形成了一個(gè)完整的鋼筋骨架。在主筋外側(cè)，分別設(shè)有多根沿周向環(huán)形布置的外箍筋，用于約束主筋，防止主筋在受力時(shí)發(fā)生位移；在主筋內(nèi)側(cè)，還設(shè)有多根沿周向環(huán)形布置的架立箍筋，以保證鋼筋骨架的整體性和穩(wěn)定性。圖1展示了中空基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖，從中可以清晰地看到基礎(chǔ)主柱、基礎(chǔ)寬底部、主柱空腔、底部空腔以及鋼筋的布置情況。這種構(gòu)造形式使得中空基礎(chǔ)在保證承載能力的前提下，有效減少了混凝土的使用量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。[此處插入中空基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖]3.1.2關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)直徑設(shè)計(jì)：中空基礎(chǔ)的直徑是影響其承載能力和穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一?；A(chǔ)直徑的設(shè)計(jì)需要綜合考慮輸電線路桿塔所承受的荷載大小、黃土地基的承載能力以及基礎(chǔ)的埋深等因素。一般來說，隨著桿塔荷載的增大，基礎(chǔ)直徑也需要相應(yīng)增大，以確?；A(chǔ)能夠承受桿塔傳遞的荷載。在黃土地基中，由于黃土的承載能力相對較低，為了滿足承載要求，中空基礎(chǔ)的直徑通常比在其他地基條件下要大一些。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果，對于輸電線路中空基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)主柱的直徑一般在1.5-2.5m之間。在確定具體直徑時(shí)，可通過理論計(jì)算和數(shù)值模擬等方法進(jìn)行分析。例如，采用土力學(xué)中的地基承載力理論，結(jié)合黃土地基的物理力學(xué)參數(shù)，計(jì)算出基礎(chǔ)在不同直徑下的承載能力，然后根據(jù)桿塔的設(shè)計(jì)荷載，選擇滿足承載要求且經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)直徑。同時(shí)，還需要考慮基礎(chǔ)施工的可行性和便利性，確?；A(chǔ)直徑在施工過程中能夠順利實(shí)現(xiàn)。壁厚設(shè)計(jì)：中空基礎(chǔ)的壁厚直接影響著基礎(chǔ)的強(qiáng)度和耐久性。壁厚過大，會(huì)增加基礎(chǔ)的材料用量和成本；壁厚過小，則可能導(dǎo)致基礎(chǔ)的強(qiáng)度不足，影響基礎(chǔ)的正常使用。因此，合理設(shè)計(jì)中空基礎(chǔ)的壁厚至關(guān)重要。主柱空腔和底部空腔的側(cè)壁厚度一般在0.4-0.6m之間。在設(shè)計(jì)壁厚時(shí)，需要考慮基礎(chǔ)所承受的荷載、混凝土的強(qiáng)度等級以及鋼筋的配置情況等因素。通過結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，計(jì)算出基礎(chǔ)在不同壁厚下的應(yīng)力分布和變形情況，確保壁厚能夠滿足基礎(chǔ)的強(qiáng)度和變形要求。例如，在承受較大荷載的部位，適當(dāng)增加壁厚，以提高基礎(chǔ)的承載能力；在荷載較小的部位，可適當(dāng)減小壁厚，以節(jié)約材料成本。同時(shí)，還需要考慮混凝土的澆筑工藝和施工質(zhì)量，確保壁厚的均勻性和穩(wěn)定性。埋深設(shè)計(jì)：基礎(chǔ)埋深是影響中空基礎(chǔ)承載能力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。合理的埋深能夠使基礎(chǔ)更好地利用地基土的承載能力，提高基礎(chǔ)的抗傾覆和抗滑移能力。在黃土地基中，由于黃土的特殊性質(zhì)，基礎(chǔ)埋深的設(shè)計(jì)尤為重要。中空基礎(chǔ)的埋深一般根據(jù)桿塔的高度、荷載大小、黃土地基的性質(zhì)以及地下水位等因素確定。一般情況下，基礎(chǔ)埋深越大，基礎(chǔ)的穩(wěn)定性越好，但同時(shí)也會(huì)增加施工難度和成本。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)，中空基礎(chǔ)的埋深一般在10.0-20.0m之間。在確定埋深時(shí)，需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，了解黃土地基的分層情況、土層的物理力學(xué)性質(zhì)以及地下水位的變化情況等。通過地基沉降計(jì)算和穩(wěn)定性分析，確定滿足基礎(chǔ)承載能力和穩(wěn)定性要求的最小埋深。同時(shí)，還需要考慮基礎(chǔ)施工過程中的土方開挖、支護(hù)以及地下水處理等問題，確?；A(chǔ)埋深的可行性和安全性。例如，在地下水位較高的地區(qū)，需要采取有效的降水措施，確保基礎(chǔ)施工在無水條件下進(jìn)行；在黃土濕陷性較強(qiáng)的地區(qū)，需要對地基進(jìn)行處理，如采用灰土擠密樁、強(qiáng)夯法等方法，消除或減小黃土的濕陷性，然后再確定合適的基礎(chǔ)埋深。3.2中空基礎(chǔ)的力學(xué)特性分析3.2.1承載機(jī)理中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載機(jī)理較為復(fù)雜，涉及基礎(chǔ)與黃土之間的相互作用以及中空結(jié)構(gòu)對荷載傳遞的影響。當(dāng)輸電線路桿塔將荷載傳遞至中空基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)首先通過其與黃土接觸的側(cè)面和底面將荷載傳遞給周圍的黃土地基。在豎向荷載作用下，基礎(chǔ)主柱和寬底部與黃土之間產(chǎn)生摩擦力和端阻力?；A(chǔ)主柱外側(cè)的黃土受到豎向壓力作用，產(chǎn)生向上的側(cè)摩阻力，抵抗基礎(chǔ)的沉降?；A(chǔ)寬底部的底面則承受黃土提供的端阻力，進(jìn)一步支撐基礎(chǔ)的豎向荷載。中空結(jié)構(gòu)的存在使得基礎(chǔ)內(nèi)部形成一個(gè)相對獨(dú)立的空間，在一定程度上改變了荷載的傳遞路徑。當(dāng)基礎(chǔ)承受荷載時(shí)，部分荷載會(huì)通過基礎(chǔ)側(cè)壁傳遞到黃土中，而中空部分的棄土也會(huì)對基礎(chǔ)的承載起到一定的輔助作用。棄土在空腔內(nèi)與基礎(chǔ)壁相互作用，增加了基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性，同時(shí)也分擔(dān)了部分荷載，使得基礎(chǔ)能夠更好地承受桿塔傳來的豎向力。在水平荷載作用下，中空基礎(chǔ)主要依靠基礎(chǔ)與黃土之間的摩擦力以及基礎(chǔ)的抗側(cè)剛度來抵抗水平力?；A(chǔ)主柱和寬底部與黃土緊密接觸，當(dāng)受到水平力時(shí)，黃土對基礎(chǔ)產(chǎn)生水平方向的摩擦力，阻止基礎(chǔ)的水平位移?；A(chǔ)自身的結(jié)構(gòu)剛度也起到重要作用，通過合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的尺寸和配筋，提高基礎(chǔ)的抗彎和抗剪能力，從而有效地抵抗水平荷載。中空結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，能夠調(diào)整基礎(chǔ)內(nèi)部的應(yīng)力分布，減少基礎(chǔ)局部的應(yīng)力集中，提高基礎(chǔ)的整體抗水平荷載能力。在上拔荷載作用下，中空基礎(chǔ)的承載主要依賴于基礎(chǔ)與黃土之間的錨固力以及黃土的抗拔阻力?；A(chǔ)埋入黃土中，周圍的黃土對基礎(chǔ)形成錨固作用，阻止基礎(chǔ)被拔出。黃土的抗拔阻力與黃土的物理力學(xué)性質(zhì)、基礎(chǔ)的埋深和尺寸等因素密切相關(guān)。中空結(jié)構(gòu)的存在可以增加基礎(chǔ)與黃土的接觸面積，提高錨固力和抗拔阻力。棄土填充在空腔內(nèi)，與黃土相互咬合，進(jìn)一步增強(qiáng)了基礎(chǔ)的抗拔能力。3.2.2內(nèi)力分布規(guī)律中空基礎(chǔ)在荷載作用下的內(nèi)力分布規(guī)律對于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和分析具有重要意義。通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法，可以深入研究中空基礎(chǔ)的內(nèi)力分布情況。在豎向荷載作用下，基礎(chǔ)主柱和寬底部的內(nèi)力分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律?；A(chǔ)主柱的軸力自上而下逐漸增大，在基礎(chǔ)底部達(dá)到最大值。這是因?yàn)殡S著深度的增加，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載不斷累加，基礎(chǔ)需要承擔(dān)更大的豎向力。主柱的彎矩分布則較為復(fù)雜，在基礎(chǔ)頂部和底部彎矩相對較大，而在中間部分彎矩較小。這是由于基礎(chǔ)頂部受到桿塔荷載的偏心作用，產(chǎn)生較大的彎矩；基礎(chǔ)底部則受到地基反力的不均勻分布影響，也會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩。寬底部的軸力和彎矩分布與主柱類似，但由于其尺寸和形狀的變化，內(nèi)力分布更為復(fù)雜。寬底部的軸力在底部圓柱體部分相對較大，而彎矩則在圓臺(tái)與底部圓柱體的連接處較大。在水平荷載作用下，基礎(chǔ)主柱和寬底部主要承受彎矩和剪力。主柱的彎矩沿高度方向呈線性變化，在基礎(chǔ)頂部彎矩最大，隨著深度的增加逐漸減小。這是因?yàn)樗胶奢d主要作用在基礎(chǔ)頂部，隨著深度的增加，水平力逐漸被黃土的摩擦力和基礎(chǔ)的抗側(cè)剛度所抵抗。主柱的剪力分布則相對較為均勻，在整個(gè)高度范圍內(nèi)變化不大。寬底部的彎矩和剪力分布也與主柱類似，但由于其與主柱的連接方式和尺寸變化，內(nèi)力分布存在一定的差異。寬底部的彎矩在與主柱連接處較大，而剪力則在底部圓柱體部分相對較大。在上拔荷載作用下，基礎(chǔ)主柱和寬底部主要承受拉力和彎矩。主柱的拉力自上而下逐漸增大，在基礎(chǔ)底部達(dá)到最大值。這是因?yàn)樯习魏奢d作用下，基礎(chǔ)底部受到的拉力最大，需要抵抗基礎(chǔ)被拔出的趨勢。主柱的彎矩分布則與豎向荷載和水平荷載作用下有所不同，在基礎(chǔ)頂部和底部彎矩相對較小，而在中間部分彎矩較大。這是由于上拔荷載作用下，基礎(chǔ)的變形模式與其他荷載作用下不同，導(dǎo)致彎矩分布發(fā)生變化。寬底部的拉力和彎矩分布與主柱類似，但由于其與主柱的連接方式和尺寸變化，內(nèi)力分布也存在一定的差異。寬底部的拉力在底部圓柱體部分相對較大，而彎矩則在圓臺(tái)與底部圓柱體的連接處較大。3.2.3穩(wěn)定性分析中空基礎(chǔ)在黃土地基中的穩(wěn)定性是保證輸電線路安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。主要包括抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑移穩(wěn)定性兩個(gè)方面?？箖A覆穩(wěn)定性是指基礎(chǔ)在各種荷載作用下，抵抗繞某一傾覆點(diǎn)發(fā)生傾覆的能力。對于中空基礎(chǔ)，其抗傾覆穩(wěn)定性主要取決于基礎(chǔ)的自重、基礎(chǔ)與黃土之間的摩擦力以及基礎(chǔ)的埋深等因素?；A(chǔ)的自重越大，抗傾覆力矩就越大，基礎(chǔ)就越穩(wěn)定。中空基礎(chǔ)通過合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的尺寸和形狀，增加基礎(chǔ)的自重，提高抗傾覆能力。基礎(chǔ)與黃土之間的摩擦力也起到重要作用，摩擦力越大，基礎(chǔ)抵抗傾覆的能力就越強(qiáng)。通過提高黃土的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度，以及增加基礎(chǔ)與黃土的接觸面積，可以增強(qiáng)基礎(chǔ)與黃土之間的摩擦力?；A(chǔ)的埋深也是影響抗傾覆穩(wěn)定性的重要因素，埋深越大，基礎(chǔ)的抗傾覆能力就越強(qiáng)。在設(shè)計(jì)中空基礎(chǔ)時(shí)，需要根據(jù)桿塔的荷載大小和地質(zhì)條件，合理確定基礎(chǔ)的埋深，確?；A(chǔ)具有足夠的抗傾覆穩(wěn)定性?？够品€(wěn)定性是指基礎(chǔ)在水平荷載作用下，抵抗沿基礎(chǔ)底面與地基土之間的接觸面發(fā)生滑動(dòng)的能力。中空基礎(chǔ)的抗滑移穩(wěn)定性主要取決于基礎(chǔ)底面與黃土之間的摩擦力以及基礎(chǔ)的抗剪強(qiáng)度?；A(chǔ)底面與黃土之間的摩擦力與黃土的抗剪強(qiáng)度、基礎(chǔ)底面的粗糙度以及基礎(chǔ)所受的豎向荷載等因素有關(guān)。通過提高黃土的抗剪強(qiáng)度，增加基礎(chǔ)底面的粗糙度，以及合理調(diào)整基礎(chǔ)所受的豎向荷載，可以增強(qiáng)基礎(chǔ)底面與黃土之間的摩擦力，提高抗滑移穩(wěn)定性?；A(chǔ)的抗剪強(qiáng)度也對抗滑移穩(wěn)定性起到重要作用，通過合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的配筋和混凝土強(qiáng)度等級，提高基礎(chǔ)的抗剪能力，確保基礎(chǔ)在水平荷載作用下不發(fā)生滑移。在實(shí)際工程中，還需要考慮各種不利因素對中空基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響，如地震、洪水、滑坡等自然災(zāi)害，以及施工過程中的不當(dāng)操作等。對于可能發(fā)生地震的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行地震作用下的基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)的抗震措施，如增加基礎(chǔ)的抗震構(gòu)造、提高基礎(chǔ)的抗震強(qiáng)度等，確?；A(chǔ)在地震作用下的穩(wěn)定性。對于位于山坡或河岸等易發(fā)生滑坡的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)的抗滑措施，如設(shè)置抗滑擋土墻、加固山坡土體等，防止滑坡對基礎(chǔ)的破壞。四、中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載性能研究4.1數(shù)值模擬分析4.1.1建立數(shù)值模型為深入探究中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載性能，利用專業(yè)有限元軟件ANSYS建立中空基礎(chǔ)與黃土地基相互作用的數(shù)值模型。在建模過程中，需全面且準(zhǔn)確地考慮各種因素，以確保模型能夠真實(shí)反映實(shí)際工程情況。對于幾何模型的構(gòu)建，依據(jù)中空基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)圖紙，精確繪制基礎(chǔ)主柱、基礎(chǔ)寬底部以及內(nèi)部空腔的三維幾何形狀?；A(chǔ)主柱設(shè)計(jì)為圓柱形結(jié)構(gòu)，直徑根據(jù)實(shí)際工程需求設(shè)定為1.8m，基礎(chǔ)露頭高度取1.0m，基礎(chǔ)埋深段長度為12.0m?；A(chǔ)寬底部由上小下大的圓臺(tái)和底部圓柱體組成，圓臺(tái)頂部直徑與基礎(chǔ)主柱底部直徑相等，圓臺(tái)底部直徑為3.0m，底部圓柱體端面直徑也為3.0m，高度為1.0m。主柱空腔和底部空腔相互連通，主柱空腔直徑為1.0m，底部空腔直徑為1.5m，側(cè)壁厚度均設(shè)置為0.4m。黃土地基模型采用長方體形狀，尺寸為長×寬×高=15m×15m×15m，確?；A(chǔ)周圍有足夠的土體以模擬實(shí)際受力情況。在材料參數(shù)設(shè)定方面，充分考慮黃土和基礎(chǔ)材料的特性。黃土選用Drucker-Prager本構(gòu)模型，該模型能較好地描述黃土在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為。根據(jù)現(xiàn)場勘察和室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，黃土的彈性模量設(shè)定為30MPa，泊松比為0.3，密度為1.85t/m3，黏聚力為15kPa，內(nèi)摩擦角為25°。基礎(chǔ)混凝土采用Solid65單元進(jìn)行模擬，彈性模量為30GPa，泊松比為0.2，密度為2.5t/m3。鋼筋采用Link8單元模擬，彈性模量為200GPa，泊松比為0.3，密度為7.85t/m3。邊界條件的設(shè)置對于模型的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。在模型底部，約束所有方向的位移，模擬地基土的固定狀態(tài)；在模型側(cè)面，約束水平方向位移，僅允許垂直方向的位移，以反映實(shí)際工程中地基土的受力邊界情況。在基礎(chǔ)與黃土地基的接觸面上，定義為綁定接觸，確保兩者之間能夠協(xié)同變形，真實(shí)模擬基礎(chǔ)與地基土之間的相互作用。荷載施加根據(jù)輸電線路桿塔實(shí)際受力情況進(jìn)行。在基礎(chǔ)頂部施加豎向荷載，模擬桿塔自重和導(dǎo)線、避雷線等的重力，豎向荷載大小根據(jù)桿塔設(shè)計(jì)荷載確定為5000kN。同時(shí)，在基礎(chǔ)頂部施加水平荷載，模擬風(fēng)力和地震力等水平作用，水平荷載大小根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值和地震設(shè)防烈度確定為500kN。上拔荷載模擬導(dǎo)線和避雷線的張力以及桿塔在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的上拔力，大小設(shè)定為3000kN。通過以上步驟，建立了一個(gè)完整且精確的中空基礎(chǔ)與黃土地基相互作用的數(shù)值模型，為后續(xù)的模擬分析提供了可靠的基礎(chǔ)。在建模過程中，充分參考了相關(guān)的工程標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）等，確保模型的科學(xué)性和合理性。4.1.2模擬結(jié)果分析利用建立好的數(shù)值模型，對不同工況下中空基礎(chǔ)的承載性能進(jìn)行模擬分析，包括豎向荷載、水平荷載和上拔荷載單獨(dú)作用以及多種荷載組合作用的情況。通過模擬，得到了基礎(chǔ)的應(yīng)力分布、位移變化以及塑性區(qū)開展等重要信息，為深入了解中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載性能提供了數(shù)據(jù)支持。在豎向荷載作用下，基礎(chǔ)主柱和寬底部的應(yīng)力分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律。主柱的軸力自上而下逐漸增大，在基礎(chǔ)底部達(dá)到最大值，這是由于上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載不斷累加所致。主柱的彎矩分布則較為復(fù)雜，在基礎(chǔ)頂部和底部彎矩相對較大，而在中間部分彎矩較小?；A(chǔ)頂部受到桿塔荷載的偏心作用，產(chǎn)生較大的彎矩；基礎(chǔ)底部則受到地基反力的不均勻分布影響，導(dǎo)致彎矩增大。寬底部的軸力和彎矩分布與主柱類似，但由于其尺寸和形狀的變化，內(nèi)力分布更為復(fù)雜。從位移變化來看，基礎(chǔ)頂部的豎向位移最大，隨著深度的增加，位移逐漸減小?；A(chǔ)底部的豎向位移相對較小，這表明基礎(chǔ)底部能夠有效地將荷載傳遞到地基土中，地基土對基礎(chǔ)的支撐作用顯著。通過模擬還發(fā)現(xiàn)，在豎向荷載作用下，基礎(chǔ)周圍的黃土?xí)a(chǎn)生一定的壓縮變形，形成一個(gè)壓縮區(qū)域。隨著荷載的增加，壓縮區(qū)域逐漸擴(kuò)大，當(dāng)荷載達(dá)到一定程度時(shí)，黃土可能會(huì)出現(xiàn)局部屈服現(xiàn)象，導(dǎo)致基礎(chǔ)的沉降增加。在水平荷載作用下，基礎(chǔ)主要承受彎矩和剪力。主柱的彎矩沿高度方向呈線性變化，在基礎(chǔ)頂部彎矩最大，隨著深度的增加逐漸減小。這是因?yàn)樗胶奢d主要作用在基礎(chǔ)頂部，隨著深度的增加，水平力逐漸被黃土的摩擦力和基礎(chǔ)的抗側(cè)剛度所抵抗。主柱的剪力分布則相對較為均勻，在整個(gè)高度范圍內(nèi)變化不大。寬底部的彎矩和剪力分布也與主柱類似，但由于其與主柱的連接方式和尺寸變化，內(nèi)力分布存在一定的差異。從位移變化來看，基礎(chǔ)頂部的水平位移最大，隨著深度的增加，水平位移逐漸減小?；A(chǔ)底部的水平位移相對較小，這表明基礎(chǔ)底部能夠有效地抵抗水平荷載，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在水平荷載作用下，基礎(chǔ)周圍的黃土?xí)a(chǎn)生水平方向的剪切變形，形成一個(gè)剪切區(qū)域。當(dāng)水平荷載較大時(shí)，剪切區(qū)域可能會(huì)出現(xiàn)塑性變形，導(dǎo)致基礎(chǔ)的水平位移增大，甚至可能發(fā)生基礎(chǔ)的傾斜。在上拔荷載作用下，基礎(chǔ)主要承受拉力和彎矩。主柱的拉力自上而下逐漸增大，在基礎(chǔ)底部達(dá)到最大值。這是因?yàn)樯习魏奢d作用下，基礎(chǔ)底部受到的拉力最大，需要抵抗基礎(chǔ)被拔出的趨勢。主柱的彎矩分布則與豎向荷載和水平荷載作用下有所不同，在基礎(chǔ)頂部和底部彎矩相對較小，而在中間部分彎矩較大。這是由于上拔荷載作用下，基礎(chǔ)的變形模式與其他荷載作用下不同，導(dǎo)致彎矩分布發(fā)生變化。寬底部的拉力和彎矩分布與主柱類似，但由于其與主柱的連接方式和尺寸變化，內(nèi)力分布也存在一定的差異。從位移變化來看，基礎(chǔ)頂部的上拔位移最大，隨著深度的增加，上拔位移逐漸減小?；A(chǔ)底部的上拔位移相對較小，這表明基礎(chǔ)底部能夠有效地抵抗上拔荷載，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在上拔荷載作用下，基礎(chǔ)周圍的黃土?xí)a(chǎn)生向上的拉伸變形，形成一個(gè)拉伸區(qū)域。當(dāng)拉伸區(qū)域的變形超過黃土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，黃土可能會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，導(dǎo)致基礎(chǔ)的抗拔能力降低。通過對不同工況下中空基礎(chǔ)承載性能模擬結(jié)果的分析，可以得出以下結(jié)論：中空基礎(chǔ)在黃土地基中具有較好的承載性能，能夠有效地承受豎向荷載、水平荷載和上拔荷載的作用。在設(shè)計(jì)中空基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)充分考慮各種荷載的組合作用，合理確定基礎(chǔ)的尺寸和配筋，以確?；A(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性。同時(shí)，還應(yīng)關(guān)注基礎(chǔ)周圍黃土的變形情況，采取相應(yīng)的地基處理措施，如加固、改良等，提高黃土的力學(xué)性能，減少基礎(chǔ)的變形和沉降。4.2現(xiàn)場原位試驗(yàn)研究4.2.1試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場原位試驗(yàn)旨在通過在實(shí)際工程場地中對中空基礎(chǔ)進(jìn)行加載測試，獲取其在真實(shí)黃土地基條件下的承載性能數(shù)據(jù)，以驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，深入探究中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載特性。試驗(yàn)內(nèi)容主要包括豎向抗壓試驗(yàn)、水平抗滑試驗(yàn)和上拔抗拔試驗(yàn)。豎向抗壓試驗(yàn)用于測定中空基礎(chǔ)在豎向荷載作用下的承載能力和沉降變形特性；水平抗滑試驗(yàn)用于研究基礎(chǔ)在水平荷載作用下的抗滑能力和水平位移變化規(guī)律；上拔抗拔試驗(yàn)則用于評估基礎(chǔ)在上拔荷載作用下的抗拔能力和上拔位移情況。試驗(yàn)方法采用慢速維持荷載法，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行加載操作。在豎向抗壓試驗(yàn)中，逐級施加豎向荷載，每級荷載施加后，觀測基礎(chǔ)的沉降變化，待沉降穩(wěn)定后再施加下一級荷載，直至達(dá)到預(yù)定的加載終點(diǎn)。水平抗滑試驗(yàn)中，通過在基礎(chǔ)頂部施加水平推力，觀測基礎(chǔ)的水平位移和抗滑力變化。上拔抗拔試驗(yàn)則通過在基礎(chǔ)頂部施加向上的拉力，記錄基礎(chǔ)的上拔位移和抗拔力。測點(diǎn)布置方面，在基礎(chǔ)主柱和寬底部的不同高度和位置布置多個(gè)測點(diǎn)。在基礎(chǔ)主柱的頂部、中部和底部布置壓力傳感器，用于測量基礎(chǔ)所承受的豎向壓力；在基礎(chǔ)主柱的側(cè)面布置位移計(jì)，用于監(jiān)測基礎(chǔ)在水平荷載和豎向荷載作用下的水平位移和豎向沉降。在寬底部的頂部和底部布置壓力傳感器，測量寬底部所承受的壓力；在寬底部的側(cè)面布置位移計(jì)，監(jiān)測寬底部的位移變化。此外，在基礎(chǔ)周圍的黃土地基中布置土壓力盒和孔隙水壓力計(jì)，用于測量地基土的壓力和孔隙水壓力變化。試驗(yàn)場地選擇在具有典型黃土地質(zhì)條件的區(qū)域，該區(qū)域黃土的物理力學(xué)性質(zhì)經(jīng)過詳細(xì)勘察和測試，符合試驗(yàn)要求。試驗(yàn)前，對場地進(jìn)行平整和處理，確?；A(chǔ)施工和試驗(yàn)操作的順利進(jìn)行。在試驗(yàn)過程中，嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案和操作規(guī)程進(jìn)行操作，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。4.2.2試驗(yàn)過程與數(shù)據(jù)采集在試驗(yàn)場地完成平整和處理后，開始進(jìn)行中空基礎(chǔ)的施工。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基礎(chǔ)的定位放線，確定基礎(chǔ)的位置和尺寸。然后，采用機(jī)械開挖的方式進(jìn)行基坑開挖，在開挖過程中，嚴(yán)格控制開挖深度和垂直度，避免對周圍土體造成過大的擾動(dòng)?；娱_挖完成后，對基底進(jìn)行夯實(shí)和平整處理，確?；椎某休d力滿足要求。接著進(jìn)行鋼筋綁扎和模板安裝工作。按照設(shè)計(jì)圖紙的要求，在基坑內(nèi)綁扎基礎(chǔ)主柱和寬底部的鋼筋，確保鋼筋的數(shù)量、間距和錨固長度符合規(guī)范要求。鋼筋綁扎完成后，安裝基礎(chǔ)的模板，模板采用鋼模板，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠保證混凝土澆筑過程中模板的穩(wěn)定性。模板安裝完成后，進(jìn)行全面的檢查和驗(yàn)收，確保模板的密封性和垂直度?；炷翝仓鞘┕み^程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。采用商品混凝土，通過混凝土輸送泵將混凝土輸送到基坑內(nèi)。在澆筑過程中，采用分層澆筑和振搗的方法，確?；炷恋拿軐?shí)度和均勻性。每層混凝土澆筑厚度控制在30-50cm，振搗采用插入式振搗器，振搗時(shí)間根據(jù)混凝土的坍落度和澆筑厚度確定，一般為10-30s，以混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡和泛漿為準(zhǔn)。混凝土澆筑完成后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天，確?；炷恋膹?qiáng)度正常增長。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行試驗(yàn)加載。豎向抗壓試驗(yàn)加載采用千斤頂，通過反力架將豎向荷載施加到基礎(chǔ)頂部。水平抗滑試驗(yàn)加載采用水平千斤頂，在基礎(chǔ)頂部一側(cè)施加水平推力。上拔抗拔試驗(yàn)加載采用穿心式千斤頂，通過鋼絞線將上拔力施加到基礎(chǔ)頂部。加載過程中，按照試驗(yàn)方案的要求逐級加載，每級荷載施加后，持續(xù)觀測一定時(shí)間，記錄基礎(chǔ)的變形和受力數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集采用自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和計(jì)算機(jī)組成。壓力傳感器、位移計(jì)、土壓力盒和孔隙水壓力計(jì)等傳感器將測量到的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集儀。數(shù)據(jù)采集儀對電信號(hào)進(jìn)行采集、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。計(jì)算機(jī)通過專門的數(shù)據(jù)采集軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、存儲(chǔ)和分析，繪制出基礎(chǔ)的荷載-位移曲線、應(yīng)力-應(yīng)變曲線等，直觀地展示基礎(chǔ)的受力和變形特性。在數(shù)據(jù)采集過程中，定期對傳感器和數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，安排專人對試驗(yàn)過程進(jìn)行記錄，包括加載時(shí)間、荷載大小、變形情況等，以便后續(xù)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對和分析。4.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析通過對現(xiàn)場原位試驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，得到了中空基礎(chǔ)在豎向荷載、水平荷載和上拔荷載作用下的承載性能數(shù)據(jù)。在豎向抗壓試驗(yàn)中，隨著豎向荷載的逐漸增加，基礎(chǔ)的沉降量也逐漸增大。當(dāng)荷載較小時(shí)，基礎(chǔ)的沉降主要表現(xiàn)為彈性變形，沉降量與荷載呈線性關(guān)系。隨著荷載的進(jìn)一步增加，基礎(chǔ)周圍的黃土開始出現(xiàn)塑性變形，沉降量的增長速度逐漸加快。當(dāng)荷載達(dá)到一定程度時(shí)，基礎(chǔ)的沉降量急劇增大，表明基礎(chǔ)已經(jīng)達(dá)到極限承載能力。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到了中空基礎(chǔ)的豎向極限承載力和沉降變形曲線，為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和評估提供了重要依據(jù)。在水平抗滑試驗(yàn)中，隨著水平荷載的增加，基礎(chǔ)的水平位移逐漸增大。在水平荷載較小時(shí)，基礎(chǔ)主要依靠與黃土之間的摩擦力抵抗水平力，水平位移較小。當(dāng)水平荷載超過一定值后，基礎(chǔ)周圍的黃土開始出現(xiàn)滑動(dòng)，水平位移迅速增大。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到了中空基礎(chǔ)的水平極限抗滑力和水平位移曲線，了解了基礎(chǔ)在水平荷載作用下的抗滑性能和變形特性。在上拔抗拔試驗(yàn)中，隨著上拔荷載的增加，基礎(chǔ)的上拔位移逐漸增大。當(dāng)荷載較小時(shí)，基礎(chǔ)主要依靠與黃土之間的錨固力抵抗上拔力，上拔位移較小。當(dāng)荷載超過一定值后，基礎(chǔ)周圍的黃土開始出現(xiàn)松動(dòng)，上拔位移迅速增大。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到了中空基礎(chǔ)的上拔極限抗拔力和上拔位移曲線，為評估基礎(chǔ)在上拔荷載作用下的穩(wěn)定性提供了數(shù)據(jù)支持。將試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者在趨勢上基本一致，但在具體數(shù)值上存在一定的差異。數(shù)值模擬結(jié)果在一定程度上能夠預(yù)測中空基礎(chǔ)的承載性能，但由于實(shí)際工程中存在諸多不確定性因素，如黃土的不均勻性、施工質(zhì)量的差異等，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果存在一定偏差。通過對比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模擬模型的合理性和有效性，同時(shí)也指出了數(shù)值模擬存在的不足之處，為后續(xù)的研究和改進(jìn)提供了方向。總體而言，現(xiàn)場原位試驗(yàn)結(jié)果表明，中空基礎(chǔ)在黃土地基中具有較好的承載性能，能夠滿足輸電線路桿塔的承載要求。通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析，深入了解了中空基礎(chǔ)在黃土地基中的承載機(jī)理和變形特性，為中空基礎(chǔ)在輸電線路工程中的推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。五、中空基礎(chǔ)在輸電線路黃土地基中的施工工藝5.1施工工藝流程中空基礎(chǔ)在輸電線路黃土地基中的施工工藝流程涵蓋多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都緊密相連，對基礎(chǔ)的質(zhì)量和性能有著重要影響。施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→測量放線→基坑開挖→基礎(chǔ)鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→空腔形成→棄土回填→養(yǎng)護(hù)與檢測。施工準(zhǔn)備階段，需全面收集工程相關(guān)資料，包括工程地質(zhì)勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙等，詳細(xì)了解黃土地基的特性和施工要求。依據(jù)工程規(guī)模和施工條件，合理調(diào)配施工人員和機(jī)械設(shè)備，確保施工隊(duì)伍具備豐富經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能，機(jī)械設(shè)備性能良好、數(shù)量充足。例如，配備經(jīng)驗(yàn)豐富的測量人員、鋼筋工、混凝土工等，以及挖掘機(jī)、裝載機(jī)、起重機(jī)、混凝土攪拌機(jī)等機(jī)械設(shè)備。同時(shí)，準(zhǔn)備好施工所需的材料，如鋼筋、水泥、砂石料、模板等，并確保材料質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。對材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和試驗(yàn)，如鋼筋的拉伸試驗(yàn)、水泥的安定性試驗(yàn)等，杜絕不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場。測量放線環(huán)節(jié)，借助全站儀、水準(zhǔn)儀等高精度測量儀器，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精確確定基礎(chǔ)的平面位置和高程。在測量過程中，遵循相關(guān)測量規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保測量精度滿足工程要求。例如，平面位置誤差控制在±50mm以內(nèi)，高程誤差控制在±30mm以內(nèi)。設(shè)置明顯的測量控制點(diǎn)，并加以妥善保護(hù)，防止在施工過程中受到破壞。測量控制點(diǎn)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性和可靠性，可采用混凝土樁或鋼樁等。基坑開挖時(shí)，根據(jù)黃土地基的特點(diǎn)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，合理選擇開挖方法。對于淺基坑，可采用機(jī)械開挖結(jié)合人工修整的方式；對于深基坑，為確保施工安全和基坑壁的穩(wěn)定性，需采用分層分段開挖，并及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。例如，采用鋼板樁、灌注樁等支護(hù)方式。在開挖過程中，密切關(guān)注基坑壁的穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)有坍塌跡象，應(yīng)立即停止開挖，采取相應(yīng)的加固措施。同時(shí)，嚴(yán)格控制開挖深度和尺寸，避免超挖或欠挖，確?；拥酌嫫秸?，符合設(shè)計(jì)要求。開挖深度誤差控制在±100mm以內(nèi)，底面平整度誤差控制在±50mm以內(nèi)?；A(chǔ)鋼筋綁扎需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行操作。在鋼筋加工過程中，確保鋼筋的規(guī)格、形狀、尺寸符合設(shè)計(jì)要求。例如，鋼筋的直徑、長度、彎鉤角度等應(yīng)與設(shè)計(jì)一致。鋼筋連接可采用焊接、機(jī)械連接或綁扎連接等方式，連接方式應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。焊接接頭應(yīng)飽滿、無虛焊，機(jī)械連接接頭應(yīng)牢固、無松動(dòng)。在綁扎過程中，保證鋼筋的間距、位置準(zhǔn)確，鋼筋骨架具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。鋼筋間距誤差控制在±20mm以內(nèi)，鋼筋位置誤差控制在±10mm以內(nèi)。設(shè)置足夠的保護(hù)層墊塊，確保鋼筋保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求，一般為50-70mm。模板安裝應(yīng)選用質(zhì)量可靠、強(qiáng)度足夠的模板材料，如鋼模板或竹膠板。在安裝過程中，確保模板的平整度、垂直度和密封性滿足要求。模板表面應(yīng)平整光滑，無明顯凹凸不平，平整度誤差控制在±5mm以內(nèi)；模板垂直度誤差控制在±3mm以內(nèi)；模板拼接嚴(yán)密，無漏漿現(xiàn)象。模板支撐應(yīng)牢固可靠，能夠承受混凝土澆筑過程中的側(cè)壓力和其他荷載。支撐系統(tǒng)可采用鋼管腳手架或木支撐等，確保支撐間距合理，支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。混凝土澆筑前，對混凝土原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保水泥、砂石料、外加劑等質(zhì)量合格。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工條件，準(zhǔn)確確定混凝土的配合比，保證混凝土的強(qiáng)度、和易性等性能滿足工程要求?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，避免出現(xiàn)冷縫。采用分層澆筑的方式，每層澆筑厚度控制在300-500mm，振搗密實(shí)，防止出現(xiàn)漏振和過振現(xiàn)象。振搗時(shí)間一般為20-30s，以混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡、泛漿為準(zhǔn)。在澆筑過程中，密切關(guān)注模板和鋼筋的情況，如有變形、移位等問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。空腔形成可采用預(yù)制內(nèi)?；颥F(xiàn)場支模的方法。預(yù)制內(nèi)模應(yīng)在工廠提前制作，確保尺寸準(zhǔn)確、強(qiáng)度足夠。在安裝預(yù)制內(nèi)模時(shí)，采取可靠的固定措施，防止在混凝土澆筑過程中發(fā)生位移。現(xiàn)場支模則需根據(jù)空腔的形狀和尺寸，選用合適的模板材料進(jìn)行支設(shè)，確保模板的密封性和穩(wěn)定性。棄土回填應(yīng)在混凝土澆筑完成且達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行。對棄土進(jìn)行篩選和處理，去除其中的雜質(zhì)和大塊石，保證棄土的質(zhì)量符合要求。采用分層回填、分層壓實(shí)的方法，確保棄土的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。每層回填厚度控制在200-300mm，壓實(shí)度不低于90%。在回填過程中，注意保護(hù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和周圍的土體，避免對其造成破壞。養(yǎng)護(hù)與檢測階段，混凝土澆筑完成后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。可采用灑水養(yǎng)護(hù)或覆蓋養(yǎng)護(hù)等方式，保持混凝土表面濕潤，確?；炷翉?qiáng)度正常增長。在養(yǎng)護(hù)期間，嚴(yán)禁在基礎(chǔ)上施加過大的荷載。定期對基礎(chǔ)進(jìn)行檢測，包括外觀檢查、尺寸復(fù)核、強(qiáng)度檢測等。外觀檢查主要查看基礎(chǔ)表面是否有裂縫、蜂窩、麻面等缺陷；尺寸復(fù)核檢查基礎(chǔ)的各項(xiàng)尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求；強(qiáng)度檢測可采用回彈法、鉆芯法等方法，檢測混凝土的實(shí)際強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級。對檢測中發(fā)現(xiàn)的問題，及時(shí)進(jìn)行分析和處理，確保基礎(chǔ)質(zhì)量符合要求。5.2施工關(guān)鍵技術(shù)5.2.1成孔技術(shù)在黃土地基中進(jìn)行中空基礎(chǔ)成孔，需綜合考慮黃土特性、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求及施工條件，選擇適宜的成孔方法，以確保成孔質(zhì)量與效率，為后續(xù)施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。旋挖鉆機(jī)成孔：旋挖鉆機(jī)成孔技術(shù)憑借其高效、環(huán)保等優(yōu)勢，在黃土地基成孔施工中應(yīng)用廣泛。其工作原理是利用鉆桿和鉆頭自重切入土層，斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時(shí)切下土塊并向斗內(nèi)推進(jìn)，完成鉆取土作業(yè)。遇硬土?xí)r，可通過加壓油缸對鉆桿加壓，強(qiáng)行將斗齒切入土中。鉆斗裝滿土后，由起重機(jī)提升鉆桿及鉆斗至地面，拉動(dòng)鉆斗上的開關(guān)打開底門，土依靠自重自動(dòng)排出。該技術(shù)具有地層適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能適用于砂土、粘性土、粉質(zhì)土及黃土地層施工。在黃土地基中，其成孔效率較高，例如，對于40m深的樁孔，在一般地質(zhì)條件下約80-160斗即可完成，最高小時(shí)進(jìn)尺可達(dá)15m。同時(shí)，旋挖鉆機(jī)環(huán)保特點(diǎn)突出，施工現(xiàn)場干凈，泥漿僅用于護(hù)壁，不用于排碴，成孔所用泥漿基本等于或小于孔的體積，且泥漿經(jīng)沉淀和除砂后可多次反復(fù)使用。施工時(shí)，需嚴(yán)格控制樁位偏差和垂直度。樁位偏差應(yīng)控制在±50mm以內(nèi)，可通過全站儀等高精度測量儀器進(jìn)行定位，并在成孔過程中定期復(fù)核。垂直度偏差控制在1%以內(nèi)，可通過鉆機(jī)自身的垂直度控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整。若發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超出允許范圍，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，分析原因并采取相應(yīng)措施進(jìn)行糾正，如調(diào)整鉆機(jī)位置、檢查鉆桿是否彎曲等。在鉆進(jìn)過程中，要密切關(guān)注鉆桿的垂直度，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，確保成孔質(zhì)量。人工挖孔：人工挖孔適用于地層為一般性黃土、孔深在30m以內(nèi)，且地下水不豐富的情況。其優(yōu)勢在于裝備簡單，對場地、電源等要求較低，成本相對較低。在黃土地層中，人工挖孔能充分利用黃土的自立自穩(wěn)特性，降低成孔難度。然而，該方法安全性和可靠性較差，對于孔深30m以上的深樁、地質(zhì)地層中有飽和黃土層、地下水豐富或地層巖石層較堅(jiān)硬的情況，挖掘難度較大。施工過程中，必須采取有效的安全措施。孔壁支護(hù)至關(guān)重要，可采用混凝土護(hù)壁、鋼護(hù)筒護(hù)壁等方式?；炷磷o(hù)壁應(yīng)根據(jù)孔深和地質(zhì)條件合理確定護(hù)壁厚度和混凝土強(qiáng)度等級，一般護(hù)壁厚度為100-200mm，混凝土強(qiáng)度等級不低于C20。每挖掘1-2m，應(yīng)及時(shí)澆筑混凝土護(hù)壁，確保孔壁的穩(wěn)定性。同時(shí)，要設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，確保孔內(nèi)空氣流通，防止有害氣體積聚。通風(fēng)量應(yīng)根據(jù)孔深和作業(yè)人數(shù)合理確定，一般每分鐘通風(fēng)量不小于30m3。此外，還應(yīng)設(shè)置照明系統(tǒng)，保證孔內(nèi)有足夠的光線。照明燈具應(yīng)采用防爆型，電壓不超過36V。在提升土料時(shí)，應(yīng)使用專用的提升設(shè)備，并確保提升設(shè)備的安全可靠。提升設(shè)備的承載能力應(yīng)根據(jù)土料的重量和提升高度合理選擇，定期對提升設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，防止發(fā)生墜落事故。5.2.2鋼筋籠制作與安裝鋼筋籠的制作與安裝質(zhì)量直接關(guān)系到中空基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行操作，確保鋼筋籠的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合工程要求。鋼筋籠制作：鋼筋籠應(yīng)在鋼筋加工場集中制作，以保證制作質(zhì)量和效率。鋼筋原材料進(jìn)場時(shí)，必須具備質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容包括鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能等。只有檢驗(yàn)合格的鋼筋方可用于鋼筋籠制作，嚴(yán)禁使用不合格鋼筋。鋼筋加工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋的尺寸和形狀。主筋的長度誤差應(yīng)控制在±10mm以內(nèi)，可通過精確的下料設(shè)備和測量工具進(jìn)行控制。鋼筋的彎曲角度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，偏差控制在±5°以內(nèi)，可使用鋼筋彎曲機(jī)進(jìn)行彎曲，并在彎曲過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測量和調(diào)整。鋼筋的連接方式可采用焊接、機(jī)械連接或綁扎連接。焊接接頭應(yīng)符合《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18-2012）的要求，焊縫應(yīng)飽滿、無虛焊、夾渣等缺陷。機(jī)械連接接頭應(yīng)符合《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-2016）的規(guī)定，連接套筒的質(zhì)量應(yīng)合格，連接牢固。綁扎連接時(shí)，鋼筋的搭接長度和綁扎間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋼筋籠的加強(qiáng)箍筋和螺旋箍筋應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置，加強(qiáng)箍筋的間距一般為2000mm，螺旋箍筋的間距一般為200-300mm。加強(qiáng)箍筋和螺旋箍筋與主筋的連接應(yīng)牢固，可采用點(diǎn)焊或綁扎的方式。點(diǎn)焊時(shí)，焊點(diǎn)應(yīng)均勻分布，焊接強(qiáng)度應(yīng)滿足要求；綁扎時(shí)，綁扎絲應(yīng)擰緊，不得松動(dòng)。鋼筋籠制作完成后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢查內(nèi)容包括鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距、連接質(zhì)量、鋼筋籠的外形尺寸等。檢驗(yàn)合格的鋼筋籠應(yīng)做好標(biāo)識(shí)，分類存放，防止混淆和變形。鋼筋籠運(yùn)輸與安裝：鋼筋籠運(yùn)輸過程中，應(yīng)采取有效的固定措施，防止鋼筋籠發(fā)生變形和移位?？刹捎脤Ｓ玫倪\(yùn)輸架或在運(yùn)輸車輛上設(shè)置固定裝置，將鋼筋籠牢固固定。對于較長的鋼筋籠，可采用分段運(yùn)輸?shù)姆绞?，在現(xiàn)場進(jìn)行拼接。鋼筋籠安裝時(shí)，應(yīng)使用起重機(jī)將鋼筋籠吊放入孔。在吊裝過程中，應(yīng)保持鋼筋籠的垂直，避免碰撞孔壁。鋼筋籠下放速度應(yīng)適中，不宜過快或過慢，一般控制在0.5-1.0m/min。當(dāng)下放困難時(shí)，應(yīng)查明原因，不得強(qiáng)行下放?？赡艿脑虬妆谔?、鋼筋籠變形、鋼筋籠與孔壁之間的間隙過小等。針對不同原因，應(yīng)采取相應(yīng)的解決措施，如清理孔壁、修復(fù)鋼筋籠、調(diào)整鋼筋籠位置等。鋼筋籠下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行固定。可采用在孔口設(shè)置定位鋼筋或支撐裝置的方式，將鋼筋籠固定在正確位置。定位鋼筋或支撐裝置應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承受鋼筋籠的重量和施工過程中的各種荷載。同時(shí)，應(yīng)檢查鋼筋籠的垂直度和位置偏差，確保其符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋼筋籠的垂直度偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)，位置偏差應(yīng)控制在±50mm以內(nèi)。若發(fā)現(xiàn)偏差超出允許范圍，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。5.2.3混凝土澆筑混凝土澆筑是中空基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響基礎(chǔ)的強(qiáng)度和耐久性，必須嚴(yán)格控制混凝土的配合比、澆筑工藝和質(zhì)量，確保混凝土澆筑質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。施工方法：混凝土澆筑前，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作。檢查模板的密封性和穩(wěn)定性，確保模板無漏漿現(xiàn)象，支撐牢固可靠?？赏ㄟ^在模板拼接處粘貼密封膠帶、檢查支撐系統(tǒng)的連接部位等方式進(jìn)行檢查。清理孔底的雜物和積水，保證孔底干凈整潔?？刹捎酶邏核畼寷_洗、抽水設(shè)備排水等方法進(jìn)行清理?；炷翍?yīng)采用商品混凝土，以保證混凝土的質(zhì)量和性能穩(wěn)定。在攪拌站生產(chǎn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的計(jì)量和攪拌時(shí)間。原材料的計(jì)量誤差應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，水泥、外加劑等的計(jì)量誤差不超過±1%，砂石料的計(jì)量誤差不超過±2%。攪拌時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土的配合比和攪拌機(jī)的性能合理確定，一般不少于90s。確?；炷恋暮鸵仔院吞涠确显O(shè)計(jì)要求。混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，避免出現(xiàn)冷縫。采用分層澆筑的方式，每層澆筑厚度控制在300-500mm，以保證混凝土的振搗效果。振搗采用插入式振搗器，振搗點(diǎn)應(yīng)均勻布置，間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍。振搗時(shí)間以混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡、泛漿為準(zhǔn)，一般為20-30s。在振搗過程中，應(yīng)避免振搗器觸碰模板和鋼筋籠，防止其發(fā)生變形和移位。質(zhì)量控制措施：在混凝土澆筑過程中，應(yīng)設(shè)專人對混凝土的坍落度、和易性等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。坍落度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，偏差控制在±20mm以內(nèi)。如發(fā)現(xiàn)混凝土的坍落度不符合要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比或采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如添加外加劑、調(diào)整用水量等。按規(guī)定留置混凝土試塊，用于檢驗(yàn)混凝土的強(qiáng)度。試塊的留置數(shù)量應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，一般每100m3混凝土留置一組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊，每500m3混凝土留置一組同條件養(yǎng)護(hù)試塊。試塊應(yīng)在澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽取，制作完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)條件應(yīng)符合要求。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊應(yīng)在溫度為20±2℃、相對濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)；同條件養(yǎng)護(hù)試塊應(yīng)在與結(jié)構(gòu)構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)。澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天，可采用灑水養(yǎng)護(hù)或覆蓋養(yǎng)護(hù)等方式。灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)保持混凝土表面濕潤，每天灑水次數(shù)應(yīng)根據(jù)氣溫和混凝土表面的干燥程度確定，一般不少于3次。覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí)，可采用塑料薄膜、土工布等材料覆蓋混凝土表面，防止水分蒸發(fā)。在養(yǎng)護(hù)期間，嚴(yán)禁在基礎(chǔ)上施加過大的荷載，以免影響混凝土的強(qiáng)度增長。定期對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，可采用回彈法、鉆芯法等方法。回彈法可快速檢測混凝土的表面強(qiáng)度，但準(zhǔn)確性相對較低；鉆芯法可直接獲取混凝土的芯樣，檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確。根據(jù)檢測結(jié)果，判斷混凝土的強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足，應(yīng)及時(shí)分析原因，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固等。5.3施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收5.3.1質(zhì)量控制要點(diǎn)在中空基礎(chǔ)施工過程中，嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要點(diǎn)，是確?；A(chǔ)質(zhì)量和工程安全的關(guān)鍵。原材料質(zhì)量控制：鋼筋作為基礎(chǔ)的重要受力部件，其質(zhì)量直接影響基礎(chǔ)的承載能力。每批鋼筋進(jìn)場時(shí)，必須附帶完整的質(zhì)量證明文件，包括產(chǎn)品合格證、檢驗(yàn)報(bào)告等。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對鋼筋的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能等。只有檢驗(yàn)結(jié)果全部符合要求的鋼筋，才可用于工程施工，堅(jiān)決杜絕不合格鋼筋進(jìn)入施工現(xiàn)場。例如，根據(jù)《鋼筋混凝土用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1-2017）和《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2018）的規(guī)定，對鋼筋的性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測。水泥是混凝土的主要膠凝材料，其質(zhì)量對混凝土的強(qiáng)度和耐久性起著決定性作用。選擇質(zhì)量穩(wěn)定、信譽(yù)良好的水泥生產(chǎn)廠家，確保水泥的品種、強(qiáng)度等級符合設(shè)計(jì)要求。每批水泥進(jìn)場后，及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容包括水泥的安定性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等。同時(shí)，注意水泥的儲(chǔ)存條件，避免水泥受潮結(jié)塊，影響其性能。例如，按照《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）的要求，對水泥進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)和儲(chǔ)存管理。砂石料作為混凝土的骨料，其質(zhì)量也不容忽視。對砂石料的顆粒級配、含泥量、泥塊含量、針片狀顆粒含量等指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測。確保砂石料的顆粒級配合理，含泥量和泥塊含量符合規(guī)范要求，以保證混凝土的和易性和強(qiáng)度。例如，根據(jù)《建設(shè)用砂》（GB/T14684-2011）和《建設(shè)用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）的規(guī)定，對砂石料的質(zhì)量進(jìn)行檢測和控制。成孔質(zhì)量控制：樁位偏差直接影響基礎(chǔ)的受力性能和穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)。采用全站儀等高精度測量儀器進(jìn)行樁位定位，在施工過程中定期對樁位進(jìn)行復(fù)核。樁位偏差應(yīng)控制在±50mm以內(nèi)，確?；A(chǔ)的位置準(zhǔn)確無誤。例如，在測量定位過程中，遵循《工程測量規(guī)范》（GB50026-2020）的要求，提高測量精度，減少誤差。垂直度偏差對基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性也有重要影響。在成孔過程中，使用鉆機(jī)自身的垂直度控制系統(tǒng)或其他輔助設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整鉆桿的垂直度。垂直度偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)，避免因垂直度偏差過大導(dǎo)致基礎(chǔ)受力不均。例如，通過定期檢查和校準(zhǔn)垂直度控制系統(tǒng)，確保其準(zhǔn)確性和可靠性?？咨钍怯绊懟A(chǔ)承載能力的關(guān)鍵因素之一，必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在成孔過程中，使用測繩等工具準(zhǔn)確測量孔深，確?？咨顫M足設(shè)計(jì)要求。孔深偏差應(yīng)控制在±100mm以內(nèi)，防止出現(xiàn)孔深不足或超深的情況。例如，在測量孔深時(shí)，應(yīng)多次測量取平均值，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性?？讖降拇笮≈苯雨P(guān)系到基礎(chǔ)的承載面積和承載能力。使用孔徑檢測儀等設(shè)備，定期檢測孔徑，確保孔徑符合設(shè)計(jì)要求?？讖狡顟?yīng)控制在±50mm以內(nèi)，保證基礎(chǔ)的承載能力。例如，在檢測孔徑時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保檢測結(jié)果的可靠性。鋼筋籠制作與安裝質(zhì)量控制：鋼筋籠制作時(shí)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求進(jìn)行鋼筋的加工和連接。鋼筋的下料長度應(yīng)準(zhǔn)確，偏差控制在±10mm以內(nèi)。鋼筋的彎曲角度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，偏差控制在±5°以內(nèi)。鋼筋的連接方式可采用焊接、機(jī)械連接或綁扎連接，連接質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。例如，焊接接頭應(yīng)飽滿、無虛焊、夾渣等缺陷；機(jī)械連接接頭應(yīng)牢固、無松動(dòng)；綁扎連接時(shí)，鋼筋的搭接長度和綁扎間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋼筋籠安裝時(shí)，使用起重機(jī)將鋼筋籠吊放入孔，保持鋼筋籠的垂直，避免碰撞孔壁。鋼筋籠下放速度應(yīng)適中，一般控制在0.5-1.0m/min。當(dāng)下放困難時(shí)，應(yīng)查明原因，不得強(qiáng)行下放。鋼筋籠下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，及時(shí)進(jìn)行固定，確保鋼筋籠的位置準(zhǔn)確。例如，在鋼筋籠下放過程中，可采用在孔口設(shè)置定位鋼筋或支撐裝置的方式，將鋼筋籠固定在正確位置。混凝土澆筑質(zhì)量控制：混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工條件，通過試驗(yàn)確定，確?；炷恋膹?qiáng)度、和易性等性能滿足工程要求。在攪拌站生產(chǎn)過程中，嚴(yán)格控制原材料的計(jì)量和攪拌時(shí)間。原材料的計(jì)量誤差應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，水泥、外加劑等的計(jì)量誤差不超過±1%，砂石料的計(jì)量誤差不超過±2%。攪拌時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土的配合比和攪拌機(jī)的性能合理確定，一般不少于90s。例如，在確定混凝土配合比時(shí)，應(yīng)考慮黃土地基的特點(diǎn)和施工環(huán)境的影響，進(jìn)行多組試驗(yàn)，選擇最優(yōu)配合比?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，避免出現(xiàn)冷縫。采用分層澆筑的方式，每層澆筑厚度控制在300-500mm，以保證混凝土的振搗效果。振搗采用插入式振搗器，振搗點(diǎn)應(yīng)均勻布置，間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍。振搗時(shí)間以混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡、泛漿為準(zhǔn)，一般為20-30s。在振搗過程中，應(yīng)避免振搗器觸碰模板和鋼筋籠，防止其發(fā)生變形和移位。例如，在混凝土澆筑過程中，應(yīng)設(shè)專人對混凝土的坍落度、和易性等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)調(diào)整澆筑工藝。5.3.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與方法中空基礎(chǔ)施工完成后，需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收，以確?；A(chǔ)質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求和工程安全標(biāo)準(zhǔn)。外觀質(zhì)量驗(yàn)收：基礎(chǔ)表面應(yīng)平整，無明顯的蜂窩、麻面、孔洞等缺陷。蜂窩是指混凝土表面缺少水泥砂漿而形成的石子外露現(xiàn)象，麻面是指混凝土表面出現(xiàn)的小凹坑，孔洞是指混凝土內(nèi)部存在的較大空隙。通過肉眼觀察和用靠尺、塞尺等工具進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)蜂窩、麻面面積超過5%，孔洞深度超過10mm，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)方法可采用水泥砂漿填補(bǔ)、混凝土澆筑等，確?；A(chǔ)表面質(zhì)量符合要求?；A(chǔ)的尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，包括基礎(chǔ)的直徑、埋深、壁厚等。使用全站儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺等測量工具，對基礎(chǔ)的各項(xiàng)尺寸進(jìn)行測量。基礎(chǔ)直徑偏差應(yīng)控制在±50mm以內(nèi)，埋深偏差應(yīng)控制在±100mm以內(nèi)，壁厚偏差應(yīng)控制在±20mm以內(nèi)。若尺寸偏差超出允許范圍，應(yīng)分析原因，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如對基礎(chǔ)進(jìn)行加固、調(diào)整等。基礎(chǔ)的鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)符