左大鹏 孙泽东
国网山东省电力公司沂源县供电公司 山东淄博 256100
摘要：软土地层一般具有含水量较高、厚度大、压缩性高等特点，因此，在软土地区进行输电线路建设时一般选用桩基施工方式。在输电线路工程的施工过程中，控制桩基础方面最关键的内容是对输电线路水平位移以及水平承载力的控制，将桩周围浅层地基加固与中心基桩相结合是一种经济有效的新型基础施工形式,值得推广应用。基于此，本文对输电线路桩基相关内容进行叙述，并简要分析桩基优化设计方案。
关键词：软土地区；输电线路；桩基优化
引言：我国一些沿海地区具有大面积的软土，一般情况下这种土质具有压缩性高、渗透性小且抗剪强度低等特点。随着生产水平的提高以及科学技术的快速发展，桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展，被广泛应用于各种高层建筑、桥梁等各类工程中。由此，有必要进行软土地区输电线路桩基方面的优化研究。
一、输电线路桩基概述
桩基是将建筑物的全部或部分荷载传递给地基土并且有一定刚度以及抗弯能力的传力构件。按照基础受力原理可将桩基分为两类：（1）摩擦桩。即利用地层与基桩摩擦力承载构造物，大多用于地层无坚硬的承载层。（2）端承桩。使基桩位于承载层上或岩盘上使其能够承载构造物。按照施工方式可以将桩基分为灌注桩和预制桩。其中，灌注桩具备施工难度低、施工用时短的优点，但承载力比较低且费材料；而预制桩具有材料省、强度高的优点，但施工难度高、受机械数量限制施工时间相对较长。
二、桩基优化设计
（一）桩基优化设计原则
1.质量可靠性原则
在深厚饱和的土壤中，最好的方法是人工挖孔预制桩与灌注桩。其中灌注桩的可靠性更佳，不但不会出现沉桩挤土的现象，而且施工质量容易控制。虽然预制桩的按桩与制桩质量也具有较好的可控性，但容易出现沉桩挤土的现象，这对环境以及土中的工程桩会产生一定的消极影响。在质量方面，钻孔灌注桩和沉管灌注桩比较具有优势。沉管灌注桩产生沉桩挤土现象对周围环境以及桩自身的影响比较严重，钻孔灌注桩的造价较高，而且孔底沉渣对桩承载力值具有很大的影响。特别是对于水下砼灌注的施工工程一定要严格控制其质量，距离代表十五米以内深度范围的砼质量，大多数情况是由于导管内部砼的自重压力不能够将导管内孔壁泥皮以及砼置换出来，并且导管能够从砼面拔出来的概率相对较大，砼由于受到泥浆的混入导致强度大幅度下降。其中，有部分桩静荷载试验还没有达到预先设计极限强度百分之五十就已经破坏，此外，施工人员还应该注重泥浆对于环境污染的影响。因此，在选择桩型的过程中需要依据施工可能性和环境条件，并且将质量可靠性作为所要依据的优选原则。
2.承载力值工程造价最低原则
不同种类的桩的预制、材质等都与经济性有直接的关系，在施工过程中不可以只用单位体积的砼承载力值,或者单位数量的承载力桩用到的材料数量表示经济性指标。在工程中的经济性主要体现的是工程造价，是否满足项目的要求要考虑桩的承载力值。因此，优化设计的指标只可以用KN单位承载力用到的费用来体现，选取工程造价最低为原则[1]。
3.桩承载力水平均衡原则
在同一个建筑物中，各个承台下桩对应的承载力不宜相差过大。若此能力水平相差太大就很容易发生相邻承台下桩差异沉降的现象，对于差异沉降敏感的框架结构因次应力所引起的梁柱裂缝，差异沉降过大裂缝开展会出现结构安全问题。若想要使得桩的承载力水平均匀，应该先进行上部荷载统计，选出适宜桩的承载力值，部分承台经过对桩长以及桩径的适当调整，保持桩的承载力水平相近。
4.对临边环境不良影响最小原则
首先，在没有环境影响的区域，要按照上部荷载要求来选取质量符合标准的预制钢筋砼桩。当极限承载力值<1000KN时，可以选择薄壁预应力管桩、沉管灌注桩或者扩底型沉管灌注桩，若该极限值在1000KN至3000KN之间最好选择质量可靠性高的预应力管桩。其次，在局部存在环境影响的区域，最好采用以下方式来降低影响：第一，挖防挤沟。挖取的沟底深度应是受到影响的建筑物基底下半米，使用清水进行护沟；第二，钻孔防挤桩孔。将桩孔进行单列排列，再根据重要性来安排桩孔间距；第三，设置监测点。在建筑周围设置监测点，根据检测出的数据来调整沉桩程序并控制其数量；第四，采用取土植桩。在进行沉桩施工时，最好采用护壁泥浆状态的钻孔植桩，并在要求保护的区域内进行施工。最后，在对环境影响较大的区域，不应使用挤土桩型。
（二）桩基础设计优化措施
对桩基础进行优化设计的目的为在使工程保持安全状态并且质量符合要求的情况下，尽量把把工程造价降到最低。主要包括施工过程中的用材数量、设备仪器的工作能力、施工的速度以及所使用技术的可靠性等等。想要达成降低工程造价的目的，必须要依据上部结构荷载对桩承载能力的要求选择与地质条件相匹配的最合适桩型，确保基装承载力到达最大值，并且使用桩的数量保持最少。因此，选择出的优化桩型确定后怎样把桩的承载力值提高变成了重点要素。要将单桩承载力值提高就一定要根据施工当地的地质条件、选定的桩型以及承载力值的大小等因素，分析提高桩端阻力可能性及提高桩侧阻力的条件，选择提高单桩承载力值的实施方案。优化措施中最主要的是将桩身的表面积比扩大，即扩大侧表面积与体积的比值，提高桩端承载力和改良桩周土体的承载能力。
1.提高桩侧摩阻力
在提高桩侧摩阻力方面有以下方法可以实现：第一，水泥土技术。水泥土的主要作用是将桩周的土体进行加固，从而提高桩的侧摩阻力。可以使用注浆的方式进行土体加固，或者用水泥搅拌土体进行加固。其中，比较有效果的方法为:水泥搅拌桩中心插钢筋砼预制小桩，一般用直径六百到七百之间的水泥搅拌桩，在其中心处放置200×200的钢筋砼方桩，若在桩端设有薄层持力层，那么桩的极限承载力值能够达到六百到八百，也可以在水泥搅拌桩中心处放置400的薄壁预应力管桩，此时极限承载力值能够达到1000KN。第二，预应力管桩和钢筋砼空心方桩。预应力管桩与钢筋砼空心方桩具有相同的特点，都能够使用最少量的材料让桩的侧表面积保持最大的桩型，已经实际应用于工程施工中，获取了相对较大的社会收益以及经济收益。
2.提高桩端支承力
对于桩端的支承力我们可以通过沉管灌注桩、钻孔性灌注桩或干取土扩底灌注桩的方式进行。其中，沉底灌注桩又可以分为静压扩底沉管灌注桩（如图2）、预制大头型沉管灌注桩和震动扩底沉管灌注桩。钻孔型灌注桩分为钻孔扩底灌注桩、预承力钻孔灌注桩[2]。
图1沉管灌注桩
结论：综上所述，软土地区具有含水量大、渗透性小等特点，更加适宜使用桩基进行施工。对于软土地区输电线路桩基的优化应遵循基桩质量可靠、桩承载力水平均衡以及承载力值工程造价最低等相关原则。通过对桩基进行优化，可以有效提高施工过程效率，缩短原本的工期，并且可以节省一定量的用材成本费用，可以有效提高整个工程的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]李国文,田笑,乔黎伟.软土地区输电线路桩基优化设计[J].中国电力企业管理,2019(33):92-93.
[2]杜仕朝,康春霞,刘晓东,邬晓光.软土地区公路路基沉降对临近桥梁结构受力影响[J].沈阳大学学报(自然科学版),2021,33(02):180-186.