（国网西藏电力建设有限公司 西藏拉萨 850000）
摘要：冻土区基础施工完成后，由于冻土的冻融能使基础发生位移和沉降，而基础位移和沉降对运行线路的安全构成严重隐患。因此，冻土区基础的沉降观测显得非常重要。
关键词：冻土区；位移；沉降；观测
青藏联网工程格尔木～拉萨±400kV直流输电线路工程七标段起于西藏安多县唐古拉山口，线路全长103.97Km，均在安多县境内。共有杆塔及基础236基，均位于冻土区，其中季节性冻土为69基，永久性冻土为167基，季节性冻土在地面以下3米以内，永久性冻土在地面3米以下，最大深度达到200米。
基础型式有：掏挖基础、人工挖孔桩基础、灌注桩基础、锥柱基础，预制装配式基础五种型式。
高原冻土的主要特性有：热稳定性差、对气候变暖反应极为敏感和水热活动强烈。
青藏直流工程冻土的主要工程问题为：冻胀、融沉和不良冻土现象。
冻胀是指在土体冻结过程中由于土中水分冻结而产生土体体积膨胀的现象，冻融过程如下：
融土→冻结→水份冻结成冰→水份迁移→向冻结锋面迁移→在冻结锋面冻结成冰→土体积膨胀
土体冻结→强度增大→冻土极高强度；土体融化→强度丧失→流体
在天然条件下，由于土质条件、水份条件、冻结条件等不同，土体的冻胀是不均匀的。冻土在冻结过程中会对建筑物产生冻胀力，按其作用方向可分为切向冻胀力和水平冻胀力。冻胀力的大小与土的粒度成份和含水量有关。
冻胀作用产生的切向力，会对基础产生冻拔作用，对输电线路工程造成的危害主要是将铁塔基础拔起，使基础埋深度逐年减小，或将基础拔断/拉断（上拔作用），导致基础失去稳定性；冻胀作用产生的水平冻胀力，当基础两侧冻胀力不平衡时，会产生水平推力，造成线路基础发生水平位移。
由于冻土的危害性，在尔木～拉萨±400kV直流输电线路施工过程中，设计针对冻土的特性采取了在基础立柱冻融层安装玻璃钢模板、基础立柱采用锥柱形式、在基础四周安装热棒等许多技术措施来控制冻土冻融对基础的不利影响，因在青藏高原进行高压输电线路建设是首次，各种技术控制措施的效果如何还是未知数，为此需要在基础施工完成后，还要在组塔、架线及运行等各阶段不间断对冻土基础进行观测，了解基础的位移和沉降情况，如发现冻土基础出现漂移、不均匀沉降等变形现象，以便能够及时进行应急处置。
如对全部基础都进行观测，工作量太大，难以及时完成任务，我们对每种基础选5至10基进行观测，并且所选的基础都是地质条件较差，冻土冻融严重的杆位，这样选择的基础观测记录具有代表性，能真实反映冻土冻融的情况，特别是大开挖的锥柱基础。沉降观测首先要有合适的人员，选择合格的测量工器具，然后确定合适的观测时间段和时间间隔，再确定具体的杆塔号，确定具体的测量内容，选择合适的观测方法，设计实用的观测记录表格及时填写观测记录，最后对观测记录进行分析、总结。
2、确定合适的观测时间段和时间间隔
沉降观测时间段一般情况每月观测一次，在冻土融化的5、6月份和温度下降开始冻结的9、10月份每个月要观测2次，观测一次的时间一般选在每个月的中旬，观测2次的时间一般选在每月的5号和20号左右。这种不间断的持续观测时间要坚持3年，以做到基础在经历3次冻融循环时期有观测数据，以便对观测数据进行分析对比，如数据变化较大，还要按上述要求延长观测时间，如观测数据比较稳定，3年以后观测间隔时间可适当延长。
3、观测塔号的确定
由于对全部冻土区基础观测数量较大，工作效率低，我们按15%左右的比例确定观测塔位数量，根据各种地质情况、基础型式选择观测塔号，一般地质差的选择观测塔数较多，地质好的选择观测塔数较少或不选择，观测塔位间隔一般在6～7基，最终选择了37基塔位进行沉降观测。
4、测量内容和观测方法
测量内容主要为基础顶面高差和基础根开，由于组塔及保护帽浇筑完成后对观测点都有较大影响，为了保持观测点的唯一性，必须在第一次观测前就要策划好每基塔观测点的位置，以便使前后观测数据具有可比性。在每条腿顶面基础对角线方向选好一个位置，用红色油漆做牢固标记，此标记从第一次原始数据采集到组塔、架线以及后期的冻土观测都要用上，此位置一定要选好不能受保护帽浇筑的影响。在第一次原始数据采集时，此标记点与正、侧面根开及对角根开的差值必须测量记录好，在下次进行观测时可直接利用此差值数，不需重新测量。高程测量也要利用以上四个标记点进行观测。
在基础浇筑回填完成后进行第一次原始数据采集前，先要做好两件前期工作：首先用C20混凝土把中心桩浇筑成一个牢固的控制桩，中间插入一根有十字标志的Φ16圆钢。然后，用此方法在线路前进方向20米左右设置一个辅桩（转角塔前后方向各做一个辅桩），辅桩可以作为对中心桩高程校核基点，也可以与中心桩一起作为对高低腿基础根开测量的控制点。
1）基础根开测量方法
本标段基础根开有两种型式：一种是平腿、一种是高低腿。按照两种型式我们应采取不同的观测方法：平腿基础根开观测使用的是钢卷尺，高低腿基础根开测量使用的是全站仪，在测量平腿基础根开时要在最短的时间内测完，以避免钢卷尺在户外受气温的影响热胀冷缩造成误差。同时在用钢尺测根开时为了校核和提高精度，需要往返测量2次，以两次测量结果的平均值作为根开观测数据。
高低腿基础根开观测时，如使用钢卷尺受基础高低腿高差及地形限制无法达到观测精度要求，为此要采用全站仪进行测量，将每一基的四个腿、中心桩及辅桩建立一个支导线的平面控制网，以中心桩和辅桩作为控制基点，对四个腿进行坐标测量。观测时首先要把仪器在户外放置5到10分钟，让仪器温度与户外温度一致，以消除测量时仪器受温差影响造成误差。仪器温度与户外温度一致后，将仪器架设在中心桩上进行观测，为了校核和提高精度，在同一个点观测时应使用仪器的盘左、盘右进行观测，以盘左、盘右两次测量结果的平均值作为此点的观测数据。不管用钢卷尺还是全站仪都必须及时将数据准确记录在专用观测记录表上。
进行冻土基础位移和沉降观测
2）基础高差测量方法
基础高差观测我们使用的是水准仪。在测量时也要把仪器在户外放置5到10分钟，让仪器温度与户外温度一致，以消除测量时仪器受温差影响造成的误差。仪器温度与户外温度一致后，首先用辅桩校核中心桩高程有无变动，没变动时直接进行观测。有变动时用辅桩将中心桩高程差值测出进行校正，再进行观测。将观测高程数据准确记录在专用观测记录表上，检查两次观测数据的差就可看出冻土基础是否有沉降。
5、设计观测记录表格并及时填写观测记录
设计的观测记录表格必须能够全面反映需要测量的所有内容，既要全面，又要简洁，尽可能少测和少填数据，因现场温度较低，测量和记录多有不便。
施工原始记录为基础浇筑及回填完成后第一次观测的数据，第一次的数据才能代表该基础根开和高程的实际施工值。以后的观测数据均以第一次数据为依据进行比较，确定基础是否出现沉降和位移。
6、观测中需要注意的问题
冻土基础观测要求测量精度比较高，除测量仪器合格外，还要求观测点牢固可靠，组塔、架线及保护帽施工施工过程中要保护好，防止损坏。测量时要把仪器在户外放置5到10分钟，让仪器温度与户外温度一致，消除测量时仪器受温差影响造成误差，如温度过低要采取保温措施；由于紫外线比较强烈，防止阳光直射仪器，以免受热不均引起仪器结构上的变化而增加误差；读数时要注意防止看错数字，记录要及时、准确，记录时要求复诵读数，字体工整，及时完成各项验算，以免错误；避免在大风、大雪、有雾及太阳曝晒等气候不稳定情况下进行观测。
7、总结、分析观测记录
我们对37基基础从2010年12月开始进行第一次观测，到2011年11月总共观测了16次，对所观测数据进行比较分析得知，高差最大误差值在+3mm，-3mm之间，基础根开最大误差值在+4mm，-3mm之间，而且误差数据分布比较均匀，没有超出规范要求，可以认为基础没有发生明显位移和沉降等现象，设计和施工质量符合规范要求。
论文作者:次仁尼玛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/20
标签：基础论文; 冻土论文; 测量论文; 数据论文; 仪器论文; 位移论文; 温度论文; 《电力设备》2019年第14期论文;