輸電線路基礎(chǔ)選型研究

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輸電線路基礎(chǔ)選型研究

任中偉吳彥峰

河南博慧方舟咨詢發(fā)展有限公司河南鄭州450051

[摘要]文章介紹了輸電線路基礎(chǔ)形式，描述了常見基礎(chǔ)類型，并進行了詳細分析比較。對基礎(chǔ)提出了優(yōu)化方案，提出環(huán)境保護措施，減少對環(huán)境影響，優(yōu)化造價，節(jié)約工程投資。

[關(guān)鍵詞]輸電線路；基礎(chǔ)形式；基礎(chǔ)優(yōu)化

輸電線路能否安全穩(wěn)定的運行，鐵塔基礎(chǔ)的設計至關(guān)重要，各種不同的基礎(chǔ)型式具有不同的工程特點，其承載能力、材料耗量、施工土石方量以及對環(huán)境的影響等各不相同。對輸電線路鐵塔而言，部分塔位的地形可能十分復雜，需要設計者根據(jù)不同塔位的地質(zhì)、地形條件及周邊環(huán)境合理地選擇基礎(chǔ)型式，充分利用各種基礎(chǔ)型式的優(yōu)點，減少土石方工程量，將工程建設對周邊自然環(huán)境的影響盡可能減小。輸電線路基礎(chǔ)工程施工的工期一般會占整個工程工期的40％～60％，費用約占工程本體造價的15％～30％，運輸工程量約占整個工程的70％～80％。因此，選擇合理的基礎(chǔ)設計方案并將其進行優(yōu)化設計，可以有效地控制整個工程的造價。

1.基礎(chǔ)選型原則

在選擇基礎(chǔ)型式時，主要遵循以下幾條原則：

⑴根據(jù)工程地質(zhì)特點及周邊環(huán)境，通過分析比較，結(jié)合兩型三新及全壽命周期的管理理念，選擇相應的基礎(chǔ)型式。

⑵根據(jù)合理的設計方案盡可能降低施工難度。

⑶在安全可靠的前提下，采取經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)型式，盡可能做到既經(jīng)濟又環(huán)保，減少施工對周邊環(huán)境的破壞。

⑷充分利用原狀地基土承載力特征值高、變形小的力學性能，積極采用掏挖基礎(chǔ)。

⑸對于特殊地段提出有針對性的基礎(chǔ)型式及處理方法。

2.常用基礎(chǔ)型式

多年來我國輸電線路工程中所使用的基礎(chǔ)型式一般分為以下幾種，如：大開挖式基礎(chǔ)、掏挖式基礎(chǔ)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)以及其它特殊類型基礎(chǔ)等幾大類。

⑴大開挖式基礎(chǔ)

大開挖式基礎(chǔ)一般可分為鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)、鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)、鋼筋混凝土拉壓式基礎(chǔ)及板式基礎(chǔ)都屬于現(xiàn)澆式基礎(chǔ)，其施工時都是先將基礎(chǔ)的基坑開挖成形，然后根據(jù)基礎(chǔ)的形狀支模再進行混凝土的澆注，等混凝土澆筑完成并完成養(yǎng)護后，再將基坑回填。

⑵掏挖類原狀土基礎(chǔ)

掏挖基礎(chǔ)主要使用于地下水位埋藏較深的黃土、丘陵、山區(qū)或其它土質(zhì)條件較好，能夠掏挖成形的地區(qū)，屬于原狀土基礎(chǔ)，具有環(huán)保的特點。

⑶灌注樁基礎(chǔ)

灌注樁基礎(chǔ)一般使用于在桿塔基礎(chǔ)作用力較大、地質(zhì)條件較差、基礎(chǔ)露頭過高、跨河、在河中或河灘立塔的塔位，該種基礎(chǔ)型式按照施工工藝的不同可分為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)和人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)兩種。

⑷其它特殊類型基礎(chǔ)

在工程實施過程中，根據(jù)不同類型的工程地質(zhì)條件和特殊需要，有時鐵塔可能會需要采用比較特殊的基礎(chǔ)型式，比如：在工程搶修時采用預制的裝配式鐵塔基礎(chǔ)或在煤礦區(qū)采用的聯(lián)合式基礎(chǔ)。

3.基礎(chǔ)方案分析比較

常用基礎(chǔ)型式有：鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)、鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)、鋼筋混凝土拉壓式基礎(chǔ)、掏挖式基礎(chǔ)。各基礎(chǔ)型式的特點如下：

⑴鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)

優(yōu)點：該基礎(chǔ)型式對工程地質(zhì)條件的適用性較強，在我國各電壓等級的線路工程中大量采用，具有非常豐富的使用經(jīng)驗，施工工藝成熟，且該基礎(chǔ)使用鋼筋量少，底板不需綁扎鋼筋，施工簡單方便。

缺點：與鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)相比，其混凝土用量較大；與掏挖式基礎(chǔ)相比，其施工時土石方工程量較大，對周邊環(huán)境的影響大于掏挖式基礎(chǔ)。

⑵鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)

優(yōu)點：該基礎(chǔ)型式對工程地質(zhì)條件的適用性較強，在我國各電壓等級的線路工程中普遍采用，具有豐富的使用經(jīng)驗，施工工藝成熟。由于該基礎(chǔ)主柱，底板和臺階也均配置有分布鋼筋，因此其底板和臺階厚度均可薄于鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)，當鐵塔的基礎(chǔ)作用力較大時，采用此種基礎(chǔ)比相同條件下采用鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)顯著節(jié)省混凝土用量。

缺點：由于主柱、基礎(chǔ)底板和臺階配置有分布鋼筋，故施工比一般的鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)復雜；與掏挖式基礎(chǔ)相比，土石方工程量較大，對周邊環(huán)境的影響大于掏挖式基礎(chǔ)。

⑶鋼筋混凝土拉壓式基礎(chǔ)

優(yōu)點：對大角度轉(zhuǎn)角塔而言，處于轉(zhuǎn)角外側(cè)的兩個基礎(chǔ)主要承受上拔力，轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的兩個基礎(chǔ)主要承受下壓力，若內(nèi)外側(cè)基礎(chǔ)均按同一尺寸設計，則不能充分利用基礎(chǔ)作用力的特點，造成基礎(chǔ)材料不必要的浪費。針對此特點，大角度轉(zhuǎn)角塔的基礎(chǔ)可根據(jù)情況設計為拉壓基礎(chǔ)的型式，外側(cè)基礎(chǔ)以抗拔為主，內(nèi)側(cè)基礎(chǔ)以抗壓為主。

缺點：基礎(chǔ)施工比一般的鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)復雜；與掏挖式基礎(chǔ)相比，土石方工程量較大，對周邊環(huán)境的影響大于掏挖式基礎(chǔ)。

⑷掏挖式基礎(chǔ)

優(yōu)點：該基礎(chǔ)型式土石方工程量較小，對地形和植被的破壞也較小，可以充分利用原狀土的特性，提高基礎(chǔ)抗拔能力；同時，澆注混凝土時不需支模，澆筑完成后不需回填，施工方便，可縮短施工周期，降低施工費用。

缺點：該基礎(chǔ)型式對工程地質(zhì)條件的要求較高，在地下水位埋深較淺、土質(zhì)破碎、基坑開挖難以成形的塔位不適用；在基礎(chǔ)作用力較大、地基承載力較低的地區(qū)使用時，混凝土量較大。

4.基礎(chǔ)優(yōu)化設計

與建筑行業(yè)相比，桿塔基礎(chǔ)所承受的荷載特性復雜，基礎(chǔ)在承受拉壓交變荷載作用的同時，也承受著較大的水平荷載作用，桿塔基礎(chǔ)要保證地基和基礎(chǔ)自身強度能夠抵抗豎向力和水平力的共同作用才能實現(xiàn)整個基礎(chǔ)體系的穩(wěn)定。

基礎(chǔ)的優(yōu)化就是要結(jié)合地質(zhì)情況和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力特性，降低豎向力和水平力對地基及基礎(chǔ)的影響，從而達到降低材料耗量、節(jié)約造價的目的。

5.總結(jié)

⑴基礎(chǔ)方案的選擇應結(jié)合鐵塔型式、地形地質(zhì)特點及運輸條件，在安全可靠的前提下，合理地選用受力合理、安全經(jīng)濟、利于環(huán)保的基礎(chǔ)型式，并盡可能降低施工難度。

⑵為大力推進輸變電工程全壽命周期管理工作，建設“兩型三新”輸電線路，結(jié)合工程的實際情況，在土質(zhì)不宜掏挖成形的地段選用設計經(jīng)驗成熟，施工難度較小的鋼筋混凝土剛性基礎(chǔ)、鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)和鋼筋混凝土拉壓式基礎(chǔ)。在工程地質(zhì)條件較好，易于掏挖成形的地段優(yōu)先選用有利于保護環(huán)境的掏挖式基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]張殿生.電力工程高壓送電線路設計手冊[M].中國電力出版社,2003

[2]田海剛.輸電線路混凝土板式基礎(chǔ)設計優(yōu)化研究[J].建筑科學,2013,29(1)

[3]范志杰.對輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設計進行探析[J].商品與質(zhì)量?建筑與發(fā)展,2013,7