圍海造陸地質(zhì)條件下送電結(jié)構(gòu)方案的合理選擇

國(guó)網(wǎng)天津電力公司 唐繼朋

隨然趨勢(shì)，然而填海造陸地區(qū)土層填墊時(shí)間較短、回填土層較厚且土質(zhì)松散，因此給送電線路桿塔及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大困難。本文以南港工業(yè)區(qū)紅旗路35kV 臨時(shí)變電站電源線工程為例，對(duì)架空線路桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式的合理選擇進(jìn)行研究和探討。該工程為雙回35kV 架空線路，路徑位于通海路中間擬建綠化帶內(nèi)，該路由海岸向海內(nèi)延伸約15公里。路基由粉細(xì)砂填墊而成，最薄處約3.0m，最厚處約6.0m，隨路走向填墊厚度逐漸加深，路面為0.3m 碎石鋪設(shè)而成。

1 結(jié)構(gòu)方案的選擇

1.1 地質(zhì)資料

除上部填土外，以下各層土分布如表1。據(jù)地勘報(bào)告顯示，上部填土填墊時(shí)間未滿2年，不能直接作為基礎(chǔ)的持力層；地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具中等腐蝕。

1.2 地基土特性

由地質(zhì)報(bào)告顯示，地基土具有以下特征：上部回填土為粉細(xì)砂，填墊時(shí)間短，土質(zhì)松散。下部有較厚淤泥質(zhì)土層，壓縮性較高；據(jù)地勘報(bào)告顯示，上部粉細(xì)砂屬輕微液化土層；由于處于填海區(qū)，地下水位變化較大，為防止地基土凍脹影響，基礎(chǔ)埋深不宜過(guò)淺；地下水腐蝕性較高，應(yīng)做好基礎(chǔ)的防腐設(shè)計(jì)。

表1 各層土分布

1.3 結(jié)構(gòu)方案

經(jīng)與項(xiàng)目組相關(guān)電氣、技經(jīng)人員多次研究、反復(fù)比較，綜合考慮氣象、地質(zhì)、施工、運(yùn)行及工程造價(jià)等因素，最終確定了結(jié)構(gòu)方案。

1.3.1 直線桿塔

直線桿塔采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土桿，為減小桿底彎矩作用，電氣專業(yè)已經(jīng)選擇小截面耐熱導(dǎo)線作為導(dǎo)體，并放松了最大使用張力。為防止地基不均勻沉降，主桿配備四方拉線（圖1）。為方便施工、保證基礎(chǔ)底板受力均勻，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土杯口基礎(chǔ)，混凝土桿直接插入杯口中（圖2）?；诖朔桨?，在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意以下問(wèn)題：

由于打上拉線后，混凝土桿受力改變，對(duì)拉線點(diǎn)及拉線點(diǎn)上部和桿底應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，如不能滿足可采用附加非預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法解決。這樣避免了由于受力位置變化造成的桿體開(kāi)裂、破壞。經(jīng)計(jì)算滿足要求，主要計(jì)算公式如下：

圖1 直線桿單線圖

圖2 直線桿基礎(chǔ)圖

在計(jì)算的基礎(chǔ)上，加大基礎(chǔ)底板面積。由于打上拉線后基礎(chǔ)主要承受上部豎向荷載和基礎(chǔ)自重，這樣計(jì)算后的基礎(chǔ)底板面積不大。增大基礎(chǔ)底板面積主要是考慮解決地基土的輕微液化和地基土的凍脹給基礎(chǔ)帶來(lái)的不利影響，避免基礎(chǔ)沉降不均導(dǎo)致桿體傾斜。經(jīng)計(jì)算后基礎(chǔ)底板面積增大系數(shù)取1.5。經(jīng)計(jì)算滿足要求，主要計(jì)算公式如下：

改拉線盤為拉線墩。由于上部土層結(jié)構(gòu)松散，不能保證對(duì)拉線盤的約束作用，為保證拉線張力采用拉線墩固定拉線盤，靠拉線墩的重量固定拉線。拉線墩的安全系數(shù)取1.1；由于地下水腐蝕性較強(qiáng)，基礎(chǔ)的混凝土等級(jí)適當(dāng)提高，采用C30混凝土，混凝土內(nèi)添加防腐劑及鋼筋阻銹劑。

1.3.2 耐張桿塔

耐張桿塔荷載較大，場(chǎng)地條件限制不能采用拉線的結(jié)構(gòu)方式，現(xiàn)有場(chǎng)地地質(zhì)條件下淺基礎(chǔ)不能滿足承載力和變形要求，所以采用鋼管桿及樁基礎(chǔ)。由于上層回填土為粉細(xì)砂，如采用預(yù)制樁則沉樁困難，無(wú)法施工。經(jīng)研究討論采用鉆孔灌注樁。因?yàn)楸韺油脸煽桌щy，必須清除后回填土素土再進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工?？紤]到下部為較深流塑狀態(tài)淤泥，設(shè)計(jì)時(shí)樁長(zhǎng)盡量穿過(guò)淤泥層進(jìn)入下部好土以控制樁頂位移。樁基混凝土中添加防腐劑及鋼筋阻銹劑。

2 結(jié)語(yǔ)

采用拉線桿塔，淺埋基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)方案與全部采用換填地基土灌注樁基礎(chǔ)相比，既簡(jiǎn)化了施工工藝，線路工程具有足夠的安全可靠性，又大大降低了工程的整體造價(jià)（工程整體造價(jià)降低了約60%），為圍海造陸工程地質(zhì)下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)拓了思路，提供了參考。