我国输电线路基础选型及研究展望

我国输电线路基础选型及研究展望

发表时间：2019-03-04T15:31:38.470Z 来源：《河南电力》2018年17期作者：柳竺江徐力斌叶堂柱田河严俊韬邝凡

[导读] 我国地域广袤，线路走廊经过地区的地形地貌和地质条件较为复杂，因地制宜的选用科学、经济的基础型式，对于提高工程质量，保证输电线路稳定运行具有重要意义。

（广东电网公司东莞供电局广东东莞 523000）

摘要：我国地域广袤，线路走廊经过地区的地形地貌和地质条件较为复杂，因地制宜的选用科学、经济的基础型式，对于提高工程质量，保证输电线路稳定运行具有重要意义。本文对目前常用的杆塔基础型式进行比选，为输电线路建设基础选型工作提供一定的参考，同时针对现有基础研究成果，对后续研究方向进行展望。

关键词：输电线路；基础选型

1.引言

面对日益增长的用电需求，保证输电线路安全稳定的进行远距离大容量的的电量输送，成为当前构建电力“高速公路”的重大挑战。有关资料统计在输电线路建设过程中，杆塔基础工程的造价约为总价的三分之一，施工工期约占总工期一半，运输量大概为总工程的60%。杆塔基础作为整个输电线路中重要的一环，根据线路走廊的地质特点及工程情况，因地制宜的选用合理、规范、科学、经济的基础型式，既能够有效地节省混凝土以及钢材的消耗，减少基础的土石方开挖量，达到降低工程造价，提高经济效益的明显效果；又可以增强输电线路抵御灾害的能力，提升输电线路的运行稳定性；同时有效地减轻对地表植被的损坏，降低水土流失，实现可持续发展。

2.我国输电线路现行基础型式

我国疆域辽阔，各地区地形地貌及地质条件差异巨大，因此在进行输电线路基础设计中要综合考虑工程地质条件、地基承载特性、施工技艺、施工运输条件、经济效益、环保等多方面因素。现行基础设计中主要采用以下几种基础型式：岩石基础、掏挖基础、钻孔灌注桩基础、螺旋锚基础与沉井基础等基础型式。

2.1岩石基础

在山区较多的地形进行输电线路建设，基础选型会优先考虑岩石基础。岩石基础一般分为两类：一种是岩石锚杆基础，另一种是岩石嵌固基础。岩石锚杆基础是指利用水泥砂浆或细石混凝土在岩孔内的胶结，使钢筋与岩体结成整体；岩石嵌固基础利用机械或人工在岩石地基中直接钻挖成所需要的基坑，将钢筋骨架和混凝土直接浇筑于岩石基坑内而成的基础型式。岩石类基础能够发挥原状岩体的坚固性和整体性，使基础具有较强的抗剪强度和抗拔性能。同时能够节约钢材和混凝土用量，经济收益较高。随着试验和实践经验的积累，岩石基础在工程中的使用范围不断扩大。即使风化程度比较重的岩石，亦可采用岩石基础，但必须逐基鉴定岩体的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固性及岩石风化程度等情况。岩石地基的岩性变化较大，完整程度和岩体基体质量存在较大差异，所以岩石基础只适用于一些山区或符合基础适用地质条件的地区，存在着较大的局限性。

2.2掏挖基础

掏挖基础是在人工或机械掏挖成型的土胎内，浇入预制好的基础钢筋骨架和混凝土的一种基础形式，主要适用于无地下水的硬塑、可塑性黏土地质条件[7]。从结构设计的角度看，掏挖基础能够充分有效地利用天然原状土本身所具有的强度。利用基础自重与天然土所构成的土体之间的相互作用，充分发挥原状土的承载特性，具有良好的竖向抗拔承载能力和水平承载力。从经济角度上看，掏挖基础的结构相对简单，既能有效地节省混凝土以及钢材的消耗，又能减少基础的土石方的开挖。它能够以土代模，不仅省掉了前期造模工作，而且免却了回填土等工序，施工便利，节省建设成本。从可持续发展角度上看，掏挖基础的基坑开挖面积小，能够有效地减轻对原状土地表植被的损坏，还有利于降低水土流失，从而达到环保的目的，因此掏挖基础在我国近年来的输电线路工程建设中被广泛采用。但是掏挖基础也存在着基础成型后无法进行外观检查以及产生缺陷后无法有效进行修补等缺点。

2.3钻孔灌注桩基础

钻孔灌注桩基础是利用钻孔机，机械钻出桩孔，在桩孔内放置钢筋后浇灌混凝土而形成的基础形式。钻孔灌注桩基础主要适用于地质条件为流塑、地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线塔。基础发挥作用主要靠桩端阻力和桩侧摩阻力来提供水平和竖直承载力。钻孔灌注桩基础具有埋置深度深，承载表现好，桩身变形小，强度高，刚度大，适用大部分地质条件等优点。但是因为使用大规模机械作业，施工程序繁琐，造成施工费用较高。且灌注桩施工过程受环境因素影响较大，工程质量控制难度大，易发生桩头浮浆、缩颈、扩径、断桩、气泡、夹泥、沉渣等缺陷，这些缺陷影响基础承载能力，使建筑结构存在一定的安全隐患。

2.4沉井基础

沉井基础是利用沉井法施工的井筒状深基础，通过将井内土挖空，依靠基础自身重力克服井壁摩阻力下沉，当沉井下沉至一定高度后再接高井筒直至沉降到设计标高处，然后利用浇灌混凝土封底并填满井孔完成基础施工。沉井基础一般由八个部分组成：盖板、隔墙、刃脚、人孔、井壁、凹槽、井孔及封底[10]。沉井基础主要适用于地下水位较高的软土地基，具有埋置深度大，稳定性好，承载能力强；施工范围小，开挖量少，对临近建筑物影响较低；沉井基础既是基础，又是施工过程中挡土挡水的围堰构筑物，无需增设板桩等维护，简化施工等优点。但也存在一定的缺点：如施工周期长，施工难度大；在细砂、粉砂地基施工时，在井内抽水作业时易发生流砂现象，易造成沉井倾斜或沉降困难。

2.5螺旋锚基础

螺旋锚基础是一种锚固结构，主要由螺杆和锚片组成，一般通过焊接或拼装的方法组装在一起。主要适用于地表层为软弱淤泥，下部为可塑、硬塑状态的粘性土地区。螺旋锚基础具有制造简单，安装便捷，成本低廉，施工周期短，可反复利用等优点，又对原状土扰动较少，能够利用原状土强度，发挥较高的抗拔性能，不仅应用于输电工程，在交通、海事、市政、建筑等领域也逐步推广应用。螺旋锚基础作为一种新型基础型式，虽然已经做了一定科研研究，不过由于研究条件的限制、设计理论和方法还需要不断积累经验、完善和改进。

3.研究展望

由于输电杆塔运行过程中的受荷特性，在现行输电线路设计中，基础设计包含上拔、下压和抗倾覆验算，一般以抗拔和抗倾覆验算为