高压输电线路杆塔基础形式及适用环境

高压输电线路杆塔基础形式及适用环境

摘要：杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程占很大比重。本文通过对现浇混凝土基础、装配式基础、桩式基础和岩石基础及其适用环境做了简要分析，以使基础适用环境达到最优化。

关键词：输电线路杆塔基础适用环境

Abstract : Tower foundation as an important part of the structure of the transmission lines , the cost , duration and labor consumption in the entire line works accounted for a large proportion. This paper to do a brief analysis of the cast - in - place concrete foundation , prefabricated foundation , pile foundation and rock foundation and its application environment , so that the basis of the applicable environment to achieve the optimum .

Keywords: transmission line . tower foundation . applicable environmental

输电线路杆塔的地下部分的总体统称为基础。它承受输电线路杆塔的各种荷重，将杆塔的各种荷重传递给周围的地基，以达到稳固输电线路杆塔的目的。它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程占很大比重，据有关资料统计：输电线路基础工程施工工期约占整个工期的一半，运输量约占整个工程的6O％，费用约占整个工程的l5％一35％，因此在基础选型、设计和施工时，必须坚持“因地制宜、技术先进、安全可靠、方便施工、注重环保、节省投资”的原则，综合考虑各方面的因素，根据线路所经地形地貌和岩土工程勘测资料及施工条件来量体裁衣, 使基础发挥其特有价值。综合考虑基础形式和设计方案, 使基础设计达到最优化。按安装方式来分的话，目前铁塔基础主要包括现浇混凝土基础、装配式基础、桩式基础和岩石基础。

1 现浇混凝土基础

现场浇制混凝土基础基本形式为立柱台阶式基础，其结构有主柱和底盘（台阶）两个部分，主柱有直柱和斜柱两种，台阶有一层或者多层。具体如图：

图1直柱式基础示意图图2斜柱式基础示意图

1.1直柱基础

直柱基础主要是钢筋混凝土地脚螺栓基础，主要优点：支模、浇制施工方便；缺点：立柱为直柱，不便于荷载传递，且立柱部分受弯，易在立柱与底板相交处折断。

钢筋混凝土地脚螺栓基础主要包括混凝土台阶式基础和钢筋混凝土板式基础。其中①混凝土台阶式基础特点：混凝土耗量较大, 因只需立柱配筋而台阶不配筋, 钢材耗量较小; 铁塔采用塔脚板与其预埋的地脚螺栓相连, 容易校正; 施工方便、工期较短。目前直线塔主要用在地下水位较高地段, 可避免在水中编排钢筋,排水过程中可快速浇筑混凝土, 减小施工难度。或在山区边坡安全距离紧张的塔位, 作为重力式基础使用。对于负荷较大的耐张转角塔或终端塔也大多采用混凝土台阶式基础, 可降低基础钢材耗量。②钢筋混凝土板式基础的特点：与台阶式基础相比,其底板大、底板较薄、埋深浅，易开挖成形，混凝土耗量较小, 能极大的减小砂、石、水泥及水的运输量。但是底板需双向配筋承担由铁塔上拔、下压和水平压力引起的弯矩和剪力，因此立柱和台阶均需配筋，钢材耗量较大。在软弱地基中应用较为广泛，特别是对于软、流塑粘性土、粉土及粉细砂等基坑不易成型的塔位，对山区、煤矿采空区的大直线塔、转角塔尤其有利。

1.2斜柱基础

斜柱基础主要是斜插板式基础。这种基础形式是国内外通用的基础形式之一, 其主要优点是: 基础立柱坡度与塔腿主材坡度一致, 塔腿主材角钢直接插入底板, 可减少基础柱顶水平力, 降低立柱正截面强度, 缩小立柱断面或配筋。与钢筋混凝土板式基础相比,由于偏心弯矩大大减小，下压稳定控制的基础底板尺寸可相应减小，从而降低了混凝土量和底板配筋量，由于省去了塔脚板和地脚螺栓, 其钢材的综合指标降低了25%左右, 造价低15%。从经济角度看宜优先采用此种基础形式, 但该基础的施工工程量大，施工技术较为复杂和困难。

该基础形式在平原、河网地区等不能掏挖成型的粉土和砂土及碎石坡积土地段使用较多，最大的优点是节省基础材料，施工较为方便。

2装配式基础

装配式基础又称预制基础，是工厂预制，现场装配的基础形式。主要分为混凝土构件装配基础和金属构件装配式基础。

装配式基础的优点：①构件的生产工厂化，特别是混凝土构件的生产工厂化，保证了混凝土质量；②施工工期短，缩短工期1/3-1/2；施工作业不受季节影响，有利于半机械化或机械化作业，比现浇混凝土基础节约30-50%的劳动力；③与现浇混凝土基础相比，减少了材料的运输与浪费。

装配式基础的缺点：①用钢量大；②对回填土质量要求高；③混凝土构件单件重量较重，有的达500~600㎏，在高山地区搬运有一定困难；④由于土壤地质条件的不同，特别是对金属装配式基础的使用范围有一定的限制。

装配式基础在高山地区、交通困难地方使用，优越性特别明显。

3桩式基础

输电线路中桩式基础一般分为深桩基础和浅桩基础。该类基础主要靠桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力，施工方便，安全可靠。

3.1深桩基础

深桩基础主要用于跨越河流，建立在河滩或河床内，要求基础顶面高出最高洪水位，有一定的抗冲刷能力。桩柱的嵌固深度一般大于15米。

在输电线路中最常用的深桩基础分灌注桩基础和打桩基础。但是在输电线路工程上打桩基础有一定的困难，所以灌注桩基础用的比较广泛。

所谓的灌注桩，是按设计确定的桩径和埋深挖一个竖直的井孔，井孔内注满压力水，放入钢筋笼后，通过导管进行混凝土水下浇灌，使之成为完整的混凝土桩体。

灌注桩一般用于黏性土、砂性土，地下水位较高的地方。优点：施工方便，安全可靠；占地少，适合城区用。缺点：施工费用较高，用人工施工时危险因素大，施工量越少费用越高；容易出现断桩、钻孔偏斜、糊钻、缩孔、孔壁坍落、护筒冒水等情况。

3.2浅桩基础

浅桩基础用于地质条件较差的流砂、沼泽、泥水地带的塔位，桩长一般为4—10米。浅桩基础又有打桩基础和扩底桩基础之分。扩底桩基础是一项新技术，又分为爆扩桩和机扩桩。

3.2.1打桩基础

浅桩的打桩基础就是把一定数量的桩打入地基，桩的入土深度一般在4~10米，一般用桩锤打入地基，以增强基础的承载能力，解决流砂坑等不好施工的问题。

在送电线路中多采用特制的钢筋混凝土杆作为桩柱，具有耐腐蚀、穿透性好等优点。

3.2.2扩底桩基础