高压送电线路杆塔基础选型分析

2018-07-03王梅

建材与装饰 2018年30期

王梅

（广东南海电力设计院工程有限公司广东佛山 528200）

引言

杆塔基础是送电线路体系中较为重要的部分，在试验检测、施工以及设计方面均具有突出的行业特征，由于高压送电线路一般都比较长，沿途的地形地势也比较复杂，故在设计和施工过程中，需考虑很多方面的因素，合理的基础型式选择可节约大量成本，对整个工程而言意义重大。

1 高压送电线路杆塔基础简介

基础是送电线路体系很重要的部分，在设计、施工等方面都具有独特的专业特点，输电线路基础承受下压力和上拔力，同时还有较大的水平力作用。因此，因地制宜地根据不同塔位不同的基础力、地质条件、交通运输情况选择适宜的基础型式，不仅可以降低工程建设成本，而且有利于线路的安全运行以及自然环境的保护。

2 高压送电线路杆塔基础选型分析

现阶段，我国应用的高压送电线路杆塔的基础形式非常多，主要可以概括成两大类，即大开挖基础和原状土基础。大开挖基础主要包括台阶基础、板式直柱基础以及插入式基础等。而原状土基础包括岩石嵌固基础、人工掏挖基础、钻孔灌注桩基础以及人工挖孔桩基础等。具体分析如下：

2.1 现浇台阶基础

此类基础属于刚性基础类型，能应用的地质条件非常的广泛，适用于各种类型的铁塔。该基础类型的主要特点：混凝土方量较多，但钢材的耗费量较少，且施工工艺简单，为工程施工的质量提供了很好的保障。以往的工程施工中应用较多，但近年来，为减少混凝土的使用量，限制了该基础型式的大范围应用，仅在受力较大的转角塔中应用，或者是在地下水丰富容易引起塌方问题的地段中应用。

2.2 板式直柱基础

此类基础属于柔性板式基础，采用直立式主柱，连接铁塔时需使用塔脚板和地脚螺栓，同样适用于各种类型的铁塔。按土重法计算，底板厚度由冲切计算和伸出部分宽厚比小于2.5控制，板的上部与下部均配置钢筋。其优点是基础混凝土方量较少，开挖方便，可进行浅埋，在较容易出现流砂或者是地下水位较高的地基中应用居多，能避免基坑坍塌的危险，还可降低深挖水坑的工作难度；缺点是基坑土石方开挖量较大，钢材耗量大。在地质情况复杂、地下水位高且水量丰富的地段中，该基础型式应用较多（见图1）。

图1 板式直柱基础图

2.3 插入式基础

此类基础不需要地螺和塔脚坂连接，将铁塔塔腿的主材直接插入到主柱之中并在端部进行锚固。该基础受力简单，基础所承受的偏心弯矩和水平方向作用力较小，底板和立柱处于压受力状态，该种基础改善了受力状况并且节约材料。另外，由于基础水平力减小，故基础侧向的稳定性有所提高。该基础适用于有无地下水地段、地基土为硬塑情况。在山区塔位，由于交通运输条件差，插入式基础弥补了交通运输上的缺陷，是一种更为经济实用、施工简单方便的基础型式。若按铁塔主材形式划分，可分为钢管类插入式基础和角钢类插入式基础，其中角钢类插入式基础应用较为广泛。插入式基础缺点有：开挖工作面大，易造成自然环境的破坏，水土流失现象严重，对施工单位的施工质量和水平要求也比较高。目前考虑水土流失情况比较严重插入式基础的应用日益减少。

2.4 人工挖孔桩基础

此类基础主要适用于没有地下水地段、地基土为硬塑或者可塑粘土，通过人工掏挖成孔，并在孔内放置钢筋笼、灌注混凝土，其受力性能很好，对环境影响小，工程造价较低，施工设备简单，施工质量容易得到保证。适用于山区、丘陵或者平地地形条件，人工挖孔桩基础型式安全可靠、能够承受上部铁塔传来的很大荷载，设计时应根据实际受力情况和地质参数选用单桩或者多桩布置。由于该基础形式对施工人员的劳动强度要求很高，一旦埋深大会存在严重施工风险，所以设计时控制基础埋深，110kV线路一般不超过8m，220kV线路一般不超过10m。施工时必须严格按《建筑桩基技术规范》要求做好护壁等安全措施。

图2 人工挖孔桩基础图

2.5 人工掏挖基础

人工掏挖基础对地基土的成孔性能要求较高，适用于基础埋深在地下水位以上的硬塑、可塑性粘土及强风化岩石类地质条件。掏挖桩基础施工时以土代模，直接将基础的钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成型的土胎内。由于减少了对原状土的扰动，能充分发挥地基土的承载性能，所以可大幅度的节约基础材料和施工费用。此外，掏挖桩基础还具有如下优点：

（1）掏挖桩基础可减小基础变形。

（2）山区回填土（粘性土）来源较困难、掏挖桩基础不需回填土，山区基面边坡窄小时掏挖基础每边可减小保护范围1～2m。

（3）充分利用原状土，相同的基础尺寸可提高抗拔承载力1.2倍，减少挖填方1.6～2.5倍。

（4）减少了对原地貌植被的破坏。

2.6 岩石嵌固基础

岩石嵌固基础主要适用于岩石埋藏较浅的山区，利用岩石的抗剪性能来抵抗基础所承受的上拔力，回填和开挖工作量很小，有效的保护了自然环境，且施工过程中可以不使用或使用较少模板，工艺简单，工期较短，经济效益明显；但采用该类型基础的前提是岩石的各项试验参数满足受力要求，保证基础的稳定性和安全性。

2.7 钻（冲）孔灌注桩基础

钻孔灌注桩基础是用专门的施工机具钻或者冲成较深的孔，以水头压力和泥浆进行护壁，放入钢筋笼然后浇注混凝土的桩基础形式。钻孔灌注桩基础有一套成熟的设计原理，也有丰富的施工经验。钻（冲）孔灌注桩基础型式安全可靠、可承受较大的铁塔上部荷载，根据地质参数和实际地形条件可选用单桩灌注桩基础或者多桩加承台灌注桩基础，对于无法使用开挖或者原状土基础、或者软弱下卧层较厚的大转角和直线塔，可选择采用钻（冲）孔灌注桩基础。缺点是工程造价较高，且施工难度也大，对塔位实际条件要求也高。当地基土层中存在较厚淤泥层，采用浅基础时地基强度无法满足受力要求，采用换填或打松木桩等地基处理方式代价比较高也难以实施的时候，选择钻（冲）孔灌注桩基础是比较合适的。