(北京送变电公司 北京市 102401)
摘要:线路杆塔基础设计是输电电线路设计的关键组成部分,线路杆塔基础属于地下的隐蔽性工程,其质量好坏关系着输电网络的安全运行。工程建设时,因地制宜,对地基基础的合理选择、设计、施工,才能有效的保证电力工程的安全高效。
关键词:输电线路结构;杆塔;基础设计
0引言
近年来,随着电网的高速发展核科学技术的进步,在电网的规划、设计、建设和运营管理中,更加注重节约资源、降低能耗、保护环境。线路杆塔基础作为输电线路的根本,其质量好坏关系着输电网络的安全运行。工程建设时,因地制宜,对地基基础的合理选择、设计、施工,才能有效的保证电力工程的安全高效。
1.杆塔基础设计的考虑要点
1.1 运行要保证安全
输电线路基础设计的好坏关系着整个输电线路的安全运行,如果杆塔基础出现塌陷滑坡等问题,会影响到整个线路的运行。进行线路杆塔基础的合理设计,根据不同的基础负荷、地质地形条件,因地制宜、科学合理的选择合适的基础型式,不仅能确保基础的稳定和安全不仅是,也能有效降低工程成本,保障线路的安全、高效运行。
1.2 资源节约造价要理
杆塔基础作为输电线路的关键组成部分,他的人工成本、工程造价、工期在整个线路工程中占着较大比重。据业内有关数据统计:一般输电线路工程建设中,基础工期约占整个工期的一半、基础运输量占到60%以上,成本占到15%~35%。因此,要对线路杆塔的各种基础进行科学的设计,因地制宜地选用选择合理的基础型式,在确保基础稳定和安全的基础上,一方面尽量压缩工期减少人工成本,一方面要合理减少混凝土和钢筋用量,降低工程建设费用。
1.3 降低环境影响
在输电线路中由于各个塔位的地形、地质条件迥异,周围环境复杂,在工程建设中,势必会对自认环境产生一定成都的破坏和影响。在建设出奇的方案设计时,要考虑周围地形地貌的特点,根据塔位不同的地质、地形和周边环境,来选择较为合理的基础型式。因为不同的基础型式其承载能力、材料消耗、石方用量和对环境影响,都是不一样的。在进行基础设计时,要充分考虑各种不同型式基础的优点,扬长避短、因地适宜的采用,尽量减少土石方,将对环境的影响降到最低。
1.4 施工要便捷
杆塔基础在施工时,因为施工现场多且分散,受地形、地质和运输条件的影响较大,施工时需要的钢筋、混凝土等基础性原材料,需要机械运输,要尽量保证大型机具的出入。所以在进行路杆地基基础设计时,要统筹考虑基础所处位置的地形地貌和施工的可行性,要综合人工、劳动强度、工程造价、方便施工等多方面的因素,在保证施工质量的前提下,降低工程造价。
2杆塔基础主要型式
架空输电线路杆塔常用的基础型式通常分为大开挖回填土基础和原状土基础。大开挖回填土基础主又分为混凝土台阶式基础、钢筋混凝土板式直柱基础、钢筋混凝土板式斜柱基础、装配式基础等几种。斜柱基础混凝土方量小,台阶基础混凝土方量大,但埋深浅,施工相对简单。原状土基础分为掏挖基础、人工挖孔桩、岩石基础几种。掏挖基础及岩石基础一般常用于地质情况好、基础负荷不大的塔位,需要注意的是,如果基础埋深较深时,施工时要切记做好护壁工作,保证施工的安全。以下介绍一下不同杆塔基础类型的工程特点。
2.1 开挖回填类基础
2.1.1一般回填土体基础 其施工方法较为便捷简便,最为常用。但在施工过程中土体扰动较,土回填夯实后很难恢复到原有强度,而且施工过程中开挖量大、土石方工程量较大、对植被破坏较大,对基础周围环境影响较大,如果在斜坡地带往往会形成人工高边坡,极易引起崩塌滑坡现象。
2.1.2装配式基础 装配式基础一般适用于缺水、砂石采集较困难的地区,因为采用现场浇注混凝土基础的方法,不太适合也较为困难,所以使用装配式基础经济合理。但在施工中大量开挖对土体扰动较大。
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2.2掏挖类基础 掏挖式基础是近年来输电线路建设中广泛采用的一种形式,充分利用了原状土承载力高、变形小的特点。土石方开挖量小、弃土少,而且施工便捷、材料节约。最大优点是充分利用塔基原状土的力学性能,减少基础的侧向变形,提高抗拔和承载能力。缺点是该类基础对土质条件有一定的要求。有时为了适应山区地形条件,需要提高基础主柱的高度,加大基础埋深。
2.3岩石基础 岩石基础主要是把水泥砂浆或细石混凝土和锚筋灌注于钻凿成型,保证对杆塔结构的锚固稳定。其施工相对比较容易,且充分发挥了岩石的力学性能,具有良好的抗拔性能,能节省大量钢材、水泥、木材等基础材料的耗用。而且此方法占用空间小,施工方便快捷,经济效益较高。缺点是采用此方法必须鉴定岩体的稳定性、坚固性及风化程度等条件,地质鉴定较为复杂。
2.4复合式沉井基础 复合式沉井基础一般多用于地下水较高的软土地基,是一种新型的地基基础模式。沉井一般分为单孔或多孔,有圆形、矩形、圆端沉井和网格形沉井。一般情况下,圆形沉井受力好,适用于河水方向易变河流。其埋深较大,整体性和稳定性都非常好,承载面积大,水平荷载和垂直荷载都较大。沉井基础施工简单,技术过关,也不需要太多专业设备,一般多应用于深基础或地下结构中。
3.基础受力分析和基础型式选择
基础受力是将铁塔对基础的作用力,充分利用地基承载力,比较平稳、顺利地递到地基当中,而不造成地基的失稳。好的基础对自然环境破坏小、造价较低,所以设计好的基础是选型的关键。
3.1 基础方案选择遵循原则 要根据本工程的地形、地质特点和运输条件,比较、分析、综合,选择适合的基础型式;本着经济、环保、安全、可靠的原则,尽量减少施工过程中对环境的破坏;根据每种基础型式的特点和不同的地形、地质,因地制宜选择适宜的基础型式;不良地基要选择特殊的基础型式,并采取相应的技术处理措施。
3.2 基础方案的选择要求 按照输电线路杆塔基础工程的设计和施工现状,综合考虑线路工程地基及杆塔基础的工程特点,在确定基础方案原则时要注意:尽量采用合理的结构型式,减小和改善基础受力;尽量利用原状土地基承载力高、变形小特性,因地制宜采用原状土基础;应注重环境保护和施工的操作方便性和质量的可控性。
3.3 基础受力分析和方案选择
3.3.1上拔稳定计算方法比较 板式斜柱基础、板式直柱基础和台阶基础上拔稳定计算,一般适宜采用土重法,原状土掏挖基础上拔稳定计算方法一般采用剪切法。
3.3.2基础受力状态比较 台阶基础主柱与基础底垂直,一般受竖向上拔力、横纵向水平力作用,基础主柱根部由于承受较大双向弯矩作用,成为最薄弱位置。板式斜柱基础一般是铁塔主材向下延伸,斜插入混凝土基础内,基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致,一定程度上改善了基础立柱、底板的受力状况,基础的稳定性大大提升。又因为偏心弯矩减小,下压稳定控制的基础底板尺寸也一定程度减小,混凝土量和底板配筋量大大降低,基础材料用量得到节约。板式直柱基础一般将基础立柱中心与地脚螺栓中心,设置了偏心以保证基础受力合理。需要注意的是,因为输电线路基础长期承受拉压外力,在开挖回填基础类中,如果回填土强度保证不了,回填土与坑壁形不成整体,受拉力荷载作用时,抗拔承载力降低,变形大。原状土掏挖基础利用原状土承载力高、变形小的优点,避免大开挖,减少了对环境的破坏,大大提高了基础的抗拔能力。
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论文作者:李文华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签:基础论文; 杆塔论文; 线路论文; 型式论文; 沉井论文; 原状论文; 地形论文; 《电力设备》2017年第4期论文;