摘要：我国±800kV特高压直流输电工程建设数量及规模不断增加，在工程建设过程中，基础选型对于整体工程质量至关重要，基础选择失误则会对于工程施工质量产生极大的影响，因此加强±800kV直流输电线路工程基础选型问题研究意义重大。本文首先阐述±800kV直流输电线路工程基础设计原则，重点分析了±800kV直流输电线路工程基础选型。
关键词：±800kV直流；输电线路；工程基础；选型
一、±800kV直流输电线路工程基础设计原则
1.1当前±800kV直流输电线路工程基础设计现行标准原则
当前我国交流送电线路杆工程基础基本利用根据概率理论作为基础条件的极限状态设计方法，其主要应用可靠度指标度量基础以及地基可靠度，尤其处于相关荷载组合或各种变形限值条件下，达到线路安全运行相关要求，并且基础稳定及基础承载力均利用荷载设计值开展具体计算，尤其地基不均匀沉降及基础位移均利用荷载标准值实施相关计算。
1.2重要性系数
一般来说，架空送电线路设计重要目的在于保障整体运行可靠性，送电线路作为特定系统重要，该系统大体包括各种杆塔、基础、导地线、绝缘子金具串等，其大体表现为概率论串联事件，而部件故障概率远低于其他部件故障概率，因此系统故障概率基本由部件故障概率确定，而各个部件故障顺序则由相关安全系数或分项系数大体表现。通常直流输电线路基础设计原则应与杆塔设计原则有效结合，上述两者之间配合基本由基础作用力确定，如果仅变更基础设计安全可靠度效果不明显。
二、±800kV直流输电线路工程基础选型
2.1强风化和粘性土山区和丘陵地区的基础型式
在地质条件较好的地区，基础主要受上拔控制。平板基础包括地脚螺栓直柱型、地脚螺栓斜柱型和插入角钢型，其中地脚螺栓斜柱型和插入角钢型计算原理基本相同，区别在于塔腿的连接方式。平板基础施工方式是采用大开挖的方式，上拔计算采用土重法。掏挖扩底基础充分利用原状土抗拔，上拔计算采用剪切法。现比较斜柱式基础和掏挖基础在可塑土情况下经济指标目前来说这两种基础是在地质情况比较好的时候使用比较多的，斜柱基础从混凝土和钢材量来说优于掏挖基础但加上施工和开方费用并不优于掏挖基础。斜柱基础是大开挖基础，在山上地形比较陡的情况下，势必造成很大的土方量，一方面弃土的处理是个问题，处理不好会导致塔位处的上下边坡不稳定；另外一方面为了放坡，对这类基础一般都考虑要留有一定距离的稳定边坡，很容易造成基础下埋的情况。掏挖基础在开挖方面主要靠人工，这类基础尺寸不大，直径一般只有，为了保证施工人员的安全，深度不能太深，一般控制在，因此只能承受较小的基础作用力。采用掏挖基础，一方面基坑开挖的土方量少，对环境的影响很小，基本上没有多余的土方需要处理；另一方面，采用掏挖基础，充分利用了原状土的力学性质，既减少了混凝土，又不需要留稳定边坡，可以大大减少基面降低，有效的降低了基础工程造价。
2.2水田、泥沼冲积淤泥地段的基础型式
水田泥沼地段的基础型式常用的有平板基础和钻孔灌注桩，选用基础型式决定于地质情况、持力层的深浅，淤泥层比较浅，容易找到持力层的往往选择平板基础来降低造价。常见的2~3m淤泥层，3m以下为硬塑土的地质情况对于塔采用斜柱基础和灌注桩基础做比较如表。采用平板基础还存在大的土方量，堆放的地方很难找，往往只能就地堆放在农田上，对农田造成极大的影响，回填后多余的土方要外运到可以堆放的地方。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钻孔灌注桩是一种深基础型式，随着我国建设行业的快速发展，作为一种基础形式，钻孔灌注桩以其适应性强、成本适中、后期质量稳定、承载力大等优点广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域，近年来在电网建设行业也得到广泛应用。
2.3岩石山区基础型式
对微风化岩石，过去常采用放炮先把岩石炸松后，再进行人工开挖，由于放炮后，岩石整体性被破坏，在基础设计时只是利用了岩石良好的地耐力，而对抗上拔力只是利用了岩石的重力，造成了在岩石十分好的山区，基础尺寸也减少不大，混凝土方量也很大。另一方面，采用放炮后，对周围的环境有影响，对山体稳定也有较大的破坏。这种地质条件，最好的基础型式就是采用岩石基础。这类地区基础下压稳定是很好解决的，关键是要处理好基础承受上拔和水平力。承受水平力最好的办法就是在整体性较好的岩石上打一些孔，将钢筋用水泥砂浆锚入岩石上，充分利用整块石土的重力抵抗基础上拔力。
2.4大开挖基础
直柱大板基础为较传统的高压输电线路杆塔基础型式，基础主柱与基础底板垂直，使得基础主柱根部因承受较大双向弯矩作用而成为最为不利位置。优点是基础埋深较浅，施工难度小，施工工艺成熟，另外因其自身混凝土量大，在抵抗上拔力时主要依靠其自身重量；缺点是综合造价高，土石方量大，对环境的影响也很大。通常工程中该基础主要用于地下水埋深较浅、可塑土地质条件及地形较平缓的塔位。斜柱式基础是基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致，从而大大改善了基础立柱、底板的受力状况，使基础水平力对基础底板的影响降到最低，基础的稳定性得到明显提高，同时，由于偏心弯矩大大减小，下压稳定控制的基础底板尺寸得到相应减小，降低了混凝土量和底板的配筋量。优点是地基应力分布较均匀，受力合理，技术经济指标好，并且施工容易，受地质、地形影响较小；缺点是土石方量大，对自然环境有一定的破坏，主柱露头高度受限。根据本工程使用的铁塔受力，分析了不同塔型在不同的地形坡度情况下，使用大开挖基础与原状土基础的造价比较，可以看出，随着地形坡度的增加，使用原状土基础的造价比逐渐下降，并且可以尽量减少对自然环境的破坏和消除上述诸多安全隐患，故在工程中斜柱式基础主要用于地表无植被、地形较平缓的塔位。
2.5原状土基础
在基础设计时，采用地脚螺栓偏心设置，对基础预加一定的返向弯矩，可有效的抵消水平力产生的部分弯矩，减小基础尺寸及材料用量，降低工程造价。根据工程使用的铁塔受力，分析了不同塔型在不同地质条件下，直掏挖基础是否采用地脚螺栓偏心设置的综合造价比较，可以看出：本工程直线塔采用地脚螺栓偏心设置的基础造价降低明显，并且随着地基承载力的增加，基础采用地脚螺栓偏心设置的造价比会逐渐下降；本工程转角塔由于上拔力较大，采用地脚螺栓偏心设置并不能降低基础造价，工程中转角塔直掏挖基础，采用地脚螺栓偏心设置。人工挖孔桩基础在地形复杂、场地狭窄、高差较大，基础外露较高、基础受力较大的塔位使用时具有明显的优势，施工开挖量小，对自然环境的破坏小，缺点是基坑开挖需护壁，施工要求高、难度大，并且需要特殊的检测手段。本工程中该基础主要用于地形坡度超过25°左右、地质条件较差、地形较破碎及基础外露较大的塔位。
综上所述，实际工程建设过程中，依据具体铁塔情况及总体规划基础方案，确定实际基础结构型式，重点优化基础受力状态，这样能够有效减少整体工程造价。同时根据基础型式选择阶段，工作人员应当重视自然环境保护工作，确保周边环境可持续发展。
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论文作者:赵立兵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
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