摘要：铁塔作为电力传输中作为重要的支撑设施承载着整个输电网络的负载，尤其是随着近些年电力网络线路的升级改造，线路重力负载有了很大程度的上升，这会对铁塔的基础造成非常大的负载压力，对于基础来说是非常严峻的考验。另外，输电线路铁塔基础常常会受到所在区域的地质环境情况、气候条件、施工方案等方面的影响，比较容易出现基础下沉、基础偏移甚至坍塌的情况，从而引发电力网络的崩溃问题。所以对于输电线路铁塔基础来说，不管是在选型还是在设计以及施工方面都要按照所在地的实际情况选择合适的方案，保证基础可以承载输电线路的载荷，从而确保电力传输的安全性和稳定性。
关键词：500kV输电线路设计；铁塔基础设计；完善
1软土地基情况下的铁塔基础选型设计
1.1高压灌注基础
高压灌注基础就是通过高压泵将水泥料浆泵入到软土地基当中，使其和淤泥、土壤形成整体，加强基础的承载力。首先要按照软土路基的具体情况进行注浆深度的设计，在泵机钻头达到设定深度时开启高压泵，将料浆注射到路基内。因为料浆受到较大压力具有较大的冲量，在进行喷射时会对软土造成切割并且能够帮助泥土和料浆更好的结合，在料浆发生固化后就成为了稳定的路基。近些年随着高压泵车技术的快速发展，高压灌注基础也大范围应用到了软土路基方面，同时向外进行了扩展。例如高压水泥灌注基础、高压化学灌注基础等等。要按照软土路基所具有的地质结构以及软土自身的特性来选择适合的高压灌注基础，这样就能够保证铁塔不能因为自身和线路所具有的重力而发生基础沉降。
1.2砂石置换基础
砂石置换基础就是指通过砂石料将软土路基进行置换，最终达到提升基础强度的方式。此种基础形式非常适合用在池塘、湖泊等纵深比较明显的软土路基方面，此种形式具有非常明显的效果并且成本比较低，能够有效提升基础稳定性，所以已经被广泛的应用在软土路基情况下铁塔基础的施工上。在实际操作中，首先要对软土地基实施开挖清淤，将较为疏松的软土层清除掉，之后通过较大硬度和较高强度的砂石料进行分层的回填，之后对路基进行夯实完成全部的置换工作。在换填时需要将具有较稳定性质的回填料置于下部，较大硬度和较高强度的物料置于上层，在回填时要分层进行，将每层的厚度控制在250mm左右。在完成砂石铺设后要在其上部回填基土，保持和路面一平，在回填完成后采用500kg蛙式夯将基础夯实，确保基础具有足够的承载能力以及夯实度。
1.3粉喷桩基础
从现阶段来看，粉喷桩是处理软土路基中最为常见的施工技术之一。其主要原理就是通过空压机将粉体状固化剂喷入到路基后实施较深的搅拌，使其充分和软土路基当中的水发生化学作用而结合到一起，这就能够使软土路基形成固化土桩，从而有效提升路基的硬度以及强度。在通过粉喷桩施工技术进行软土路基处理时，要以水泥、石灰和细砂作为固化剂的主要成分，同时按照软土路基土壤组成情况适当添加一定量的辅助固化剂，将本来较为松散的淤泥进行固化，从而形成具有较强整体性、硬度较大以及承载能力较高的路基。
2岩石地基环境下铁塔基础的选型设计
2.1岩石锚桩基础
此种基础方法首要应用在表层暴露、具有比较小的风化状况而且质地比较硬的岩石之上。实际操作过程中，首先要采用冲击钻进行岩石外表的钻孔，在钻孔的一起要向上提取，防止钻出的粉尘落入钻好的孔内。之后再钻好的孔内打入地脚螺栓。螺栓采用240×240的钢筋骨架进行支撑，而且将混凝土砂浆注入其间，保证将地脚螺栓牢固的固定在岩石孔内，最终要在顶部方位浇筑铁塔渠道，用于进行铁塔的搭设。一般情况下，根据岩锚桩基础的荷载状态，可分为群锚和直锚两种方法。在群锚基础中，必须在岩体中插入多个锚杆，才能获得较高的强度支护力。基于第一次使用塔的基础荷载较大，如终端塔、转角塔等；直锚式基础的方法是在基础的中心线方位埋入两种或许4根地脚螺栓，所用的方法主要与塔上的荷载比较小。
2.2岩石嵌固基础
基于这种形式主要用于风化程度比较大，相对容易开挖的软岩，最大限度地利用岩石的剪应力，有效地提高了塔基的承载能力。这样一个基础的设计可以按照以下顺序进行：①进行基坑的挖凿。基坑主要是通过少量的炸药定向爆破之后再通过人工的方式进行挖凿。为了提升基础所具有的稳定性，一般情况下将基坑设计成倒“Y”的形状；②进行钢筋立柱的搭设，并且浇筑混凝土，同时要采用振捣器对混凝土进行振捣直到混凝土不出现较为明显的下降。由于“Y”型岩石嵌固基础的土石方用量和混凝土用量都比较少，所以所消耗的工程造价相对较低，同时其具有较高的基础抗拔能力，此种基础主要被应用到岩石地质区域内铁塔基础的建设当中。
3某500kV线路中铁塔基础的选型设计
3.1铁塔基础施工区域内的地质情况
某500kV输电线路工程沿线的地貌大多数是崇山峻岭，很多地区的基岩呈裸露状态，受到了非常严重的风化影响。岩石大多数属于花岗岩、砂页岩、石炭系砂岩、凝灰岩等等。采用Y40以及Y40+2.5两种类型的岩石基础用于真型试验的测量点，Y40范围内大多是砂页岩结构，岩体受到了严重风化影响，同时表面具有50mm左右厚度的基土；Y40+2.5范围内主要是石炭系砂岩，表面具有受到风化的砂砾，呈现出浅灰色，属于间隙块状结构。
3.2铁塔基础尺寸以及承重载荷的设计
因为此500kV线路沿线的范围大多数是岩石地质，并且很多都是软质岩石，受到较大风化影响，所以铁塔可以采用“Y”型嵌固式。一般情况下，岩石嵌固基础的下压承受力还是比较容易实现的，但是基础温度是否满足的重点为上拔力，其中岩石表面所具有的剪切强度的垂直分量用于平衡上拔力，所以对于剪切强度数值范围进行合理的估算是对于铁塔基础承受载荷以及尺寸大小进行设计的重点内容。其中“Y”倒锥体所具有的侧表面积可以按照如下公式进行计算：
岩石所具有的极限抗剪力垂直分量可以用下式表示：
在进行基础设计过程中，一定要保证基础的上拔力小于岩石极限抗剪力的垂直分量，所以要保证K1T<πτh（D+h）。
式中，K1表示的是基础上拔安全系数；T表示的是基础设计上拔力，单位为kN；h表示的为基础预埋深度，单位为m；D表示的为底部“Y”型基础的直径，单位为m，τ表示的是岩石等代极限剪切应力，单位为kN/m2。
在此工程当中采用的铁塔型号为ZGU2（45），所需要的上拔力为1988kN。根据上述条件可以预估出不同的τ值，这样就能够在Y40以及Y40+2.5两个测试点设计出对应的开挖尺寸。
在明确了设计尺寸之后就可以进行铁塔基础的施工建设内容。完成了铁塔基础的施工建设后，需要对基础的情况进行测量。测量所使用的仪器设备主要有：静载仪、应变测量仪以及500t的油压千斤顶
在4200kN上拔力的情况下，Y40以及Y40+2.5两个测试点的铁塔基础只是出现了非常小的位移，所以从中能够得出的结论就是：此铁塔基础的设计尺寸能够较好满足实际方面的需求。
4结论
铁塔是输电线路工程中最为重要的组成部分之一，其基础情况直接决定着铁塔的施工质量。但是输电线路铁塔基础常常会受到所在区域的地质环境情况、气候条件、施工方案等方面的影响，造成电力传输方面的问题。所以对于输电线路铁塔基础来说，不管是在选型还是在设计以及施工方面都要按照所在地的实际情况选择合适的方案，保证基础可以承载输电线路的载荷，从而确保电力传输的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]任杰.输电线路铁塔的选型设计与结构优化研究[D].华北电力大学,2014.
论文作者:李佳伟
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/1
标签：基础论文; 铁塔论文; 岩石论文; 土路论文; 线路论文; 路基论文; 是在论文; 《建筑科技》2017年第11期论文;