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：输电线路；铁塔；基础选型设计；优化
引言
如今我国的各类生产活动与城市化建设都在高速发展的进程中，其对于电力的需求极大，故而近些年来我国输电线路的建设正在如火如荼地开展着。而输电线路往往需要高压铁塔进行支撑，否则将使输电线下垂，容易发生各类安全事故或是影响输电线路整体的正常运行。当下我国的输电线路总跨度正在不断增加，这对于高压铁塔的要求也越来越高。线路总长增加则意味着线路的总重量也将随之增加，如果高压铁塔的承重能力不能达到预期标准，将会严重影响到输电线路的安全性与稳定性。因此，我们必须针对输电线路铁塔的基础选型做好充分准备工作，并对其进行优化，使之能够适应输电线路的进一步发展。
1铁塔基础选型
1.1混凝土台阶式基础
该基础底板的台阶高宽比不小于1.0，基础底板内不配置受力钢筋，是国内传统的基础形式之一。其特点是混凝土耗量较大，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。
1.2斜柱板式基础
这种基础形式是国内外通用的基础形式之一，该基础的主要特点是：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。底板双向配筋，底板较薄，台阶宽高比可扩大至2.5，底板面积较大，适宜基础浅埋和加大上拔土体而增加基础抗拔能力。
1.3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。
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2输电线路铁塔的优化设计
2.1基础的受力规律
针对联合式输电线路铁塔基础，其主要特征是埋深浅，因此可通过整体浇制基础来解决板式基础上拨、基坑开挖难度大及基础根开小等问题，且应先确定高压铁塔基础受力的规律，即利用ANSYS有限元软件分析高压铁塔基础的荷载，由此得到基础底部边缘所受上部荷载压力的最大值，此时基础底部所受拉应力最大，究其原因是铁塔基础的主要制作材料一般为钢筋混凝土，而其刚度与土壤的差别较大。据分析，土体位移点的最大值出现在基础底部，且高压铁塔基础底部中心点到土层的距离与其沉降位移量呈反比，但无论土层如何加深，应力依然存在。据此，若将联合式基础应用在软弱土塔位中，则应先准确计算出土层地基的承载力，并标明铁塔基础底部的尺寸：而若将其应用在土层较硬的环境中，铁塔基础下部极易出现受压、弯曲等问题，则在高压铁塔基础设计时，应先详细勘察线路敷设沿线的地质情况，然后再据此确定配筋比例，以免配筋偏差破坏铁塔基础。
2.2岩石锚桩设计
此种基础形式主要应用在表层裸露、具有比较小的风化情况并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表面的钻孔，在钻孔的同时要向上提取，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，并且将混凝土砂浆注入其中，保证将地脚螺栓牢固的固定在岩石孔内，最后要在顶部位置浇筑铁塔平台，用于进行铁塔的搭设。一般情况下，可以按照岩石锚桩基础能够承受的载荷情况将基础分为两种形式，分别为：群锚式、直锚式。在群锚式基础当中，需要将多根地脚螺栓埋入到岩石当中，从而得到比较高强度的支撑力。此种基础主要用在具有较大基础负荷的铁塔之上，例如终端塔、转角塔等方面；直锚式基础的形式是在基础的中心线位置埋入两种或者4根地脚螺栓，此种方式基础主要用在负载比较小的铁塔上。
2.3设计优化
在该工程项目中之所以选择联合式铁塔基础，最主要的原因便是它的稳定性与安全性相较于其他的铁塔基础要更加优异。加之该地的土质松软，限制条件较为苛刻，故应选择联合式铁塔基础型式。首先，在进行基础设计之前需要对基础所需要承载的载荷进行计算，而联合式铁塔基础的承载能力一般在实际设计数值的80％以下，这样可以保证基础的稳定性最优化。其次，联合式铁塔基础埋深较浅，且整体由浇筑构型，因此，该基础型式可以方便排水，并且能够让土层顶层的硬质层起到最好的固定作用，但是由于下层的土质相对较为松软，故而基础很容易发生下沉位移，如果发生的是合理变形，那么在沉降与位移量达到一定限度值时便可以自动调节至最优情况，而如果是由于施工误差造成的变形，则有可能对铁塔整体造成极大的影响。最后，便是当地的自然条件、气候环境等都会对铁塔的沉降位移产生影响，为了防止铁塔基础形变产生严重的后果，需要在设计过程中将变形参数考虑到其中，保证最大压力侧变形幅值小于20mm。
结语
铁塔基础是铁塔稳定性与安全性能的保障，因此，我们必须高度重视铁塔基础的选型设计。除此之外也需要针对可能存在的各种地质问题、水文条件等对铁塔基础设计进行优化。只有这样才能够得到最优化的铁塔基础设计结果，让铁塔整体的质量达到新的高度。
参考文献：
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[4]陈兰.输电线路基础选型及基础优化设计[J].广东科技，2016（08）：22~25.
论文作者:陈道鹏1,张帆2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/1
标签：基础论文; 铁塔论文; 线路论文; 高压论文; 地脚论文; 底板论文; 螺栓论文; 《基层建设》2018年第9期论文;