（江西省电力设计院 江西南昌 330096）
摘要：本文针对架空输电线路铁塔基础在浅表层滑坡区设计的特点，通过对比掏挖基础、人工挖孔桩基础的设计原理，并对选型原则及受力特点进行分析。结合某500kV线路工程实例，比选两种基础的工程材料量以及综合造价，得到浅表层滑坡区基础的选型采用人工挖孔桩基础，且覆盖层厚度应算作额外悬臂高度考虑基础深埋的合理化建议。
关键词：浅表层滑坡；人工挖孔桩；综合造价
1概述
随着电力工程建设的加速，越来越多的高压架空输电线路投入建设和运行。基础作为承接上部结构及地基的中间环节，其设计在架空输电线路中尤为重要。但由于地质条件的复杂性和土壤力学的特殊性，遇到了越来越多的特殊情况，如在山区的基础设计中遇到滑坡，将给设计带来很大的困难。具体如在山坡较陡，覆盖层为0.5~1.5m残积粉质粘土，有强降雨情况下，表层残积粉质粘土在沿下伏强风化软质岩结构面发生顺层滑动，形成浅表层滑坡情况。强降雨带动浅表层粘性土滑动，它不仅影响了基础的设计，也给线路的运行带来了极大的安全风险。基于500kV架空输电线路的基本设计实例，本文介绍了浅层地表滑坡区的基础选型及基础设计方法。
2铁塔基础设计理论
2.1 基础设计选型
2.1.1基础设计选型原则
在基础方案选择时，遵循下面的原则：
1）根据地形地貌、地质特点和交通情况，进行综合分析和比较；
2）在安全和可靠性的前提下，努力进行经济和环境保护，减少对环境的破坏；
3）充分发挥每一种基础类型的特点，在不同地质条件下，选择不同的基础类型；
4）针对不良地质条件，提出了特殊的基础类型和处理措施。
2.1.2 基础选型
对低山、山地塔位来说，基础优先选择采用原状土基础，例如岩石锚杆基础、岩石嵌固基础、掏挖基础、挖孔桩基础等。其中岩石基础适应于风化岩出露较浅的地质；对于覆盖层较厚以及陡峭的坡地地区，可以采用掏挖基础、挖孔桩基础。
2.1.3 基础型式应用
针对山区有覆盖层较厚的铁塔基础，基础型式可选择掏挖基础、人工挖孔桩基础，如图1图、2所示。
1）掏挖基础：适用于无地下水硬质塑料或塑性粘土地基。由于无扰动土作为抗土基础，其内摩擦角和内聚力可以充分利用，因此抗拉力是很高的。
2）挖孔桩基础：适用于无地下水塑性、硬塑性山地或平丘。在全高较高的基础上，普通掏挖的基本经济条件较差，而挖孔桩基础经济性较好。在施工过程中，应采取可靠的措施确保安全、质量。
2.2 基础设计原理
1）掏挖基础：当
时，即基础上拔深度不大于抗拔土体的临界深度时，
当 
时，
式中：
—基础附加分项系数；
—基础上拔力设计值；
—水平力影响系数；
—基底展开角影响系数；
—基础单项抗拔承载力设计值；
—基础底面以上土的加权平均重度；
D—基础底板直径；
c—粘聚力；
—相关系数；
—基础上拔埋置深度；
—基础上拔临界深度；
深度范围内基础体积；
范围内柱状滑动面体积；
—基础自重力。
2）人工挖孔桩基础：人工挖孔桩基础采用静力计算法，分别计算桩端阻力及桩侧阻力。桩端阻力的计算是以刚塑性理论为基础，假定不同的破坏滑动面形态，表达为：
。桩侧阻力计算通常是取桩身范围内各个土层的极限侧阻力
与对应桩侧表面积
乘积之和，即
。
图1掏挖基础模型 图2 挖孔桩基础模型
3基础设计实例
3.1工程地质
某工程部分塔位地质情况如下所示：
土层厚度：土层岩性
0～1.5m：粉质粘土：棕黄色，可塑，混少量砂岩碎石。
1.5～3.0m：砂岩：褐黄色，强风化，厚层块状，节理裂隙发育，岩体破碎，呈碎块石状，软质岩。
3.0m以下：砂岩：褐黄色，强～中等风化，厚层块状，节理裂隙较发育，岩体较完整，软质岩。
3.2设计条件
下述选用滑坡区直线塔和转角塔的基础作用力，对滑坡区基础型式进行技术、经济比较。
表3.2-1典型塔基础作用力
3.3基础选型比较
针对典型铁塔基础作用力，进行掏挖基础、人工挖孔桩基础设计的技术经济比较如下表所示：
表3.3-1直线塔的技术经济比较
注：以上均为一个基础工程量
表3.3-2转角塔的技术经济比较
注：以上均为一个基础工程量
通过上述比较分析可得知：相同地形坡度下，不论是直线塔还是转角塔，人工挖孔桩基础均具有明显的经济优势，而且转角塔较直线塔的优势更为明显。如计及基础主柱露高的影响，人工挖孔桩基础的经济优势会愈加突出。
3.4滑坡区基础设计
滑坡区及非滑坡区人工挖孔桩基础优化设计比较分析如下：
表3.4-1典型塔位基础深埋的经济比较
从以上比较分析可知：将覆盖层厚度算作额外悬臂高度，相比非滑坡区单个基础造价增加8.7%左右，对整个工程造价来说影响不大，却能保证塔位的稳定性。
3.5基础设计结论
因此，滑坡区塔位基础选型应优先选择人工挖孔桩基础；并对基础进行深埋处理，即基础设计时可按现状地形进行设计，但应将覆盖层厚度算作额外悬臂高度，对设计的基础进行校验，校验结果应能满足悬臂加高的要求。
4结论
在浅表层滑坡地区进行输电线路铁塔基础设计宜采用人工挖孔桩基础，且应将覆盖层厚度算作额外悬臂高度，相比非滑坡区单个基础造价增加8.7%左右，对整个工程造价来说影响不大，却能保证塔位的稳定性。
参考文献：
[1]《架空输电线路基础设计技术规定》（DL/T 5219-2014）
[2]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
[3]《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）
[4]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）
作者简介：
汪延寿（1984），男，硕士，高级工程师，主要从事架空输电线路方面的结构设计及研究工作，单位名称：江西省电力设计院
黄豫（1991），男，本科，工程师，主要从事架空输电线路方面的结构设计及研究工作，单位名称：江西省电力设计院
论文作者:汪延寿,黄豫,廖小花,汪欣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：基础论文; 滑坡论文; 桩基础论文; 挖孔论文; 线路论文; 悬臂论文; 经济论文; 《电力设备》2017年第34期论文;