軟土地基中 110 kV 輸電線路樁基礎分析比較

鐘維軍

（寧波市電力設計院有限公司， 浙江 寧波 315021）

軟土地基中 110 kV 輸電線路樁基礎分析比較

鐘維軍

（寧波市電力設計院有限公司， 浙江 寧波 315021）

針對架空輸電線路中樁基礎造價偏高的現狀，以軟土地基輸電線路樁基礎的選型和設計為例，通過分析比較，探索最經濟的樁基礎型式，并指出了樹根樁基礎在軟土地基中的應用前景。

軟土地基；輸電線路；樁基礎；比較

目前， 在 110 kV 架空輸電線路設計中， 由于設計水平參差不齊，造成整條線路造價差別較大，尤其在基礎造價方面存在比較大的浪費。對110 kV 輸電線路基礎進行優化設計， 能夠有效降低輸電線路的造價，更好地體現全壽命設計的理念。

在 110 kV 架空輸電線路工程建設中， 樁基礎型式多種多樣，可因地制宜加以選擇。寧波地區地處海邊、地下水位高，地基一般為淤泥層或淤泥質粘土，承載力較差，為此，根據鉆孔灌注樁基礎的技術經濟指標，提出相對經濟的鉆孔灌注樁的型式，并指出樹根樁基礎在軟土地基應用中的優勢。

1 樁型式選擇

根據寧波地區的氣象條件和現有的桿塔型式，取荷載相對較大的大轉角塔 SJR32-SJR34 鐵塔的滿應力荷載作為樁基礎的設計荷載，以寧波地區比較典型的地質情況作為樁基礎設計的地質條件， 地下水位取地面以下深度 0－2m，具體荷載和地質資料見表1、表2。

表1 樁基礎荷載設計值

表2 樁基礎典型地質情況

根據表1、表2中的荷載及地質情況，選擇相應的樁基礎，根據樁徑和樁數的不同確定相應的樁長。由于寧波地區線路路徑比較狹小，多為河網泥沼地形，基礎施工場地受限制比較多，因此下面就寧波地區輸電線路基礎中常用的低樁承臺的鉆孔灌注樁單樁、雙樁、四樁基礎和樹根樁基礎進行分析比較。 具體樁型式見表3－表5。

2 樁基礎計算

由于土層的不均勻性及土層特征值的變化，造成實際樁基礎承載能力和計算樁基礎承載能力相差較大。 GB 50007-2002《建筑地基基礎設計規范》指出：“單樁豎向承載力特征值應通過單樁豎向靜載荷試驗確定。”

本文采用的樁基礎主要是根據文獻[2]， 同時參照文獻[1]、[3]、 [4]樁基礎設計相關條款進行設計，主要包括樁下壓承載力、上拔承載力設計，樁水平承載力和位移設計，樁本體承載力、裂縫控制計算和承臺設計等。采用的樁基礎根據寧波地區的具體情況， 取立柱露土高度為 500 mm，控制樁頂的水平位移為 10mm， 樁體本身的裂縫寬度為 0.2mm。 相關公式在此不再贅述。

3 樁基的技術經濟指標比較分析

根據樁基計算公式和相應規范的條文，結合荷載條件和地質情況，對3個塔型的上拔下壓工況分別產生一組不同樁徑、不同樁數的樁基礎，具體技術參數見表3－表5。

3.1 技術指標分析

（1）同一地質情況和同一荷載條件下， 樁長一般隨著樁徑的增大而減小（見圖1）， 隨著樁數的增多而減小，也就是說樁長跟樁徑和樁數都成反比。在同一樁數情況下，樁的混凝土方量隨著樁徑的增大而增大，在樁徑相同的情況下，混凝土方量隨著樁數的增多而增大。

表3 SJR32-27 上拔、 下壓荷載下的樁基技術經濟指標

表4 SJR33-27 上拔、 下壓荷載下的樁基技術經濟指標

圖1 2樁基礎在各種荷載工況下的樁長比較

（2）鋼筋重量一般隨著樁數增多而增大。 4 樁以上樁型，鋼筋用量隨著樁徑的增大而增大，2樁基礎樁徑為 800mm 以下時隨著樁徑增大而減少， 1 000mm 以上隨著樁徑增大而增大。 這主要是由于樁數相對較少，樁徑較小時水平荷載產生的彎距使小直徑樁的配筋大大增加，對于單樁基礎，這點影響更大，且部分單樁和雙樁的水平位移滿足不了設計要求。

（3）由圖2 可得， 四樁基礎和樹根樁基礎的樁頂水平位移明顯小于其他形式的樁基礎；同樣根數的樁基礎，樁徑大的樁頂水平位移明顯小于樁徑小的樁基礎。根據樁基礎的設計，關于水平位移的限制要求，須采用樁數相對較多、樁徑較大的樁基礎。

圖2 不同樁基礎類型在各種荷載工況下的樁頂位移圖

（4）樁徑更小的樹根樁基礎， 不管是混凝土方量還是鋼筋用量，相對其他多樁鉆孔灌注樁基礎都有明顯的優勢。同單樁基礎相比，雖然技術指標差不多，但其受力性能、裂縫寬度和水平位移等指標要遠遠小于單樁基礎，且其施工器具簡單，場地限制相對較小，施工進出場方便，是樁基礎以后發展的趨勢。

3.2 經濟指標分析

根據以上樁基礎的技術指標，對該樁基礎進行經濟指標的比較，概算采用電力定額，得到經濟指標如表3－表5 所示， 不同樁基礎的造價比較見圖3。由此不難得出：

（1）樁基礎的本體造價隨著樁數的增多而增大；在樁數相同情況下，一般是隨著樁徑的增大而增加，2 樁樁徑小于 800 mm 時，本體造價高同樣是由于水平荷載引起的技術指標和深度變化造成的。樁數相同樁徑不同時，造價隨著樁基長度不同而不同，這主要是由于樁基長度不同，造價定額隨著深度增加而不同。

表5 SJR34-27 上拔、 下壓荷載下的樁基技術經濟指標

（2）對于技術指標相對較好的樹根樁基礎， 其經濟指標卻相對較高（見圖3）。 這主要是鉆孔費用參照大直徑鉆孔灌注樁的定額，造成樹根樁基礎的造價上升，這也是目前影響樹根樁基礎大范圍應用的最主要的因素之一。樹根樁造價如果按照土建定額計算，其經濟指標則大大優于相應的鉆孔灌注樁基礎，且按土建定額算出來的樹根樁造價遠遠低于按電力定額計算出來的造價，造價比在 3倍以上，具體結果見表6。

圖3 不同樁基礎類型在各種荷載工況下的本體造價比較圖

表6 樹根樁基礎的造價分析

4 結論和建議

根據以上的比較分析和實踐檢驗，可得：

（1）在寧波地區的典型軟土地質條件下， 各種塔型對應的樁基礎，在滿足裂縫和位移要求時，經濟指標隨著樁數的增多而增大。

（2）樹根樁是一種新型的樁基礎， 技術已經比較成熟，而其定額對于現在的電力定額和土建定額來說，存在不合理之處，因此需要重新制定，以利于樹根樁基礎的大范圍應用。

（3）樹根樁基礎的施工場地受限少， 施工器械進出方便，適合輸電線路桿塔基礎的實際需要。

5 結語

本文對寧波地區典型軟土地質條件下樁基礎的選型設計進行分析比較，從技術指標和經濟指標兩方面探索最經濟合理的設計類型。分析表明了樹根樁基礎的優點和應用前景。

[1]GB 50007-2002 建 筑 地 基 基 礎 設 計 規 范[S].北 京 ：中 國建筑工業出版社，2002.

[2]DL/T 5219-2005 架 空 送 電 線 路 基 礎 設 計 技 術 規 定[S].北京：中國電力出版社，2005.

[3]JGJ 94-2008 建 筑 樁 基 技 術 規 范[S].北 京 ： 中 國 建 筑 工業出版社，2008.

[4]GB 50010-2002 混 凝 土 結 構 設 計 規 范[S].北 京 ：中 國 建筑工業出版社，2002.

（本文編輯：李文娟）

Analysis and Com parison of Pile Foundation for 110 kV Power Transm ission Line in Soft Soil Foundation

ZHONGWei-jun
（Ningbo Electric Power Design Institute Co.Ltd.， Ningbo Zhejiang 315021， China）

In view of the present situation of high cost of pile foundation for overhead transmission line，the paper analyzes and compares the design and types of pile foundation in soft soil foundation to seek themost economical design and presents the prospect of root pile application in soft soil foundation.

soft soil foundation； power transmission line； pile foundation； comparison

TM753

： B

：1007-1881（2010）06-0057-05

2009-10-19

鐘維軍（1981-）， 男， 浙江寧波人， 工程師， 從事電力線路勘測設計工作。