輸電線路基礎選型研究

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輸電線路基礎選型研究

任中偉吳彥峰

河南博慧方舟咨詢發展有限公司河南鄭州450051

[摘要]文章介紹了輸電線路基礎形式，描述了常見基礎類型，并進行了詳細分析比較。對基礎提出了優化方案，提出環境保護措施，減少對環境影響，優化造價，節約工程投資。

[關鍵詞]輸電線路；基礎形式；基礎優化

輸電線路能否安全穩定的運行，鐵塔基礎的設計至關重要，各種不同的基礎型式具有不同的工程特點，其承載能力、材料耗量、施工土石方量以及對環境的影響等各不相同。對輸電線路鐵塔而言，部分塔位的地形可能十分復雜，需要設計者根據不同塔位的地質、地形條件及周邊環境合理地選擇基礎型式，充分利用各種基礎型式的優點，減少土石方工程量，將工程建設對周邊自然環境的影響盡可能減小。輸電線路基礎工程施工的工期一般會占整個工程工期的40％～60％，費用約占工程本體造價的15％～30％，運輸工程量約占整個工程的70％～80％。因此，選擇合理的基礎設計方案并將其進行優化設計，可以有效地控制整個工程的造價。

1.基礎選型原則

在選擇基礎型式時，主要遵循以下幾條原則：

⑴根據工程地質特點及周邊環境，通過分析比較，結合兩型三新及全壽命周期的管理理念，選擇相應的基礎型式。

⑵根據合理的設計方案盡可能降低施工難度。

⑶在安全可靠的前提下，采取經濟合理的基礎型式，盡可能做到既經濟又環保，減少施工對周邊環境的破壞。

⑷充分利用原狀地基土承載力特征值高、變形小的力學性能，積極采用掏挖基礎。

⑸對于特殊地段提出有針對性的基礎型式及處理方法。

2.常用基礎型式

多年來我國輸電線路工程中所使用的基礎型式一般分為以下幾種，如：大開挖式基礎、掏挖式基礎、鉆孔灌注樁基礎以及其它特殊類型基礎等幾大類。

⑴大開挖式基礎

大開挖式基礎一般可分為鋼筋混凝土剛性基礎、鋼筋混凝土柔性基礎、鋼筋混凝土拉壓式基礎及板式基礎都屬于現澆式基礎，其施工時都是先將基礎的基坑開挖成形，然后根據基礎的形狀支模再進行混凝土的澆注，等混凝土澆筑完成并完成養護后，再將基坑回填。

⑵掏挖類原狀土基礎

掏挖基礎主要使用于地下水位埋藏較深的黃土、丘陵、山區或其它土質條件較好，能夠掏挖成形的地區，屬于原狀土基礎，具有環保的特點。

⑶灌注樁基礎

灌注樁基礎一般使用于在桿塔基礎作用力較大、地質條件較差、基礎露頭過高、跨河、在河中或河灘立塔的塔位，該種基礎型式按照施工工藝的不同可分為鉆孔灌注樁基礎和人工挖孔灌注樁基礎兩種。

⑷其它特殊類型基礎

在工程實施過程中，根據不同類型的工程地質條件和特殊需要，有時鐵塔可能會需要采用比較特殊的基礎型式，比如：在工程搶修時采用預制的裝配式鐵塔基礎或在煤礦區采用的聯合式基礎。

3.基礎方案分析比較

常用基礎型式有：鋼筋混凝土剛性基礎、鋼筋混凝土柔性基礎、鋼筋混凝土拉壓式基礎、掏挖式基礎。各基礎型式的特點如下：

⑴鋼筋混凝土剛性基礎

優點：該基礎型式對工程地質條件的適用性較強，在我國各電壓等級的線路工程中大量采用，具有非常豐富的使用經驗，施工工藝成熟，且該基礎使用鋼筋量少，底板不需綁扎鋼筋，施工簡單方便。

缺點：與鋼筋混凝土柔性基礎相比，其混凝土用量較大；與掏挖式基礎相比，其施工時土石方工程量較大，對周邊環境的影響大于掏挖式基礎。

⑵鋼筋混凝土柔性基礎

優點：該基礎型式對工程地質條件的適用性較強，在我國各電壓等級的線路工程中普遍采用，具有豐富的使用經驗，施工工藝成熟。由于該基礎主柱，底板和臺階也均配置有分布鋼筋，因此其底板和臺階厚度均可薄于鋼筋混凝土剛性基礎，當鐵塔的基礎作用力較大時，采用此種基礎比相同條件下采用鋼筋混凝土剛性基礎顯著節省混凝土用量。

缺點：由于主柱、基礎底板和臺階配置有分布鋼筋，故施工比一般的鋼筋混凝土剛性基礎復雜；與掏挖式基礎相比，土石方工程量較大，對周邊環境的影響大于掏挖式基礎。

⑶鋼筋混凝土拉壓式基礎

優點：對大角度轉角塔而言，處于轉角外側的兩個基礎主要承受上拔力，轉角內側的兩個基礎主要承受下壓力，若內外側基礎均按同一尺寸設計，則不能充分利用基礎作用力的特點，造成基礎材料不必要的浪費。針對此特點，大角度轉角塔的基礎可根據情況設計為拉壓基礎的型式，外側基礎以抗拔為主，內側基礎以抗壓為主。

缺點：基礎施工比一般的鋼筋混凝土柔性基礎復雜；與掏挖式基礎相比，土石方工程量較大，對周邊環境的影響大于掏挖式基礎。

⑷掏挖式基礎

優點：該基礎型式土石方工程量較小，對地形和植被的破壞也較小，可以充分利用原狀土的特性，提高基礎抗拔能力；同時，澆注混凝土時不需支模，澆筑完成后不需回填，施工方便，可縮短施工周期，降低施工費用。

缺點：該基礎型式對工程地質條件的要求較高，在地下水位埋深較淺、土質破碎、基坑開挖難以成形的塔位不適用；在基礎作用力較大、地基承載力較低的地區使用時，混凝土量較大。

4.基礎優化設計

與建筑行業相比，桿塔基礎所承受的荷載特性復雜，基礎在承受拉壓交變荷載作用的同時，也承受著較大的水平荷載作用，桿塔基礎要保證地基和基礎自身強度能夠抵抗豎向力和水平力的共同作用才能實現整個基礎體系的穩定。

基礎的優化就是要結合地質情況和基礎結構的受力特性，降低豎向力和水平力對地基及基礎的影響，從而達到降低材料耗量、節約造價的目的。

5.總結

⑴基礎方案的選擇應結合鐵塔型式、地形地質特點及運輸條件，在安全可靠的前提下，合理地選用受力合理、安全經濟、利于環保的基礎型式，并盡可能降低施工難度。

⑵為大力推進輸變電工程全壽命周期管理工作，建設“兩型三新”輸電線路，結合工程的實際情況，在土質不宜掏挖成形的地段選用設計經驗成熟，施工難度較小的鋼筋混凝土剛性基礎、鋼筋混凝土柔性基礎和鋼筋混凝土拉壓式基礎。在工程地質條件較好，易于掏挖成形的地段優先選用有利于保護環境的掏挖式基礎。

參考文獻

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