關于輸電線路鐵塔基礎的概念設計芻議

李永 李斌

（國網江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

關于輸電線路鐵塔基礎的概念設計芻議

李永 李斌

（國網江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

本文分析了我國最為常見的軟土地基與巖土地基環境之下輸電鐵塔的基礎造型設計，并針對鐵塔的抗顛覆性進行了研究，以期能為相關行業的從業者提供參考幫助。

輸電線路；鐵塔；設計

隨著我國科技水平有了質的飛躍，電力行業也有了更加高端的科學技術作為支撐。其中，輸電鐵塔作為電力運輸過程當中的重要設施，伴隨著近年來我國對電力要求的不斷提高，對于輸電鐵塔也提出了更加嚴格的要求。同時，輸電鐵塔的基礎往往會受到所在地的巖層狀況、地理狀況等諸多方面的影響，所以輸電鐵塔很容易出現地基沉降等現象，嚴重的可能會導致輸電鐵塔的坍塌，從而造成人員的傷亡。因此，在對輸電鐵塔進行基礎造型的設計工作時，相關技術人員一定要綜合多方面因素進行考量，最大程度保證輸電鐵塔能夠正常運行。

1 鐵塔基礎在軟土地基條件下的造型設定

1.1 灌注樁基礎

灌注樁技術是使用高壓原理，把水泥和其他相關漿料一并灌進軟土地基當中，軟性土質與水泥漿料相互融合，讓輸電鐵塔地基得以優化。在使用灌注樁技術進行軟土地基的加固工作時，按照軟土地基的狀況判定需要進行注漿的含量，當相應的灌注樁設備到達某一深度時需要打開灌注樁設備進行漿料的灌注工作。由于在漿料灌注的過程中，是采用高壓泵方式進行地基的灌漿工作，整個過程當中，漿料帶有極大的動量，可以很好的與當地土質進行融入結合。同時，因為使用高壓泵車技術在軟土地基中施工的表現效果較好，灌注漿技術也在近幾年軟土地基的基礎建設中有了更多作用，同時也擴展了很多其他種類，諸如高壓水泥漿灌注樁技術、高壓化學灌注樁技術。這些技術的研發往往可以針對更多類型的地基狀況，開展輸電塔的技術建設，利用灌注樁技術，能夠有效增強軟土地基的土質密度，從而避免軟土地基的土質松軟而導致鐵塔沉降事件的發生[1]。

1.2 砂石置換地基

在軟土地基當中，輸電鐵塔基礎設施建設時還有一種常用的做法，就是砂石置換地基，即把軟土地基利用砂石填充進行置換，從而起到增強帶區域地質穩定性的作用。該種方法特別適用于池塘等橫豎深度較為明顯的區域，而且跟灌注樁技術相比較，該技術的施工成本相對較低，并且可以在指定范圍的地基中穩定提升該區域土壤的性能，其操作步驟為如下：

對需要進行開發的軟土地基進行挖掘工作，并清除該區域中多余的淤泥等雜質，并把該片區域中的軟性土質全部挖走。然后針對留下的空地，把密度較高、硬度較大的砂石材料放進坑中，并以此進行夯實填埋，在進行填埋的過程中，需要針對砂石的不同性質進行不同層次的掩埋。并將相同種類的砂石每層的厚度控制在25cm左右。在砂石鋪設完成之后在其上部使用原有的軟質土質進行覆蓋，讓其與路面之間相互融合，在這些工作進行完畢之后，用500kg的蛙式夯夯實基礎。

1.3 粉噴樁基礎

我國處理軟土地基的過程之中，除了上述的兩種方法之外，最為常用的施工方式是粉噴樁技術。它的工作原理是利用空壓機把粉末狀的固化劑噴進軟土地基當中，然后在對該片地基區域進行針對性的攪拌，讓這些固化劑同軟性土質產生相關的化學反應，將地基的硬度與強度強化。在對軟土地基進行粉噴樁處理時，需要先將水泥、石灰和河沙作為最重要的固化劑，并且按照軟土地基不同的土質狀況增添其他固化劑，將軟地基硬化，增強地基的承受耐性。

2 鐵塔基礎在巖石地基條件下的造型設定

2.1 巖石樁基礎

巖石樁基礎主要適用于巖石地基中的地表露出，且尚未形成嚴重風化的硬度較大的巖石上面，其操作步驟為使用沖擊鉆對巖石進行開孔處理，鉆提并進，保證在進行打孔工作開展時，巖石中的粉質可以被有效清除。之后把螺栓注入巖石孔當中，地腳螺栓建議采用240mm×240mm的鋼制構架開展支撐工作，并且把混凝土砂漿導入地基之中，以保障地腳螺栓可以同巖石之間緊密相連。最后在工程最上部開始對輸電鐵塔的平臺進行建設，以便開展接下來的輸電鐵塔搭建工作。一般情況下，巖石樁地基有著承載能力的差別，所以可將巖石樁的類型分為群鋪式和直鋪式兩個類型。群鋪式地基就是把很多地腳螺栓倒進巖石當中，以得到最大程度的鐵塔支撐力。通常這種方式都是用在大型輸電鐵塔的構造當中，譬如轉角塔等。而直鋪式則是只在地基的中心線位置埋進地腳螺栓，通常在小型輸電鐵塔的建設中會運用到這種方式[2]。

2.2 巖石嵌固基礎

針對那些風化程度較為嚴重，并且很好開展挖掘工作的巖層上，可以使用巖石嵌固基礎，該技術充分利用了這些巖石因高強度的風化作用而產生的較為鋒利的棱角，以此來增強輸電鐵塔的穩固程度和重量承載能力。它的操作步驟可以分為兩個環節，首先是挖掘地基，地基的挖掘一般是先使用少量的乳化炸藥進行定向爆破工作。之后再采用人工開挖的辦法，為了增強鐵塔基礎的穩固程度，采取的常規辦法是將地基挖成倒“Y”的形狀，之后再進行鐵塔的鋼筋立柱搭建，在構建好鐵塔的造型以后，開始往基礎坑中灌注混凝土，開始使用相關設備對坑中的混凝土漿進行均勻攪拌，以保證混凝土充分到達各個部位之中。巖石鑲嵌技術因為其成本低廉基礎扎實等一系列優點，在巖石地基當中的鐵塔建設上發揮了重要的作用。

3 鐵塔的抗顛覆性研究

3.1 輸電鐵塔基礎的自身特點

目前，通常依照鐵塔建設時材料自身的強度不同，把它分類成柔性、半剛性、剛性，其中柔性與半剛性的鐵塔基礎構建可以統稱為彈性。因為受到外力作用，輸電鐵塔會因為自己的剛性表現存在差異，也會對地基表現出不同的反應。當輸電鐵塔表現為剛性時，鐵塔受到外界作用力影響時將會繞著該作用力點產生剛性轉動。當輸電鐵塔是柔性構建時，基礎立柱可能會根據自身的柔性程度與基地土質狀況決定自身的抗顛覆性。

3.2 鐵塔的地基土質與周邊地基土質的特點

地基土質的特點會對輸電鐵塔的豎向穩定性產生影響，同時還可以左右輸電鐵塔地基的變形因素。輸電鐵塔在外力的作用之下，鐵塔的立柱周邊的體積會受到壓迫，導致輸電鐵塔立柱產生水平方向的位移與轉角。同時，因為力的作用有相互性，地基就會對輸電鐵塔立柱產生反作用力，導致輸電鐵塔立柱產生形變。

3.3 不同施工技術對輸電鐵塔的影響

在鐵塔建設過程當中，回填土的質量會對輸電鐵塔的地基產生極大影響，相關施工人員應加強針對措施。輸電鐵塔在外荷的影響之下，基礎建設的工作性能和地基的土質之間產生的互相作用力有很大的關系。若鐵塔受到外荷的影響不斷增加，變形的程度同樣也會逐漸增大，造成鐵塔的總體穩定性受到破壞。

4 結束語

在輸電的過程當中，輸電鐵塔對于輸電過程產生了舉足輕重的影響，一旦輸電鐵塔的地基發生了沉降，將會造成無法估量的嚴重災難。所以，在鐵塔的早期基礎建設的過程中，相關的施工人員需要根據不同的地基狀況選擇適合該地質狀況的基礎設計方式。這樣不但可以最大程度降低施工方的投資，而且還能有效縮短鐵塔的建設時間，同時適合鐵塔的基礎設計，還能有效增強鐵塔本身的穩定性。從而讓電力運輸工作可以更加安全平穩流暢的運行，為我國的社會主義建設作出最大的貢獻。

[1]彭藝全.110kV輸電線路設計關鍵點探討[J].科技與創新，2015（05）：150～151.

[2]張子富，楊文智，朱海濤.特高壓輸電線路桿塔基礎承載力可靠度分析[J].天津大學學報（自然科學與工程技術版），2015（S1）：142～146.

TM753

A

1004-7344（2016）05-0109-02

2015-2-5

李永（1988-），男，江西贛州人，大專，從事電力線路110kV及以上電壓等級輸電線路的運行維護、檢修、工程質量管理工作。