新型基础在山区输电线路设计中的研究及应用 3页

2014年9月建材与装饰电力建设新型基础在山区输电线路设计中的研究及应用林锦（福建省电力勘测设计院福建省福州市350001）摘要：中国经济高速发展，对电力需求日益增长，加快电网建设势在必行，针对山区线路工程特点，结合正在建设的线路工程，选择典型的地质地貌条件，通过研究新型基础设计方案的可行性、合理性及稳定性，分析此类基础的应用范围并在山区线路工程中推广使用。关键词：新型基础；岩石基础；强风化岩石；原状土中图分类号：TM75文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）38-0099-03为进一步扩展新型原状土基础在山区线路工程中的应用，以该型基础的计算并无特殊之处，上部按斜柱基础计算方法计适应在电网建设新形势下对线路工程基础设计中减少塔基基面算，下部按桩基础计算方法计算。设计中的难点在于方形斜柱与开方、缩短工期、保护自然生态环境及降低工程总造价等要求，圆形挖孔桩变截面相连处的处理，为此，依据某特高压工程段典结合正在建设实际工程，对山区典型的地质地貌条件下，通过研型地质情况、采用SZ2713直线塔基础负荷，利用ANSYS有限元究基础设计方案的可行性、合理性及塔基的稳定性，在山区线路软件对其进行三维仿真模拟分析，主柱悬臂按3m计算。工程中推广使用新型基础。表1普通、斜柱人工挖孔桩基础经济性比较表项目斜柱截面桩直径（m）桩埋深（m）混凝土（m3）基础钢筋（kg）1基础型式选择的基本原则普通挖孔桩/2.0m12.5m55.674898（1）结合地区地形、地质特点及运输条件，充分发挥各种基础斜柱挖孔桩1.4m伊1.4m2.0m11.5m51.994575型式的优势；ANSYS有限元分析反映出了在方形和圆形截面连接处出现（2）在安全、可靠的前提下，基础型式选择做到经济、环保；了应力集中现象，并且应力集中的区域大小，在水平力合力的两（3）对特殊、不良地基条件，因地制宜选用特殊的基础型式和个角点上应力集中现象最为明显，内角点受局部压应力，外角点处理措施；局部受拉应力，钢筋配置时应注意这些特点。（4）注重施工的可操作性和质量的可控制性，考虑现实施工（2）钢结构塔脚架条件。塔脚架由上下塔座板和角钢绗架组成，具有节省材料、运输2新型基础方案研究及应用方便、缩短工期等优点，经采用了ANSYS通用有限元软件初步2.1大高差塔位基础优化处理方案分析，直线塔在高度不超过3m时，位移量可控制在5mm以内。由于山区线路地形复杂，部分地段塔位地形坡度在达40~表2是SZ2713塔型需加高3m时采用塔脚架和常规基础露高两60毅，传统的铁塔长短腿由于主斜材夹角的限制，一般最多只能满种方案的比较。足36毅左右的坡度，很明显不能满足工程需要，要避免上边坡大表2常规桩基础、采用塔脚架经济性比较表量开方带来的环境破坏，只能采用基础主柱加高的方法，造成额塔脚架钢材桩直径方案桩埋深（m）混凝土（m3）综合造价（万元）（kg）（m）外的基础直径增加，对资源的浪费明显。经分析可以采用以下优常规桩基础/2.0m12.5m55.679.7化处理方案，来避免塔位高边坡的开方，将对环境的影响减少到塔脚架+桩基础26002.0m11.0m51.999.2最低限度。（1）带斜柱桩基础方案该方案将基础主柱上部做成斜柱型式，有效减小了水平力的影响，从而减小了基础尺寸和材料耗量。缺点是顶部斜柱的支模和混凝土浇筑较为困难。图2塔脚架使用示意图图3塔脚架优化方案对于直线塔，由于垂直力、水平力均不是很大，采用单桩单柱塔架可以满足强度和刚度要求。但对于转角度数较大的转角塔，在塔腿根部存在相对较大的水平力，塔架会产生较大的侧向位移，影响塔架的整体承载力同时增加塔身应力。经分析研究，可采用斜塔架的形式优化解决。图1带斜柱桩基础应用图·99· 电力建设建材与装饰2014年9月斜塔架顶部形心和底部形心的连线不与地面垂直，塔架轴心通常沿着塔腿主材方向倾斜。该方案有效的结合了单柱塔架和混凝土斜柱的优点。2.2压力注浆锚杆基础岩石锚杆基础是采用锚杆钻机成孔，并通过水泥砂浆或细石混凝土在岩孔内的胶结，使锚筋与岩体结成整体的一种基础型式。它充分发挥了原状岩体的力学性能，具有良好的抗拔能力，避免了人凿和爆破作业对基础周围岩石基面、林木植被的损害。此种基础工艺先进，施工基面小，混凝土用量少，弃渣少，土石方图5变截面桩示意图图图6桩身弯矩应力分布规律图开方量少，缩短了工期，减少了对山区原始地貌的破坏，有利于围内的桩身侧面积得到提高，从而增大了L1范围内的桩侧摩阻植被及生态环境保护，在环保效益和经济效益上能体现出比目力，桩身整体抗拔承载力提高。前山区线路工程常用的掏挖式或斜柱式基础具有更明显的优（2）提高了桩的抗压承载力势。由于桩身上部L1范围内桩身直径由d增大到D，增加了该鉴于山区线路基岩以强风化破碎为主，对常规的锚杆基础进段的侧摩阻力；同时，由于变截面处的平面在桩体下压时将产生一步完善和优化：阻力作用，其抗压承载力中增加了变截面处的土阻力，因此，其（1）从锚杆应力分布和破坏过程来分析锚固长度，进而确定抗压承载力相对原桩有了较大的提高。锚杆设计长度，考虑山区线路的岩石完整性以及施工工艺，建议（3）提高了桩的抗倾覆承载力锚杆深度一般为3~5m。桩的抗倾覆承载力主要取决于桩周土体的抗力，而在桩周土（2）根据铁塔基础作用力的特点，优化锚杆的布置型式，岩石体性质不变的情况下，土体抗力取决于桩周截面的大小。变截面锚杆锚筋采取环形布置，使钢筋笼可以适应任何方向的弯矩，承桩在上部土体较松的位置增大了桩身截面积，从而有效增大了台则可以根据实际做成圆柱形或矩形。土锚杆的部分上拔和全桩周土体抗力，提高了桩的抗倾覆承载力。部下压都由上部承台承担，锚杆用来抵抗大部分上拔力，以减小（4）桩身强度结构更优化基础埋深，锚筋布置迁就承台的形状，布置成正方形。在浅部处桩身受力较大，随着深度的增大，桩身荷载逐渐减（3）为了克服岩石裂隙、杆体浇筑不均匀带来的质量隐患，在小。变截面桩提高了浅部荷载较大处的桩身直径，底部荷载较小群锚杆基础中心设置压力注浆孔。压力注浆可以填充注浆孔周处桩身直径相对较小，其结构型式符合桩身荷载的传递规律，有围的岩石裂隙，改善地基的力学性能；还可以填充锚杆体的不密利于节约桩身材料。实段，保证锚杆和岩体的良好粘结。压力注浆的影响范围可以达2.4空心筒桩基础到上10m，有效地改善了塔基承载能力。由于特高压工程基础作用力的增大，所使用桩基础最大直径图4为注浆完成后准备浇筑承台的锚杆基础。已达到3m，对于大直径、大埋深的掏挖、挖孔桩基础，考虑基础主柱钢筋均分布在外侧的特点，可以考虑在基础的一定埋深内将基础设计为用弃土作为填充物的空心筒桩基础，可在不显著降低基础承载力的条件下节省混凝土浇筑方量、间接减少材料运输工程量。同时，该基础可以在内部回填部分弃土，起到保护环境的作用。图4压力注浆锚杆基础2.3变截面人工挖孔桩变截面桩示意图如图5~6，桩身原直径为d，桩长为L，因提高承载力或者控制位移的需要，在桩上端L1范围内将桩身直径增加到D。图7空心筒桩基础施工示意图地基土一般具有从上至下逐渐密实的特性，这就导致浅部土层的承载力、侧摩阻力与土体抗力等均低于深部土层。变截面桩以SZ2712塔基础作用力进行经济比较，见表3。有针对性地对浅部土层范围内的桩身进行扩大加强，增大了浅表3普通桩基础和空心筒桩基础材料量和造价比较混凝土（m3）钢筋（t）造价（万元）部桩与土之间的作用面，起到提高桩基承载力的作用。增加上端塔型普通空心节省普通空心节省普通空心节省桩身直径的优点主要体现在以下几个方面：SZ271246.341.111.2%4.25.6-10.1%9.48.95.3%（1）提高了桩的抗拔承载力由于桩身上部L1范围内桩身直径由d增大到D，则相应范由表3可以看出，对于直线塔的情况，由于基础主柱的直径·100· 2014年9月建材与装饰电力建设10kV配网施工中易被忽视的安全隐患及如何规避王友军（国网武汉市东西湖区供电公司湖北武汉430040）摘要：受施工条件、施工设备等方面的制约，10kV配网施工过程存在许多不符合规范要求的现象，这不但会给配网的后期营运埋下隐患，还会造成设备故障并严重影响到运行安全，给正常供用电造成严重影响。所以，必须要在施工过程中严格把关，加强质量安全管理，将隐患扼杀在萌芽状态。本文主要探讨了10kV配网施工过程中存在的一些易被忽视的安全隐患，并有针对性地提出了一些措施来加以规避。关键词：10kV配网；施工；安全隐患；规避措施中图分类号：TM75文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）38-0101-0210kV配网服务于基层民众，其运行状况直接关系到广大人施工方需要结合地基的实际情况，来选择不同的开挖方法并民群众的切身利益，由于人们的居住地具有一定的分散性且地严格控制基坑的平面尺寸，使基底的承载力满足设计要求。形地貌具有多样性，这就要求配电网路必须要结合实际情况来1.1.1一般土坑的开挖选择架设方法，部分配网施工项目甚至没有完整的施工图纸，这在开挖一般土坑基础前，需要先将基面及其附近的杂物清扫就增加了施工难度。为了提高配网施工质量，就必须深入施工现干净，挖掘顺序需要由上而下，避免使用掏洞法。例如，当坑底面场以全面掌握情况、解决实际问题，尤其要注意施工中极易被忽积超过2m2时，可以使用人工同时挖掘的方法，但是挖掘人员不视的安全隐患，对此提高重视，严把质量关，使送电至千家万户得面对面或靠近工作。在向外抛土时，必须要防止坑边石块回落的线路安全可靠、经济合理，为人们的日常生产生活而服务。笔砸伤现象的发展，施工人员不得在坑内休息。在开挖基坑前，必者结合自身工作经验，分别从施工的多个环节介绍了存在的安须要全面掌握土壤的情况，要结合实际情况来合理调整边坡距全隐患，并有针对性地提出规避措施。离，这样能够避免坑壁坍塌现象的发生。在基坑开挖过程中，要1土建工程时刻关注土壤的变化情况，如果其湿度增大或发生松散，必须要铁塔基础不牢是10kV配网土建工程极易出现安全问题之采取措施来支撑坑壁。一，这是由于其施工环境比较复杂造成的，例如土质条件较差、1.1.2水坑的开挖坍塌较为严重、基坑难以开挖、材料运输不便、混凝土施工质量在开挖水坝或有泥的泥水坑时，需要注意水坑的渗水量，如难以控制等等。铁塔基础的牢靠性直接关系到整个配网工程的果渗水速度较慢，则使用人工淘水的方法，边挖边淘，挖到一定施工质量。所以在施工过程中，施工方必须要不断改进施工工深度时便及时组织浇筑；如果渗水速度较快，则使用抽水机械来艺、做好质量管控工作，提高铁塔基础的牢固可靠性。在铁塔基边抽水边开挖，抽水速度需要超过渗水速度，如果深坑超过础施工过程中，需要做好基坑开挖、混凝土浇筑及基坑回填这几1.5m，必须要使用挡土板，以防坑边出现坍塌伤人。个环节的工作，以此来为10kV配网工程奠定坚实的基础，具体1.1.3流砂坑的开挖措施如下所示：在基坑开挖过程中，如果流砂涌出不严重，那么可以使用大开挖的方法，直到能施工为止；如果流砂比较严重，那么可以使1.1做好基坑开挖工作和埋深均偏小，混凝土减少约11%，钢筋用量增加10.1%，总造价可靠、技术先进、经济合理、资源节约、环境友好、可持续发展。减少约5%，具有良好经济效益不明显。当基础作用力较大时，空心筒桩基础的经济性就更能能得到很好的体现。参考文献本基础施工的难度在于支护内模板，可采用可反复使用的充[1]《架空送电线路基础设计技术规定》（DL/T5219原2005）.气芯模实现。[2]李正民.土体抗拔性能的试验研究及其理论分析.高压输电线路学术讨由于空心筒桩基础的特点，所以本工程只推荐在常规基础主论会论文集.1981，8.柱直径大于2m、全高大于10m时使用。[3]国电电力建设研究所.华北地区输电线路岩石锚杆基础试验研究试验报告.2006.3结束语各种基础型式，都有自身的特点和优势，山区线路工程设计收稿日期：2014-9-6应结合地形、地质条件和基础荷载的特点，确定各种常用基础类作者简介：林锦（1981-），男，工程师，大学本科，主要从事输电线型对本包段的适用性。同时基础设计不能片面追求节省初期工路结构专业设计工作。程量，还需结合环境保护、植被恢复、水土保持等措施做到安全·101·