高新杰

摘 要：根據(jù)輸電線路地質(zhì)和桿塔基礎(chǔ)受力的特點，以降低造價、保護環(huán)境、方便施工、安全運行為目的，討論了基礎(chǔ)選型、優(yōu)化對比分析和特殊地基處理。

關(guān)鍵詞：桿塔基礎(chǔ)；工程投資；輸電線路；地基處理

中圖分類號：TM753 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0055-02

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路的重要組成部分，選擇合理的基礎(chǔ)型式、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計，不僅可以降低工程投資，而且對環(huán)境保護、線路的安全運行和維護也是至關(guān)重要的。

1 基礎(chǔ)工程的現(xiàn)狀和問題

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路的重要組成部分，它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重。隨著電壓等級的升高，桿塔基礎(chǔ)在整個線路造價中的比例也逐漸升高。

2 工程地質(zhì)

國內(nèi)線路的沿線地貌類型主要為平地、丘陵、山地和高山，局部有河網(wǎng)、泥沼，在沖積平原地區(qū)還應(yīng)考慮地下水的影響。

3 基礎(chǔ)選型

3.1 基礎(chǔ)選型的原則

常規(guī)輸電線路的基礎(chǔ)設(shè)計原則可將《110～750 kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB 50545—2010）和《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》（DL/T 5219—2005）的設(shè)計要求作為主要依據(jù)，并依照已建輸電線路的設(shè)計經(jīng)驗，采用荷載的設(shè)計值計算基礎(chǔ)穩(wěn)定、基礎(chǔ)承載力、基礎(chǔ)配筋；采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計算地基的沉降、基礎(chǔ)的位移和裂縫。

3.2 重要性系數(shù)的選取

架空送電線路設(shè)計的首要任務(wù)是確保其運行的可靠性?；A(chǔ)設(shè)計原則必須和桿塔設(shè)計原則相結(jié)合，按現(xiàn)行規(guī)范取值后不再單獨考慮重要性系數(shù)。

3.3 基礎(chǔ)方案選擇的意義

基礎(chǔ)方案選擇的意義有：①控制工程造價的要求；②線路安全運行的需要；③環(huán)境保護的要求。

3.4 基礎(chǔ)型式簡介和工程特性

根據(jù)基礎(chǔ)選型的原則，并結(jié)合典型的地質(zhì)情況，提出了以下基礎(chǔ)選型的結(jié)論：①在黏性土山區(qū)，作用力較小的Ⅰ，Ⅱ型直線塔優(yōu)先采用掏挖基礎(chǔ)，大檔距直線塔、轉(zhuǎn)角塔優(yōu)先采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，僅在少數(shù)地基土直立性較差、無法掏挖成型的塔位采用斜柱板式基礎(chǔ)等開挖類基礎(chǔ)。②對于石灰?guī)r山區(qū)中微風(fēng)化和中等風(fēng)化的巖石地基，主要采用巖石錨桿基礎(chǔ)。③河網(wǎng)、泥沼地區(qū)主要采用灌注樁基礎(chǔ)、旋錨基礎(chǔ)、復(fù)合式沉井基礎(chǔ)，還應(yīng)根據(jù)塔位的地質(zhì)特點和基礎(chǔ)的技術(shù)、經(jīng)濟比較結(jié)果來選擇其他的基礎(chǔ)型式。

4 基礎(chǔ)型式的優(yōu)化

4.1 原狀土基礎(chǔ)的優(yōu)化

原狀土基礎(chǔ)主要包括掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)。它們以天然土構(gòu)成的抗拔土體保持基礎(chǔ)的上拔穩(wěn)定，能充分發(fā)揮原狀土的特性，具有良好的抗拔能力和較大的橫向承載力。

4.1.1 基礎(chǔ)作業(yè)方式的選擇

在材料用量接近的情況下，斜掏挖基礎(chǔ)的偏心值最大，其次為插入角鋼，地腳螺栓的偏心值最小。偏心值的大小反映了可以有效減小基底附加彎矩的程度。在壓力相同的情況下，斜掏挖基礎(chǔ)對地基的承載力要求最低。具體選擇情況如下：①山區(qū)中無法采用插入角鋼的掏挖基礎(chǔ)時，可采用地腳螺栓偏心直柱掏挖基礎(chǔ)；②當(dāng)上部土體直立性較好、不易坍塌時可考慮斜掏挖基礎(chǔ)；③地勢平坦、施工方便的地區(qū)可考慮采用斜插直柱式基礎(chǔ)。

4.1.2 基礎(chǔ)埋深和主柱直徑的優(yōu)化

在基礎(chǔ)的計算過程中，如果在基礎(chǔ)荷載和地質(zhì)條件相同的情況下，基礎(chǔ)埋深與主柱直徑會相互影響，將導(dǎo)致預(yù)計材料用量與實際工程造價的差異較大。

當(dāng)設(shè)計埋深小于最佳埋深時，基礎(chǔ)主要受上拔工況控制；當(dāng)設(shè)計埋深大于最佳埋深時，基礎(chǔ)主要受樁側(cè)土承載力或下壓工況控制；當(dāng)設(shè)計埋深等于最佳埋深時，基礎(chǔ)在滿足上拔和下壓穩(wěn)定的同時，在水平力的作用下，樁側(cè)土的壓應(yīng)力也剛好等于地基的承載能力，此時為最佳受力狀態(tài)。

因此，基礎(chǔ)的埋深優(yōu)化需結(jié)合地基承載力，使埋深與基礎(chǔ)直徑相匹配，以使基礎(chǔ)達到最佳埋深時的受力狀態(tài)，這樣的基礎(chǔ)最為經(jīng)濟、合理。

4.1.3 掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)的分析比較

在基礎(chǔ)作用力較小的情況下，原狀土基礎(chǔ)按掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)理論分別進行設(shè)計，材料用量的差別并不大。其中，掏挖基礎(chǔ)的施工費用較低，所以采用掏挖基礎(chǔ)較為經(jīng)濟，但隨著基礎(chǔ)作用力的增大，因計算理論的模型和計算理論的差異，特別是水平力的增大，再加上掏挖基礎(chǔ)側(cè)向支撐作用有限，導(dǎo)致地基承載力難以滿足設(shè)計的要求。而基礎(chǔ)的上拔工況余度往往很大，使用的材料量增加較多。

4.2 開挖類基礎(chǔ)的優(yōu)化

開挖類基礎(chǔ)的優(yōu)化包括以下四個方面：①直線塔采用斜柱板式基礎(chǔ)較直柱板式基礎(chǔ)來說，可降低混凝土用量的4%～10%，降低鋼材用量的25%～30%，其經(jīng)濟效益顯著。②建議對不易掏挖成型的直線塔優(yōu)先采用斜柱板式基礎(chǔ)，無法采用斜柱時，可考慮采用直柱地腳螺栓偏心的方式處理。③對于大作用力耐張塔基礎(chǔ)，如果采用板式基礎(chǔ)時，可優(yōu)先考慮等截面斜柱基礎(chǔ)；如果選擇直柱板式基礎(chǔ)時，建議采用主柱偏心直柱基礎(chǔ)，以節(jié)省材料用量，降低造價。④當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時，應(yīng)盡可能地增大埋深，從而有效減小基礎(chǔ)底板的尺寸，以節(jié)省材料用量，降低造價。

5 特殊地基的處理措施

對于規(guī)模較小的滑坡，建議在定位階段采用塔位避讓措施；對于經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較后無法避讓的滑坡，可以采取相應(yīng)的處理措施；對于塔位附近的高陡邊坡，建議在定位階段采用塔位避讓措施，否則就應(yīng)對其進行加固和清理處理。

摘 要：根據(jù)輸電線路地質(zhì)和桿塔基礎(chǔ)受力的特點，以降低造價、保護環(huán)境、方便施工、安全運行為目的，討論了基礎(chǔ)選型、優(yōu)化對比分析和特殊地基處理。

關(guān)鍵詞：桿塔基礎(chǔ)；工程投資；輸電線路；地基處理

中圖分類號：TM753 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0055-02

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路的重要組成部分，選擇合理的基礎(chǔ)型式、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計，不僅可以降低工程投資，而且對環(huán)境保護、線路的安全運行和維護也是至關(guān)重要的。

1 基礎(chǔ)工程的現(xiàn)狀和問題

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路的重要組成部分，它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重。隨著電壓等級的升高，桿塔基礎(chǔ)在整個線路造價中的比例也逐漸升高。

2 工程地質(zhì)

國內(nèi)線路的沿線地貌類型主要為平地、丘陵、山地和高山，局部有河網(wǎng)、泥沼，在沖積平原地區(qū)還應(yīng)考慮地下水的影響。

3 基礎(chǔ)選型

3.1 基礎(chǔ)選型的原則

常規(guī)輸電線路的基礎(chǔ)設(shè)計原則可將《110～750 kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB 50545—2010）和《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》（DL/T 5219—2005）的設(shè)計要求作為主要依據(jù)，并依照已建輸電線路的設(shè)計經(jīng)驗，采用荷載的設(shè)計值計算基礎(chǔ)穩(wěn)定、基礎(chǔ)承載力、基礎(chǔ)配筋；采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計算地基的沉降、基礎(chǔ)的位移和裂縫。

3.2 重要性系數(shù)的選取

架空送電線路設(shè)計的首要任務(wù)是確保其運行的可靠性。基礎(chǔ)設(shè)計原則必須和桿塔設(shè)計原則相結(jié)合，按現(xiàn)行規(guī)范取值后不再單獨考慮重要性系數(shù)。

3.3 基礎(chǔ)方案選擇的意義

基礎(chǔ)方案選擇的意義有：①控制工程造價的要求；②線路安全運行的需要；③環(huán)境保護的要求。

3.4 基礎(chǔ)型式簡介和工程特性

根據(jù)基礎(chǔ)選型的原則，并結(jié)合典型的地質(zhì)情況，提出了以下基礎(chǔ)選型的結(jié)論：①在黏性土山區(qū)，作用力較小的Ⅰ，Ⅱ型直線塔優(yōu)先采用掏挖基礎(chǔ)，大檔距直線塔、轉(zhuǎn)角塔優(yōu)先采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，僅在少數(shù)地基土直立性較差、無法掏挖成型的塔位采用斜柱板式基礎(chǔ)等開挖類基礎(chǔ)。②對于石灰?guī)r山區(qū)中微風(fēng)化和中等風(fēng)化的巖石地基，主要采用巖石錨桿基礎(chǔ)。③河網(wǎng)、泥沼地區(qū)主要采用灌注樁基礎(chǔ)、旋錨基礎(chǔ)、復(fù)合式沉井基礎(chǔ)，還應(yīng)根據(jù)塔位的地質(zhì)特點和基礎(chǔ)的技術(shù)、經(jīng)濟比較結(jié)果來選擇其他的基礎(chǔ)型式。

4 基礎(chǔ)型式的優(yōu)化

4.1 原狀土基礎(chǔ)的優(yōu)化

原狀土基礎(chǔ)主要包括掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)。它們以天然土構(gòu)成的抗拔土體保持基礎(chǔ)的上拔穩(wěn)定，能充分發(fā)揮原狀土的特性，具有良好的抗拔能力和較大的橫向承載力。

4.1.1 基礎(chǔ)作業(yè)方式的選擇

在材料用量接近的情況下，斜掏挖基礎(chǔ)的偏心值最大，其次為插入角鋼，地腳螺栓的偏心值最小。偏心值的大小反映了可以有效減小基底附加彎矩的程度。在壓力相同的情況下，斜掏挖基礎(chǔ)對地基的承載力要求最低。具體選擇情況如下：①山區(qū)中無法采用插入角鋼的掏挖基礎(chǔ)時，可采用地腳螺栓偏心直柱掏挖基礎(chǔ)；②當(dāng)上部土體直立性較好、不易坍塌時可考慮斜掏挖基礎(chǔ)；③地勢平坦、施工方便的地區(qū)可考慮采用斜插直柱式基礎(chǔ)。

4.1.2 基礎(chǔ)埋深和主柱直徑的優(yōu)化

在基礎(chǔ)的計算過程中，如果在基礎(chǔ)荷載和地質(zhì)條件相同的情況下，基礎(chǔ)埋深與主柱直徑會相互影響，將導(dǎo)致預(yù)計材料用量與實際工程造價的差異較大。

當(dāng)設(shè)計埋深小于最佳埋深時，基礎(chǔ)主要受上拔工況控制；當(dāng)設(shè)計埋深大于最佳埋深時，基礎(chǔ)主要受樁側(cè)土承載力或下壓工況控制；當(dāng)設(shè)計埋深等于最佳埋深時，基礎(chǔ)在滿足上拔和下壓穩(wěn)定的同時，在水平力的作用下，樁側(cè)土的壓應(yīng)力也剛好等于地基的承載能力，此時為最佳受力狀態(tài)。

因此，基礎(chǔ)的埋深優(yōu)化需結(jié)合地基承載力，使埋深與基礎(chǔ)直徑相匹配，以使基礎(chǔ)達到最佳埋深時的受力狀態(tài)，這樣的基礎(chǔ)最為經(jīng)濟、合理。

4.1.3 掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)的分析比較

在基礎(chǔ)作用力較小的情況下，原狀土基礎(chǔ)按掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)理論分別進行設(shè)計，材料用量的差別并不大。其中，掏挖基礎(chǔ)的施工費用較低，所以采用掏挖基礎(chǔ)較為經(jīng)濟，但隨著基礎(chǔ)作用力的增大，因計算理論的模型和計算理論的差異，特別是水平力的增大，再加上掏挖基礎(chǔ)側(cè)向支撐作用有限，導(dǎo)致地基承載力難以滿足設(shè)計的要求。而基礎(chǔ)的上拔工況余度往往很大，使用的材料量增加較多。

4.2 開挖類基礎(chǔ)的優(yōu)化

開挖類基礎(chǔ)的優(yōu)化包括以下四個方面：①直線塔采用斜柱板式基礎(chǔ)較直柱板式基礎(chǔ)來說，可降低混凝土用量的4%～10%，降低鋼材用量的25%～30%，其經(jīng)濟效益顯著。②建議對不易掏挖成型的直線塔優(yōu)先采用斜柱板式基礎(chǔ)，無法采用斜柱時，可考慮采用直柱地腳螺栓偏心的方式處理。③對于大作用力耐張塔基礎(chǔ)，如果采用板式基礎(chǔ)時，可優(yōu)先考慮等截面斜柱基礎(chǔ)；如果選擇直柱板式基礎(chǔ)時，建議采用主柱偏心直柱基礎(chǔ)，以節(jié)省材料用量，降低造價。④當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時，應(yīng)盡可能地增大埋深，從而有效減小基礎(chǔ)底板的尺寸，以節(jié)省材料用量，降低造價。

5 特殊地基的處理措施

對于規(guī)模較小的滑坡，建議在定位階段采用塔位避讓措施；對于經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較后無法避讓的滑坡，可以采取相應(yīng)的處理措施；對于塔位附近的高陡邊坡，建議在定位階段采用塔位避讓措施，否則就應(yīng)對其進行加固和清理處理。

摘 要：根據(jù)輸電線路地質(zhì)和桿塔基礎(chǔ)受力的特點，以降低造價、保護環(huán)境、方便施工、安全運行為目的，討論了基礎(chǔ)選型、優(yōu)化對比分析和特殊地基處理。

關(guān)鍵詞：桿塔基礎(chǔ)；工程投資；輸電線路；地基處理

中圖分類號：TM753 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0055-02

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路的重要組成部分，選擇合理的基礎(chǔ)型式、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計，不僅可以降低工程投資，而且對環(huán)境保護、線路的安全運行和維護也是至關(guān)重要的。

1 基礎(chǔ)工程的現(xiàn)狀和問題

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路的重要組成部分，它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重。隨著電壓等級的升高，桿塔基礎(chǔ)在整個線路造價中的比例也逐漸升高。

2 工程地質(zhì)

國內(nèi)線路的沿線地貌類型主要為平地、丘陵、山地和高山，局部有河網(wǎng)、泥沼，在沖積平原地區(qū)還應(yīng)考慮地下水的影響。

3 基礎(chǔ)選型

3.1 基礎(chǔ)選型的原則

常規(guī)輸電線路的基礎(chǔ)設(shè)計原則可將《110～750 kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB 50545—2010）和《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》（DL/T 5219—2005）的設(shè)計要求作為主要依據(jù)，并依照已建輸電線路的設(shè)計經(jīng)驗，采用荷載的設(shè)計值計算基礎(chǔ)穩(wěn)定、基礎(chǔ)承載力、基礎(chǔ)配筋；采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計算地基的沉降、基礎(chǔ)的位移和裂縫。

3.2 重要性系數(shù)的選取

架空送電線路設(shè)計的首要任務(wù)是確保其運行的可靠性?；A(chǔ)設(shè)計原則必須和桿塔設(shè)計原則相結(jié)合，按現(xiàn)行規(guī)范取值后不再單獨考慮重要性系數(shù)。

3.3 基礎(chǔ)方案選擇的意義

基礎(chǔ)方案選擇的意義有：①控制工程造價的要求；②線路安全運行的需要；③環(huán)境保護的要求。

3.4 基礎(chǔ)型式簡介和工程特性

根據(jù)基礎(chǔ)選型的原則，并結(jié)合典型的地質(zhì)情況，提出了以下基礎(chǔ)選型的結(jié)論：①在黏性土山區(qū)，作用力較小的Ⅰ，Ⅱ型直線塔優(yōu)先采用掏挖基礎(chǔ)，大檔距直線塔、轉(zhuǎn)角塔優(yōu)先采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，僅在少數(shù)地基土直立性較差、無法掏挖成型的塔位采用斜柱板式基礎(chǔ)等開挖類基礎(chǔ)。②對于石灰?guī)r山區(qū)中微風(fēng)化和中等風(fēng)化的巖石地基，主要采用巖石錨桿基礎(chǔ)。③河網(wǎng)、泥沼地區(qū)主要采用灌注樁基礎(chǔ)、旋錨基礎(chǔ)、復(fù)合式沉井基礎(chǔ)，還應(yīng)根據(jù)塔位的地質(zhì)特點和基礎(chǔ)的技術(shù)、經(jīng)濟比較結(jié)果來選擇其他的基礎(chǔ)型式。

4 基礎(chǔ)型式的優(yōu)化

4.1 原狀土基礎(chǔ)的優(yōu)化

原狀土基礎(chǔ)主要包括掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)。它們以天然土構(gòu)成的抗拔土體保持基礎(chǔ)的上拔穩(wěn)定，能充分發(fā)揮原狀土的特性，具有良好的抗拔能力和較大的橫向承載力。

4.1.1 基礎(chǔ)作業(yè)方式的選擇

在材料用量接近的情況下，斜掏挖基礎(chǔ)的偏心值最大，其次為插入角鋼，地腳螺栓的偏心值最小。偏心值的大小反映了可以有效減小基底附加彎矩的程度。在壓力相同的情況下，斜掏挖基礎(chǔ)對地基的承載力要求最低。具體選擇情況如下：①山區(qū)中無法采用插入角鋼的掏挖基礎(chǔ)時，可采用地腳螺栓偏心直柱掏挖基礎(chǔ)；②當(dāng)上部土體直立性較好、不易坍塌時可考慮斜掏挖基礎(chǔ)；③地勢平坦、施工方便的地區(qū)可考慮采用斜插直柱式基礎(chǔ)。

4.1.2 基礎(chǔ)埋深和主柱直徑的優(yōu)化

在基礎(chǔ)的計算過程中，如果在基礎(chǔ)荷載和地質(zhì)條件相同的情況下，基礎(chǔ)埋深與主柱直徑會相互影響，將導(dǎo)致預(yù)計材料用量與實際工程造價的差異較大。

當(dāng)設(shè)計埋深小于最佳埋深時，基礎(chǔ)主要受上拔工況控制；當(dāng)設(shè)計埋深大于最佳埋深時，基礎(chǔ)主要受樁側(cè)土承載力或下壓工況控制；當(dāng)設(shè)計埋深等于最佳埋深時，基礎(chǔ)在滿足上拔和下壓穩(wěn)定的同時，在水平力的作用下，樁側(cè)土的壓應(yīng)力也剛好等于地基的承載能力，此時為最佳受力狀態(tài)。

因此，基礎(chǔ)的埋深優(yōu)化需結(jié)合地基承載力，使埋深與基礎(chǔ)直徑相匹配，以使基礎(chǔ)達到最佳埋深時的受力狀態(tài)，這樣的基礎(chǔ)最為經(jīng)濟、合理。

4.1.3 掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)的分析比較

在基礎(chǔ)作用力較小的情況下，原狀土基礎(chǔ)按掏挖基礎(chǔ)和挖孔樁基礎(chǔ)理論分別進行設(shè)計，材料用量的差別并不大。其中，掏挖基礎(chǔ)的施工費用較低，所以采用掏挖基礎(chǔ)較為經(jīng)濟，但隨著基礎(chǔ)作用力的增大，因計算理論的模型和計算理論的差異，特別是水平力的增大，再加上掏挖基礎(chǔ)側(cè)向支撐作用有限，導(dǎo)致地基承載力難以滿足設(shè)計的要求。而基礎(chǔ)的上拔工況余度往往很大，使用的材料量增加較多。

4.2 開挖類基礎(chǔ)的優(yōu)化

開挖類基礎(chǔ)的優(yōu)化包括以下四個方面：①直線塔采用斜柱板式基礎(chǔ)較直柱板式基礎(chǔ)來說，可降低混凝土用量的4%～10%，降低鋼材用量的25%～30%，其經(jīng)濟效益顯著。②建議對不易掏挖成型的直線塔優(yōu)先采用斜柱板式基礎(chǔ)，無法采用斜柱時，可考慮采用直柱地腳螺栓偏心的方式處理。③對于大作用力耐張塔基礎(chǔ)，如果采用板式基礎(chǔ)時，可優(yōu)先考慮等截面斜柱基礎(chǔ)；如果選擇直柱板式基礎(chǔ)時，建議采用主柱偏心直柱基礎(chǔ)，以節(jié)省材料用量，降低造價。④當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時，應(yīng)盡可能地增大埋深，從而有效減小基礎(chǔ)底板的尺寸，以節(jié)省材料用量，降低造價。

5 特殊地基的處理措施

對于規(guī)模較小的滑坡，建議在定位階段采用塔位避讓措施；對于經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較后無法避讓的滑坡，可以采取相應(yīng)的處理措施；對于塔位附近的高陡邊坡，建議在定位階段采用塔位避讓措施，否則就應(yīng)對其進行加固和清理處理。