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        試析巖石錨桿淺埋臺階基礎(chǔ)在110kV輸電線路中的設(shè)計及實踐

        2014-10-21 20:02:15應(yīng)文清
        山東工業(yè)技術(shù) 2014年24期
        關(guān)鍵詞:桿塔巖石錨桿

        摘 要:隨著110KV輸電線路規(guī)模的擴(kuò)大,對其設(shè)計工作提出了更高要求。特別是桿塔設(shè)計,直接關(guān)乎整體質(zhì)量,需采取正確的基礎(chǔ)形式。在此先簡單介紹了幾種常見的基礎(chǔ)形式,然后結(jié)合實際案例對巖石錨桿淺埋基礎(chǔ)形式的設(shè)計和應(yīng)用進(jìn)行了分析。

        關(guān)鍵詞:巖石錨桿;臺階式基礎(chǔ);110KV輸電線路

        0 引言

        目前的輸電線路多為架空線路,作為其基礎(chǔ)支撐,鐵塔設(shè)計顯得尤為重要。若鐵塔基礎(chǔ)不穩(wěn),在大風(fēng)大雨天氣傾斜或倒塌,勢必會影響到整個輸電線網(wǎng),進(jìn)而導(dǎo)致停電,甚至引發(fā)安全事故。因此對鐵塔基礎(chǔ)施工必須加強(qiáng)重視,精確計算合理設(shè)計,以保證鐵塔基礎(chǔ)的牢固。

        1 110KV輸電線路設(shè)計中的幾種常見桿塔基礎(chǔ)形式

        1.1 臺階式基礎(chǔ)

        屬于傳統(tǒng)的一種形式,主柱為直立式,底板剛性抗壓,不配鋼筋,長度和寬度一致,主要通過土體和混凝土重量抗拔。該基礎(chǔ)工藝簡便,容易掌握,且質(zhì)量較有保證。常用C10級混凝土做保護(hù)帽,子啊地下水位較高的桿塔工程中應(yīng)用最多。

        1.2 板式基礎(chǔ)

        底板配有鋼筋,由于不受剛性角限制,所以長度和寬度可以不同。該基礎(chǔ)埋深較淺,開挖工程量相對較少,施工比較簡單。通常應(yīng)用于地質(zhì)條件較差的工程,如地基承載力弱,或地下水有流砂現(xiàn)象出現(xiàn),挖掘深度有限,則宜選擇柔性大板基礎(chǔ)淺埋。

        1.3 插入式基礎(chǔ)

        與板式基礎(chǔ)不同的是,插入式基礎(chǔ)的主柱具有一定的傾斜角,采用角鋼斜插到底的形式,對提高抗拔穩(wěn)定性頗為有利,且能夠減少主筋使用量。因為主柱和塔腿主材保持著同樣的坡度,主材內(nèi)力能夠通過主柱軸線直接傳到底板,使得底板偏心彎矩大大減少。該基礎(chǔ)的應(yīng)用范圍較廣。

        2 巖石錨桿淺埋臺階基礎(chǔ)在110kV輸電線路中的設(shè)計

        2.1 實際案例

        某段110KV輸電線路長3.2Km,經(jīng)過大片水田,架空線路設(shè)計有9座桿塔。從地質(zhì)勘察結(jié)果中發(fā)現(xiàn),地下水位為0.4—0.5m,土質(zhì)從上而下以可塑粘土和完整微風(fēng)化灰?guī)r為主。經(jīng)分析比較,在桿塔基礎(chǔ)施工中采用臺階式基礎(chǔ)較為方便,但就現(xiàn)場而言,硬質(zhì)灰?guī)r較多,地基承載力強(qiáng),能夠承受桿塔壓力。但為了提高基礎(chǔ)抗拔水平,還需作進(jìn)一步考慮。

        2.2 巖石錨桿

        在輸電線路施工中需用到許多機(jī)械設(shè)備,雖然性能不斷改進(jìn),但隨著施工條件日益復(fù)雜,這些機(jī)械設(shè)備的外形體積并未減小,以至于出現(xiàn)運(yùn)輸困難。巖石錨桿的應(yīng)用則能解決這些問題,在減少勞動量、節(jié)約成本的同時,對環(huán)境污染也比較少。

        2.3 設(shè)計計算工作

        因為該工程采用的是巖石錨桿淺埋基礎(chǔ)形式,結(jié)合其自身特點考慮,只需考慮分析上拔穩(wěn)定性即可,而錨桿是提供抗拔力之源,所以主要以錨桿為計算對象。

        首先是單根錨桿受到的上拔力Ti,其計算公式為:Ti = (T - Qf)/n + Mx×Yi/ΣYi2 +My×Xi/ΣXi2 。此式中,Ti為單根錨桿實際受力,T為基礎(chǔ)上拔力設(shè)計值,Qf為基礎(chǔ)自重,n為錨桿的總數(shù)量。Xi和Yi分別為錨桿i到通過群桿重心的Y軸和X軸的距離,Mx和My分別為Px和Py對通過群桿重心的Y軸和X軸的力矩。

        其次是單根錨桿巖石的抗剪力,也有相應(yīng)的要求,至少要滿足下面的不等式:π×h0×τs×(D+h0)≥γf×Ti。其中,h0為錨桿的有效錨固長度,τs為巖石等代極限剪切強(qiáng)度,D為鋪孔直徑,γf為基礎(chǔ)附加分項系數(shù),直線塔和耐張塔較為常用,分別取值1.1和1.6,按照行業(yè)規(guī)定取值。

        而群錨桿巖石的抗剪力要滿足以下公式:π×h0×τs×(c+h0)+Qf ≥ γf×T,其中c表示群錨桿的外切直徑。

        然后就是錨桿和砂漿之間的粘結(jié)力,計算時務(wù)必要滿足以下要求:π×h0×d×τa ≥ γf×Ti。其中,τa為鋼筋一砂漿或細(xì)石混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度,若混凝土強(qiáng)度為C30,則要保證期其粘結(jié)強(qiáng)度為3000KPa。最后是砂漿和巖石之間的粘結(jié)力,應(yīng)滿足下式要求:π×h0×D×≥ γf×Ti。其中,D為錨孔直徑,τb 表示的是砂漿與巖石之間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值。

        3 巖石錨桿淺埋臺階基礎(chǔ)在110kV輸電線路中的實踐

        3.1 準(zhǔn)備階段

        主要是抄平和墊層施工工作。 為了使基礎(chǔ)底面標(biāo)高符合設(shè)計要求,施工基礎(chǔ)前應(yīng)在基面上定出基礎(chǔ)底面標(biāo)高。為了保護(hù)基礎(chǔ)的鋼筋,施工基礎(chǔ)前應(yīng)在基面上澆筑C10的細(xì)石砼墊層。

        3.2 鋼筋工作

        按鋼筋位置線布放基礎(chǔ)鋼筋。放線時,根據(jù)施工圖紙要求,在墊層表面上彈出鋼筋位置線。其次是施工工藝,在基礎(chǔ)墊層上彈出底板鋼筋位置線→鋼筋半成品運(yùn)輸?shù)轿弧挤配摻?→鋼筋綁扎、驗收。

        3.3 支模

        根據(jù)基礎(chǔ)施工圖樣的尺寸制作每一階梯模板,支模順序由下至上逐層向上安裝。

        3.4 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

        澆筑與振搗混凝土?xí)r不應(yīng)發(fā)生初凝和離析現(xiàn)象,其塌落度必須符合相關(guān)的規(guī)定。 在澆筑應(yīng)經(jīng)常觀察模板、鋼筋、預(yù)留孔洞、預(yù)埋件和插筋等有無移動、變形或堵塞情況,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即處理,并應(yīng)在已澆筑的混凝土初凝前修正完好。凝土澆筑完畢后,根據(jù)有關(guān)規(guī)定,應(yīng)按施工技術(shù)方案及時采取有效的養(yǎng)護(hù)措施。

        3.5 拆模

        拆模順序一般是先支后拆,后支先拆,先拆除側(cè)模板,后拆除底模板。重大復(fù)雜模板的拆除,事前應(yīng)制定拆模方案。模板的拆除日期取決于混凝土的強(qiáng)度、模板的用途、結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、混凝土硬化時的氣溫等因素。

        4 結(jié)束語

        隨著用電需求的增加,輸電線路覆蓋面積越來越廣,電網(wǎng)日益復(fù)雜,設(shè)計工作顯得尤為重要。稍有不合理之處,就可能會影響整個電力系統(tǒng)。桿塔設(shè)計施工是一項重要內(nèi)容,巖石錨桿淺埋臺階基礎(chǔ)形式在質(zhì)量、成本和工藝上都比較具有優(yōu)勢,應(yīng)合理應(yīng)用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]喬銘,欒凱旋,齊軍,滕世勇.克-廟 110KV線路巖石錨桿基礎(chǔ)的原體試驗及應(yīng)用[J].新疆電力技術(shù),2007,24(01):126-127.

        [2]胡宗林.110KV輸電線路施工分析[J].民營科技,2012,25(01):160-162.

        作者簡歷:應(yīng)文清(1964—),男,福建南平人,助工,研究方向:輸電線路。

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