王信

(云南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，昆明 650051)

0 前言

當(dāng)前，我國電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展，輸電線路走廊及其沿線的工程條件越來越復(fù)雜，輸電線路基礎(chǔ)工程建設(shè)中的環(huán)境保護(hù)問題越來越受到重視，云南山區(qū)地層情況覆蓋層以黏土為主，厚度0.5～2.0 m，覆蓋層下為強(qiáng)、中風(fēng)化巖石，巖石為灰?guī)r、玄武巖、砂巖、泥巖等。常用的輸電線路桿塔基礎(chǔ)可分為大開挖基礎(chǔ)、原狀土掏挖基礎(chǔ)、復(fù)合型基礎(chǔ)等，采用大開挖基礎(chǔ)，優(yōu)點(diǎn)為有成熟的設(shè)計(jì)理論和施工經(jīng)驗(yàn)，鐵塔對(duì)基礎(chǔ)主柱和底板的偏心彎矩較小，但土石方工程量較大，對(duì)自然環(huán)境有一定破壞，主柱露頭高度受限;采用原狀土掏挖基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)型式土石方量小，對(duì)地形和植被的破壞也小，能充分利用原狀土的特性，提高基礎(chǔ)抗拔承載力，減少基礎(chǔ)的側(cè)向變形。同時(shí)澆筑混凝土?xí)r不需支模，可縮短施工周期，降低施工費(fèi)用。但使用剪切法計(jì)算上拔時(shí)不能考慮巖石的抗剪強(qiáng)度，基礎(chǔ)體積偏大。

1 巖石嵌固式基礎(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn)

巖石基礎(chǔ)嵌固式基礎(chǔ)利用機(jī)械(或人工)在巖石地基中直接鉆(挖)成所需要的基坑，將鋼筋骨架和混凝土直接澆筑于巖石基坑內(nèi)而成。

1)優(yōu)點(diǎn):巖石嵌固式基礎(chǔ)型式充分利用了原狀土體和巖石良好的承載力、抗剪、抗拔等力學(xué)性能，在滿足設(shè)計(jì)荷載條件下，巖石嵌固式基礎(chǔ)的體積較常規(guī)基礎(chǔ)小。同時(shí)，在施工時(shí)過程中有著基礎(chǔ)土石方量和材料量小，無需支模、回填，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單，基本不破壞山體自然坡度等優(yōu)點(diǎn)。

2)缺點(diǎn):施工技術(shù)要求高，基礎(chǔ)成孔質(zhì)量難以保證。為保證基礎(chǔ)周圍的巖體結(jié)構(gòu)的整體性不被破壞，目前施工主要依靠人工開鑿，輔助采用小型風(fēng)鎬，開挖進(jìn)度往往不能滿足要求。

2 巖石嵌固基礎(chǔ)真型試驗(yàn)

選取220 kV 直線塔ZM243 作用力為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該種塔型最大上拔力為476.35 KN，水平力為56.47 KN。試驗(yàn)采用快速循環(huán)荷載法加載，每級(jí)增載速度為預(yù)計(jì)極限荷載的10%，每級(jí)荷載增載量維持時(shí)間為20 min～60 min，每級(jí)加載后和下一級(jí)加載前各讀一次;每級(jí)卸載速度為預(yù)計(jì)極限荷載的10%，卸載維持時(shí)間為達(dá)預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)荷載后每級(jí)卸量時(shí)間間隔20 min～60 min，每級(jí)卸載后和下一級(jí)卸載前各讀一次;加載時(shí)，先加水平荷載后，再加上拔荷載。

圖1、圖2 為基礎(chǔ)被施加水平荷載和上拔荷載后，荷載與位移的關(guān)系曲線

圖1 嵌固式錨樁基礎(chǔ)水平力荷載與水平位移Q－S 曲線

從圖1 中可以看出，當(dāng)水平荷載加載至設(shè)計(jì)水平荷載的220% (即安全系數(shù)K=2.2 時(shí))時(shí)，水平位移為2.503 mm，還未達(dá)到破壞荷載，但變形階段為彈塑性階段。該試驗(yàn)點(diǎn)的彈性變形階段為0～119.16 kN，臨界水平荷載為119.16 kN。所以該基礎(chǔ)水平荷載滿足輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。從圖2 中可以看出，加載上拔荷載至設(shè)計(jì)荷載的360% (即安全系數(shù)K=3.6 時(shí))時(shí)，上拔位移為9.675 mm，還未達(dá)到破壞荷載，變形階段為彈塑性階段。該試驗(yàn)點(diǎn)的彈性變形階段為0～1 429.05 kN，臨界上拔荷載為1 429.05 kN。所以該基礎(chǔ)上拔荷載滿足輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

圖2 嵌固式錨樁基礎(chǔ)上拔荷載與上拔位移Q－S 曲線

3 結(jié)束語

嵌固式錨樁基礎(chǔ)上拔試驗(yàn)全部結(jié)束時(shí)，各部位的測(cè)試結(jié)數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范要求。巖石嵌固式基礎(chǔ)在云南山區(qū)輸電線路工程中能滿足110 kV～220 kV 鐵塔承載力要求，同時(shí)具有安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn)，由于嵌固式錨樁基礎(chǔ)一般都用在較軟的巖石上，而這類巖體隨風(fēng)化程度的不同，其強(qiáng)度也有很大的不同，加上地表地層的厚度也會(huì)有較大的變化，設(shè)計(jì)荷載時(shí)，最好先做試驗(yàn)。如應(yīng)用參考試驗(yàn)參數(shù)時(shí)，須仔細(xì)比對(duì)其實(shí)驗(yàn)條件。由于巖土工程地質(zhì)條件的多樣性，加上輸電線路跨越區(qū)域大的特點(diǎn)，線路基礎(chǔ)沿線地質(zhì)條件相差很大，試驗(yàn)成果只是試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)與相應(yīng)的地質(zhì)條件下得到的，相近的地質(zhì)條件可以參考本研究成果，需大量試驗(yàn)才能適應(yīng)工程的需要。

［1］GB50007－2011.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［2］DL/T 5219－2005 架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］

［3］電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.國家電網(wǎng)公司東北電力設(shè)計(jì)院.2003 年.

［4］阮少林.輸電線路巖石基礎(chǔ)(承臺(tái)式群錨樁、嵌固式錨樁)實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告〔R〕.云南昆明.2013 年