黨波

（福建永福工程顧問有限公司　福建　福州　350003）

濕陷性黃土地區(qū)架空輸電線路基礎(chǔ)選型及防護措施

黨波

（福建永福工程顧問有限公司福建福州350003）

針對濕陷性黃土地區(qū)架空輸電線路，按照不同濕陷等級及桿塔類型，提出基礎(chǔ)選型及防護措施建議。

濕陷性黃土；基礎(chǔ)選型及防護

引言

濕陷性黃土是指在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土，其中在上覆土的自重壓力下受水浸濕即發(fā)生顯著附加下沉的稱為自重濕陷性黃土。我國濕陷性黃土面積大、區(qū)域廣，輸電線路不可避免地會經(jīng)過此類地區(qū)，如何確保桿塔基礎(chǔ)不發(fā)生濕陷下沉進而影響線路安全運行，是必須要重視的問題。

1　濕陷性黃土的濕陷機理

導(dǎo)致濕陷性黃土沉陷的因素有兩個，即“壓力”和“受水浸濕”。黃土中的膠結(jié)微粒、碳酸鈣凝成的集粒及微粒碎屑礦物共同組成許多粒狀架空結(jié)構(gòu)和空隙，顆粒間的連接剛度和強度均較小，在外荷載作用下易發(fā)生變形和潰散。土體在浸水后軟化、溶解及顆粒之間連接的軟化破壞，削弱了土顆粒連接的總強度，使土顆粒分散，在壓力作用下，滑落到土體中的大、中空隙內(nèi)，土體結(jié)構(gòu)急速崩潰，造成濕陷。

2　濕陷等級劃分及桿塔分類

按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》，濕陷性等級劃分為Ⅰ～Ⅳ級，即輕微～很嚴(yán)重。擬建在濕陷性黃土場地上的建筑物，根據(jù)其重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，分為甲、乙、丙、丁四類。

考慮以上分類標(biāo)準(zhǔn)是以工業(yè)及民用建筑等剛性建筑物不出現(xiàn)影響正常使用的裂縫為基礎(chǔ)，而送電線路桿塔屬于大柔性的高聳結(jié)構(gòu)，比房屋建筑能承受更大的不均勻沉降。因此，按照《架空輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》附錄B，根據(jù)桿塔重要性及塔高、塔類型等，對照劃分為乙、丙、丁三類，即：大跨越、重要跨越塔及高塔（100m及以上）按乙類；Ⅲ、Ⅳ級自重濕陷性黃土地區(qū)的轉(zhuǎn)角塔和塔高50m及以上的懸垂型桿塔按丙類；塔高50m以下（不含水澆地）的懸垂型桿塔按丁類。

3　濕陷性黃土地基處理措施

考慮輸電線路具有塔位分散且互相獨立、交通運輸條件普遍較差等特點，應(yīng)根據(jù)實際情況并結(jié)合以往設(shè)計、運行經(jīng)驗，從安全性、經(jīng)濟性、施工方便性等方面綜合考慮，因地制宜地選擇基礎(chǔ)型式及防護措施等。

針對濕陷性黃土地基，目前較常采用的地基處理措施主要有墊層法、強夯法等，表1對其作用原理及對輸電線路的適用性進行比較分析。

表1　

通過以上分析，濕陷性黃土地區(qū)的輸電線路推薦采用灰土墊層（一般采用灰、土體積比為2：8）進行地基處理，滿足架空輸電線路僅需消除部分濕陷性的要求，且以往線路工程中此法已廣泛使用，有些已運行20～30年，未發(fā)生因黃土濕陷而導(dǎo)致的事故。

4　濕陷性黃土地區(qū)基礎(chǔ)選型

在濕陷性黃土地區(qū)，為了防止或減小濕陷，最重要的是對地基進行處理，而基礎(chǔ)則仍可采用常規(guī)基礎(chǔ)型式，但在施工時則要盡量避免破壞濕陷性黃土的原狀結(jié)構(gòu)。現(xiàn)對可采用的基礎(chǔ)型式及其一般特點進行對比分析如表2。

對于濕陷性黃土地質(zhì)，板式基礎(chǔ)經(jīng)濟性最優(yōu)且施工安全風(fēng)險小，對于地形平緩的塔位應(yīng)優(yōu)先采用。但對于丘陵、山地塔位，采用大開挖基礎(chǔ)對環(huán)境破壞大，尤其在干旱地區(qū)更為嚴(yán)重，而且大量施工余土置放不當(dāng)容易造成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害影響塔位邊坡穩(wěn)定。另外，大開挖基礎(chǔ)對基坑回填質(zhì)量要求高，回填土壓實不夠或散排水不到位更易導(dǎo)致積水以及滲入基底引起基礎(chǔ)下沉。

表2　

掏挖或挖孔樁基礎(chǔ)的基坑僅開挖基礎(chǔ)尺寸范圍內(nèi)的土方，開挖范圍小、對環(huán)境破壞小，且雨水滲入基底的可能性小，因此丘陵、山地的塔位應(yīng)優(yōu)先采用。

考慮濕陷性黃土橫向挖進時土體自立性很差，為保證作業(yè)人員安全，若采用掏挖基礎(chǔ)，一般需控制基礎(chǔ)擴頭的基底展開角不大于30°，進深不大于0.5m。另外，由于濕陷性黃土承載力特征值及寬度、埋深的承載力修正系數(shù)均較低，因此在基礎(chǔ)作用力較大時，掏挖基礎(chǔ)的尺寸多由下壓承載力控制，基礎(chǔ)尺寸較大，不具經(jīng)濟性。

挖孔樁基礎(chǔ)可充分發(fā)揮樁側(cè)摩阻力及樁端阻力，并且可考慮擴大頭對上拔、下壓承載力的有利作用，對于黃土地基效果顯著。但是考慮施工的可操作性，樁徑一般不小于1m，另外考慮按樁理論計算的適用性，樁長一般不小于6m。因此在基礎(chǔ)力較小的情況下，可能存在為滿足此最小尺寸要求，而造成基礎(chǔ)承載力遠(yuǎn)高于其承受荷載的情況，造成基礎(chǔ)材料浪費。

因此，丘陵、山地塔位應(yīng)根據(jù)地形及基礎(chǔ)作用力大小等進行比選。在基礎(chǔ)力較小時，考慮施工方便性采用掏挖基礎(chǔ)，基礎(chǔ)作用力較大或出露較高時，采用經(jīng)濟性更好的挖孔樁基礎(chǔ)。

5　基礎(chǔ)選型及防護措施建議

濕陷性黃土產(chǎn)生下沉的必要條件是受水浸濕，只要保證地基不受水浸濕，就不會產(chǎn)生顯著附加下沉。因此，對于濕陷較輕的情況，可不做地基處理，應(yīng)主要以防水為主，做好散排水措施。通常做法是根據(jù)雨水來源及水流方向，在塔位上方適當(dāng)位置設(shè)截水溝，將水流引向基礎(chǔ)保護范圍以外，并在基面做自然散水坡，保證不積水。

對于濕陷較為嚴(yán)重防水處理不能滿足要求時，可根據(jù)實際情況單獨采用某種或同時采用多種防護措施。根據(jù)《架空輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》附錄B的要求并結(jié)合以往工程經(jīng)驗，對于330kV及以上輸電線路工程，丙類建筑Ⅱ級及以下濕陷等級采用防水措施即可，Ⅱ級以上可按表3建議進行處理（220kV及以下輸電線路可酌情處理）。

表3　

另外，在塔位附近若存在水溝、水管等不利設(shè)施，尚應(yīng)采取水溝改道（遠(yuǎn)離基礎(chǔ)10m以上）、水管防滲漏處理等措施。

6　結(jié)束語

濕陷性黃土地區(qū)輸電線路基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)地基土的濕陷性等級、桿塔分類，且充分考慮塔位的地形及匯水情況等，因地制宜采用安全可靠、經(jīng)濟環(huán)保且施工方便的基礎(chǔ)型式及防護措施，確保線路安全運行。

TM75

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1673-0038（2015）22-0208-02

2015-5-15