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电力工程架空输电线路杆塔基础设计(普及)

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  随着特高压输电线路在我国的不断发展,对线路的要求越来越高,此外输电线路经过各种不同土质条时,其塔基需要具有足够的强度和稳定性以满足各种电压等级不同杆塔的荷载要求。

  1.线路杆塔基础及存在的问题

  高压输电线路的基础即杆塔埋入地下部分,其作用是保证杆塔在运行中不发生下沉或受到外力作用时,不发生倾倒或变形。基础施工质量的好坏,对高压输电线路的安全运行关系极大。过去由于基础混凝

  土断裂,塔基下沉,滑坡、基础积水、冲刷、底拉卡盘安装不当等,而造成的杆塔倒塌事故屡见不鲜。目前我国架空输电线路塔杆基础工程在设计方面存在的问题如下:

  1)由风荷载引起的输电线路杆塔的破坏常给经济建设和人民的生活带来非常严重的影响,而且需要花费大量的资金和时间修复。据统计,在各类杆塔倒塌、导线断股等严重事故中,由风引起的占30%。因此,动力风荷载效应分析的正确性和合理性将关系到送输电线路杆塔的合理性

  2)在软土质地区,由于其杆塔基础设计不仅要满足一般杆塔基础

  设计要求,还应满足塔基沉降量、倾斜度等要求,因此软土质地区杆塔基础设计有其特殊性。软土质地区杆塔基础已成为输电线路建设中十分薄弱的环节,而塔基处理及基础型式选择与设计优化则是软土质地区输电线路工程迫切需要解决的重大课题。

  3)针对近些年比较突出的冰灾害导导致输电线路杆塔倒塌的情况,

  如何通过杆塔基础的优化和加固,增加其强度和稳定性,是需要进一步研究的问题。另外,我国架空输电线路塔基基础工程在设计方面除上述问题比较突出以外,还存在以下问题:在我国的东北和西北地区,由于冻土的冻胀使基础位置抬高,怎样处理冻土塔基成为重要课题;

  在近海区建造输变电线路,在海水中,基础抗腐蚀性的问题不可忽视。

  2.塔基的选型

  随着特高压电网的建设实施,电压等级不断提高,铁塔基础承受外力增大,基础立柱长度,基础体积及工程量也随之增加;据有关资料显示,输电线路基础工程工工期、运输量和费用分别占整个工程的50%、50%,和5~50%。为了减少铁塔基础混凝土及钢筋用量,缩短工工期,降低铁塔基础的建设费用,需要设计根据塔位不同的地质、地形及周边环境因地制宜选择基础型式,充分利用每个基础的优点,达到减少土石方,将工程对环境的影响减小到最小程度。目前,国内线路工程基础常用型式有掏挖基础、大开挖基础、灌注桩基础。实际工程经验显示,只要地质条件满足要求,应该优先采用掏挖类基础,当不满足时采用大开挖基础,最后考虑灌注桩基础。

  3.挖类基础

  掏挖基础是近年来在我国输电线路建设中广泛采用的一种基础型式,具有充分利用原状土的承载力、减少开挖量等优点。按该基础的形状大小进行掏挖土石方开挖量不大于混凝土浇灌的土石方填筑工程量。掏挖类基础可分为全套挖和半掏挖两种型式。当地表土不易成型时,采用半掏挖基础。这两种基础的最大特点是能够充分利用塔基原状土的力学性能,减少基础的侧向变形,提高基础的抗拔、抗倾覆承载能力。具有开挖土方最小,钢材用量少,节省模板,可缩短工周期,节省投资等优点。其缺点是对地质条件要求较高,对地下水位较高、地质破碎、基坑开挖难以成形的塔位不能适用;且掏挖基础底部挖有限,底板宽度不宜太大,在基础作用力较大,塔基承载力不高时使用。

  4.灌注桩基础

  随着我国交通基础设的快速发展,灌注桩作为一种基础形式以

  其适用性强、成本适中、工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其他工程领域。该型基础适用于地质条件恶劣的塔位,如地下水丰富,地下软塑层,淤泥质上层较厚的水田、河网等地,以及山体坡度

  较陡需主柱加高加大的杆塔位.工开挖量较少,工对环境的破坏小,能有效保护塔基周围的自然地貌。但是,其缺点是基坑开挖需要护壁,工要求高、难度大,基础混凝土土量大,综合造价高,需特殊检测手段

  5.大开挖基础

  对比掏挖基础,大开挖基础是指大范围的完全挖掘,大开挖基础型式较多,其按基础本体受力状态可分为刚性基础和柔性基础。

  刚性基础的工工艺简单,质量易于保证,基础埋深较浅,在抵抗上拔力时主要依靠自身重量。但由于基础混凝土用量较大,综合造价偏高,使用范围受到限制。

  6.塔基的处理

  常见塔基病害有崩塌、错落、滑坡、下陷、坍塌和坡面病害、基床病害等等。常用的塔基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法等

  2015年7月22日