送电线路基础设计规程文档格式.docx
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B--正方形基础底板的边长;
Qf--基础自重力;
γ0--土的计算容重;
C--土的凝聚力;
φ--土的内摩阻角;
α--回填上的计算上拔角;
β--回填上的计算等代内摩阻角;
R--修正后地基土的容许承载应力;
Rs--允许地基内出现局部塑性变形的容许承载应力;
[R]--地基土的基本容许承载应力;
Ru--爆扩桩大端处上拔土的极限承载应力;
[Rd]--爆扩桩等效下压容许承载应力;
τp--钻孔(灌注)桩基础受压时,桩身与周围土的极限摩阻力;
τa--钢筋与砂浆或细石混凝土的计算极限粘结强度;
τb--砂浆或细石混凝土与岩石的计算极限粘结强度;
τs--岩石等代极限剪切强度;
G0--基础底板正上方土的重力;
M--作用于基础底板底面上的弯矩;
A--基础底面面积;
S0--作用于倾覆类基础上部的水平力;
b0--倾覆类基础侧面的宽度或直径。
1总则
1.1本规定以现行《架空送电线路设计技术规程》SDJ3-79(以下简称《SDJ3-79》)为依据进行编
制。
适用于新建35~330kV架空送电线路基础的设计。
1.2杆塔基础的型式,应根据线路的地形、施工条件、地质特点和杆塔形式,并根据节约混凝土量,
降低造价的原则综合考虑确定。
1.3基础的基本型式,一般采用如下几种:
1.3.1装配式基础
这种基型包括用单个或多个部件拼装而成的预制钢筋混凝土基础、金属基础和混合结构基础。
在铁
塔线路上适用于缺少砂、石、水的地区,或在严冬现场浇制基础有困难的地区,一般用于地下水较
深的塔位。
1.3.2混凝土和普通钢筋混凝土浇制基础
选用这种基型时,一般在现场附近应具有砂、石、水的施工条件,并可根据节约混凝土用量,降低
造价的原则合理选定混凝土或普通钢筋混凝土基础。
1.3.3掏挖基础
这种基型系将基柱的钢筋骨架和混凝土直接浇入人工掏挖成型的土胎内,宜用于掏挖和浇灌时无水
渗入基坑的粘性土中,它能充分发挥原状土的承载性能。
但在施工时必须采取可靠的人身安全和保
证质量的措施。
1.3.4机扩桩基础
这种基型系将基柱的钢筋骨架和混凝土直接浇人机扩成型的土胎内,其特点和施工要求与掏挖基型
类似。
1.3.5爆扩桩基础
这种基型系将基柱的钢筋骨架和混凝直接浇入爆扩成型的土胎内宜用于可以爆扩成型的硬塑和可
塑状态的粘性土中,在中密的、密实的砂土以及碎石土中也可采用。
1.3.6岩石锚桩基础
这种基型系将锚筋和砂浆或混凝直接浇入岩孔内。
宜用于山区覆盖土层较浅的塔位。
1.3.7钻孔(灌注)桩基础
这种基型系将的钢筋骨架和混凝直接浇入钻成或冲击成型的深孔内。
它是一种深基础的形式,如杆
塔位于跨河地段的淤泥、流砂等软弱地基而且在技术经济上使用浅基础不合理时,可考虑使用。
1.3.8联合基础
这种基型系将四个塔脚的基柱用一个底板联成整体,为了增加底板的刚度一般在底板上浇以横梁与
基柱联成整体。
当荷载大,地基差,用其它基型在技术上有困难时,方可采用。
1.4本规定第2章至第5章的设计规定主要适用于1.3.1~1.3.4和1.3.8的基型,1.3.5~1.3.7
的基型在第7章至第9章未作规定的,仍按照第2章至第5章的规定。
1.5无论基础承受上拔、下压或倾覆荷载,当地质条件合适时应尽量采用原状土承载力的基型,以
达到提高承载力,减小变形。
1.6基础设计必须保证地基的稳定性和结构的强度。
对处于弱地基的转角、终端杆塔的基础应进行
地基的变形验算,并使地基变形控制在使用的容许范围内。
1.7基础的设计荷载取用杆塔传至基础的静态作用力,除高度在50m以上的杆塔,在基础作用力中
应遵照《SDJ3-79》考虑阵风动力影响外,其它情况以及在安装和断线情况下的冲击影响均不必考
虑。
1.8对原状土承受上拔的掏挖基础、机扩桩基础和爆扩桩基础,计算上拔稳定时上拔深度应扣除表
层非原状土层的厚度。
当地面有植土或耕土层时,一般应去掉0.3~0.5m。
1.9在计算基础的拔和倾覆稳定时,土的物理力学指标的选取,要考虑送电线路塔位地质条件的分
散性和季节性影响。
当遇有不同土层时,可取用分层指标的加权平均值。
1.10本规定有关土体上拔和倾覆稳定计算,分原状土和回填土两种。
回填土按已夯实考虑,即基
坑回填土夯实程度已达到现行施工验收技术规范中要求的夯实标准。
1.11基础上拔稳定(按土抗力计算)分别采用与土抗力有关的设计安全系数K1和与基础重力有关
的设计安全系数K2;
倾覆稳定采用设计安全系数K3,并不应小于表1.1规定的数值:
1.12计算基础倾覆稳定和按土重法计算上拔稳定时,土的计算容重、计算上拔角和计算等代内摩
阻角,必须根据勘测提供的土类和状态资料按本规定2.3.3和4.3查取。
1.1312基础设计应考虑地下水位季节性的变化。
位于地下水位以下的基础容重和土容重应按其浮
容重考虑。
一般对混凝土的浮容重取12kN/m3、钢筋混凝土的浮容重取14kN/m3、土的浮容重取
8kN/m3~11kN/m3,但当计算直线杆塔基础上拔稳定时,对塑性指数大于10的亚粘土和粘土可取天
然容重。
1.14基础应考虑地下水(包括周围环境水)和土壤对基础材料的腐蚀可能性,必要时,应采取有效
的防护措施。
1.15基础埋深应考虑冻胀影响(包括对基础的冻裂),对冻胀土的基础最小埋深可按《工业与民用
建筑地基基础设计规范》TJ7-74(试行)(以下简称《TJ7-74》规范)考虑。
1.16在计算基础的地基和结构强度时,应按本《规定》,本《规定》未包括的可结合送电线路基
础特点,参照有关规范进行设计。
1.17地基土的分类、名称和物理力学特性,除注明者外均按《TJ7-74》规范的标准确定。
1.18对湿陷性黄土、多年冻土、高原季节性冻土、膨胀土等构成的塔基,应参照有关规范进行设
计。
1.19对饱和砂土和饱和轻亚粘土构成的特殊重要的跨河高塔塔基,应考虑基土由地震引起液化的
可能性,并采取稳定地基土和基础抗震措施。
1.20基础外形尺寸宜符合钢模板模数化的要求。
2基础上拔稳定计算
2.1适用条件
2.1.1基础上拔稳定计算,应根据抗拔土体的状态分别采用剪切法和土重法。
剪切法适用于原状土体;
土重法适用于回填抗拔土体。
注:
原状抗拔土体系指处于天然结构状态的粘性土和经夯实达到天然状态密实度的砂类回填土。
2.1.2原状抗拔土体的基型有机扩型[图2-1(a)和图2-1(b)]和掏挖型[图2-1(c)]。
回填抗拔土体
的基型有装配式的[图2-2(a)、图2-2(b)和图2-2(c)]、浇制的[图2-2(d)和图2-2(e)]以及拉线
盘[图2-2(f)和图2-2(g)]等基型。
表
2.2剪切法
2.2.1采用剪切法计算上拔稳定时,按公式(2.1a)和(2.1b)计算。
临界深度hc按(表2.1)查取。
2.2.2原状抗拔土体的基型,当埋入软塑状态的粘性土中且上拔深度ht大于临界深度hc时,尚应
符合公式(2.2)的要求:
2.2.3尺寸相同的相邻基础,同时作用设计上拔力时,当采用图2-6所示的计算简图,并按公式
(2.1a)或公式(2.1b)计算上拔稳定时,公式右侧各项计算值的总和,在下列情况下应乘以系数ηt。
L≥D+2λht或L≥D+2λhc时,ηt=1.0;
L=D和ht(或hc)≤2.5D时,ηt=0.7;
L=D和2.5D<ht(或hc)≤3.0D时,ηt=0.65;
L=D和3.0D<ht(或hc)≤4.0D时,ηt=0.55;
D+2λht>L>D(或D+2λhc>L>D)时,ηt可按插入法确定。
式中L--相邻上拔基础中心距离(m);
λ--与相邻抗拔土体剪切面有关的系数,当ht≥1.0D时,可按表2.3查取。
2.2.4砂类土的计算内摩阻角φ,可按土工实验室或其它野外鉴定方法确定,亦可根据其密实度按
表2.4确定。
粘性土的内摩阻角φ和凝聚力c,可用下列方法确定:
2.2.4.1土工实验室的饱和不排水剪或相当于饱和不排水剪的其它方法;
2.2.4.2当一般粘性土具有塑性指数Ip和天然孔隙比e的土工资料时,可按表2.5确定。
当作为初步估计土体抗拔力时可采用表2.6的数值。
2.3土重法
2.3.1采用土重法计算上拔稳定时,临界深度hc,按表2.7查取。
2.3.2自立式铁塔基础的上拔稳定按表2.8中的公式计算、拉线盘的上拔稳定按表2.9中的公式计
算。
2.3.3按土重法计算基础上拔稳定时,土的计算容重γ0和计算上拔角α,必须按表2.10采用。
2.3.4尺寸相同的相邻基础,同时作用设计上拔力时,当采用图2.7所示的计算简图,并按表
2.8中公式计算上拔稳定时,公式中右侧的Vt项,在下列情况下应减去ΔVt。
3基础下压和地基计算
3.1基础承受压力时,底面处的压应力同时符合公式(3.1)和公式(3.2)的要求:
式中R--修正后地基土的容许承载应力(N/m2);
P--作用于基础底面处的平均压应力(N/m2);
一般按3.4.1确定;
Pmax--作用于基础底面处的最大压应力(N/m2);
一般按3.4.2确定。
3.2地基土的容许承载力可按下列方法确定:
3.2.1当基础宽度小于或等于3.0m,埋深为0.5~1.5m时,地基土的基本容许承载应力[R],可根
据土的物理指标按附录1或其它可靠的方法确定;
3.2.2当基础宽度大于3.0m或埋深大于1.5m时,地基土的容许承载应力应按公式(3.3)加以修正。
此时,基础宽度小于3.0m按3.0m计;
大于6.0m按6.0m计;
埋深小于1.5m按1.5m。
式中γB--基础底面以下土的天然容重(水下取浮容重)(N/m3);
γt--基础底面以上土的加权平均容重(水下取浮容重)(N/m3);
h--基础埋深(m);
B--基础底面宽度(m),对长方形底面取短边、对圆形底面取A(A为底面面积);
mB和mh--分别为基础宽度和埋深的承载应力修正系数,按表3.1查取。
表3.1mB和mh系数
3.3直线塔地基土的容许承载应力可按公式(3.4)确定:
式中RS--地基土的容许承载应力(N/m2),此时,允许地基内出现局部塑性变形;
γB、γt、h和B同公式(3.3);
NB、Nh、Nc--与天然内摩阻角φ(可安2.2.4)有关的承载应力系数,按附录A确定;
c--地基土的凝聚力,可按2.2.4确定。
3.4在下列荷载作用下,基础底面处所产生的压力可按下列公式计算。
3.4.1当轴心荷载作用时,底面处的平均压应力按公式(3.5)计算:
3.4.2当单向偏心荷载作用时,底面处的最大和最小压应力按公式(3.6)和公式(3.7)计算:
G0--基础底面正上方土的重力(N);
Mx和My--作用在基础底面X和Y方向的力矩(N·
m),如图3-1所示;
Wx和Wy--基础底面绕X和Y轴的抵抗矩(m3);
b和l--基础底面X和Y方向的宽度(m),如图3-1所示。
3.5当地基压缩层范围内有软弱下卧层时,应按公式(3.13)进行验算:
式中Fz--软弱下卧层顶面处的附加压应力(N/m3)根据底面形状分别按公式(3.14)、公式(3.15)和
公式(3.16)计算;
Pcz--软弱下卧层顶面处土重力的压应力(N/m2);
R--软弱下卧层顶面处修正后地基土的容许承载应力(N/m3)。
式中Pc--基础底面处土重力的压应力(N/m2);
Z--基础底面至软弱下卧层顶面的距离(m);
θ1--地基的压应力扩散角,一般取θ1=22°
;
当土层为密实的碎石土,密实的砾、粗、中砂以及
老粘土时,取θ1=30°
当Z≤1/4B(或1/4b,或1/4D)时,按θ1=0°
计算。
3.6地基压缩层的计算深度,可按《TJ7-74》规范确定。
3.7两相邻受压基础的中心距离L<B+2Ztgθ1(或L<b+2Ztgθ1或L<l+2Ztgθ1)时,软弱下卧层
顶面处的附加压应力PZ尚应加上相邻基础对该层的附加压应力。
3.8对某些不特殊变形要求的杆塔基础,其地基的变形可参照《TJ7-74》规范有关规定进行计算。
计算荷载:
对砂类土地基可采用《SDJ3-79》规程的运行荷载;
对粘性土地基可采用《SDJ3-79》
规程的长期荷载。
4基础倾覆计算
4.1本章所提出的计算方法,适用于基础埋深h与基础侧面宽度b0之比不小于3的电杆和窄基铁
塔的刚性基础(图4-1)。
4.2电杆基础的倾覆承载力,在一定深度范围内随埋深增加而显著增长。
必要时,用增设卡盘以增
大倾覆承载力。
一般宜采取增设上卡盘的方法,位置在三分之一埋深入。
4.3计算电杆基础极限倾覆力Sj或极限倾覆力矩Mj时,可假定土壤达到极限平衡状态,计算简图
见图4-2。
4.4在倾覆力作用下,电杆基础计算宽度b等于实际宽度b0与空间增大系数k0的乘积。
ξ--土的侧压力系数;
粘土可取0.72;
亚粘土、轻亚粘土可取0.6;
砂土可取0.38。
当基础为双基杆组成(图4-3)时,基础计算宽度b可按下列两种情况中取其较小计算值,但此时L
取不大于2.5b0。
式中b0--电杆基础的宽度或直径(m)。
4.5不带卡盘的电杆基础,当基础埋深等确定后,极限倾覆力Sj或极限力矩Mj应符合公式(4.1)
或公式(4.2)的要求:
4.6计算带上卡盘的电杆基础时,当埋深及上卡盘位置确定后,按公式(4.3)求卡盘的计算长度L1,
计算简图见图4-4。
d1--上卡盘厚度(m);
d2--上卡盘宽度(m);
y1--地面至上卡盘的距离(m);
表4.4F1和θ值
上卡盘全长L上=L1+b0(b0为卡盘处的电杆宽度)。
4.7采用上下卡盘时,按公式(4.4)和公式(4.5)求得上下卡盘的总压力后再按公式(4.3)和公式
(4.6)求得上、下卡盘的计算长度,计算简图见图4-5。
式中Sj按公式(4.1)计算的极限倾覆力(N);
y2地面至下卡盘的距离(m);
d3下卡盘厚度(m);
d4下卡盘宽度(m);
4.8窄基铁塔整体式基础的极限倾覆力矩,当基础埋深和断面尺寸选定后,根据有、无台阶两种情
况按公式(4.7)和(4.8)验算。
4.8.1无台阶基础倾覆稳定计算,计算简图见图4-6。
4.8.2带一个台阶基础倾覆稳定计算,计算简图见图4-7
4.9计算联合基础的倾覆稳定,当仅考虑基础重力和底板上土重力时,倾覆稳定的设计安全系数按
1.11条采用k2值。
5基础强度计算和构造
5.1普通钢筋混凝土基础强度的设计安全系数K,4不应小于1.7;
按抗拉强度计算混凝土的设计
安全系数K5不应小于2.7。
5.2预制钢筋混凝土基础的混凝土标号不宜低于C20级;
普通钢筋混凝土基础的混凝土标号不宜低
于C15级;
混凝土基础的混凝土标号不应低于C10级。
5.3混凝土的设计强度和弹性模量应按表5.1采用。
5.4预制钢筋混凝土基础宜采用Ⅱ级和Ⅲ级钢筋;
浇制钢筋混凝土基础宜采用Ⅰ级钢筋。
钢筋受拉
和受压的设计强度Rg和Rg′,Ⅰ级为240MN/m2;
Ⅱ级为340MN/m2,但当钢筋直径为28mm及以上
时,应取320MN/m2;
Ⅲ级为380MN/m2,但当全截面的纵向钢筋均为受拉时,应取340MN/m2。
5.5计算钢筋混凝土或混凝土基础主柱强度,当主柱埋于回填土基抗并与底板固接时,可不考虑侧
向土压力对内力计算的有利因素;
当主柱埋于原状土中时,应考虑侧向土压力的作用(参照附录C)。
5.6钢筋混凝土主柱的正截面强度应按下列方法计算。
5.6.1矩形截面双向偏心受拉(双向拉弯)构件(图5-1),其正截面为双向对称配筋时,纵向钢筋截
面面积应符合公式(5.1)、(5.2)和(5.3)的要求:
式中Ag--正截面的全部纵向钢筋截面面积(m2);
Agx--正截面平行于X轴两侧钢筋的截面面积(m2);
Agy--正截面平行于Y轴两侧钢筋的截面面积(m2);
T0--作用于计算截面上的纵向拉力(N);
e0x--T0沿X轴方向的偏心距(m);
e0x--T0沿Y轴方向的偏心距(m);
Zx--平行于Y轴两侧纵向钢筋截面面积重心间距(m);
Zy--平行于X轴两侧纵向钢筋截面面积重心间距(m);
n--截面内纵向钢筋总根数;
nx--平等于X轴方向一侧钢筋根数;
ny--平等于Y轴方向一侧钢筋根数;
5.6.2圆形截面偏心受拉(拉弯)构件截面的纵向钢筋截面面积应按下列公式计算:
5.6.2.1当e0>rg/2(图5-2),按公式(5.4)计算。
5.6.2.2当e0≤rg/2时,可按公式(5.7)或公式(5.8)计算。
当不考虑钢筋应力塑性分布(图5-4)时,可按公式(5.7)计算:
当考虑钢筋应力塑性分布(图5-5)时,可按公式(5.8)计算:
5.7混凝土基础主柱正截面强度可按下列方法计算。
5.7.1当塔脚主材锚入底板中且有可靠锚固措施[图5-6(a)和图5-6(b)]或底脚螺栓锚入底板中
[图5-6(c)]且符合5.14要求时,尚应符合公式(5.9)的要求:
式中Tx--计算截面(X-X)上作用的轴向拉力(N);
Mx--计算截面上作用的弯距(N·
m);
Aj--计算截面上的折算面积(m2);
Aj≈Ah+20Ag(Ah为计算截面内的混凝土面积,Ag为计算截面内的钢材面积);
Wh--混凝土计算截面的弹性抵抗矩(m3);
γs--截面弹塑性抵抗矩与弹性抵抗矩的比值(矩形截面γs=1.75;
圆形截面γs=2.0);
Rf--混凝土的抗裂设计强度(N/m3);
Kf--抗裂设计安全系数,Kf=1.25。
5.7.2当塔脚主材或底脚螺栓锚固不符合5.7.1的要求时,应按混凝土构件考虑,计算截面(X-X)
强度应符合公式(5.10)的要求:
式中K5--混凝土抗拉设计安全系数,按5.1确定;
Rl--混凝土的抗拉设计强度(N/m2)。
5.8钢筋混凝土底板强度计算
5.8.1计算截面的弯矩可按下列公式计算。
5.8.1.1矩形底板承受轴向压力(图5-7)时,可按公式(5.11)和公式(5.12)计算:
式中σ--底板压应力(N/m2),σ0=Na/bl(Na为作用于底板上的轴向压力,不包括底板上土的压力);
b1和l1--底板处柱截面的长度和宽度(m)。
5.8.1.2矩形底板单向偏心受压(图5-8)时,可按公式(5.13)和公式(5.12)计算:
M2-2按公式(5.12)计算。
5.8.1.3矩形底板双向偏心受压或双向压弯(图5-9)时,可按公式(5.13)和公式(5.14)计
算:
5.8.1.4矩形底板轴心受拉、单向和双向偏心受拉(拉弯)时,其M1-1和M2-2可将公式(5.11)~
(5.14)中的Na用Ta(作用于底板的轴心拉力)代之求得。
5.8.2矩形底板的正截面强度一般按单筋截面考虑,其纵向受拉钢筋截面面积可近似按公式(5.15)
和公式(5.16)计算:
式中Ag1和Ag2--垂直于M1-1和M2-2截面的底板下部(下压时)或上部(上拔时)纵向受拉钢筋截面
面积(m2);
h0--底板计算截面的有效高度(m)。
5.8.3底板在下压荷载作用下,当无上部纵向钢筋和腹筋时,矩形截面柱作用于矩形底板的冲切强
度可参照《钢筋混凝土结构设计规范TJ10-74》(试行)(以下简称《TJ10-74》规范)的第72条验
圆形和圆环形截面柱作用于底板的冲切强度可按公式(5.17)验算:
5.8.4底板在上拔荷载作用下(图5-10),当无腹筋时可近似按公式(5.18)验算底板混凝土的抗剪
切强度。
5.9混凝土底板强度计算。
5.9.1底板在下压荷载作用时,基底压应力σ(不包括土重力及底板重力)不得大于表5.2
的[σ0]值。
σ0、σmax、σc和σ′c如图5.11所示。
5.9.2底板在上拔荷载作用时,截面应符合下列要求:
5.9.2.1锥台形底板的σ值(图5-12)不大于表5.2[σ0]时,Y-Y截面可不进行强度验算,X-X截面
尚应符合公式(5.9)的要求。
5.9.2.2阶梯形底板[图5-13(a)]1-1或2-2截面的剪切强度应符合公式(5.19)的要求,X-X截面
5.10钢筋混凝土拉线盘的强度计算。
5.10.1正截面的纵向受拉钢筋面积可近似按图5-14中的Q1e1对1-1截面和Q2e2对2-2截面产生
的弯矩求得。
当短边b很小时尚应对正截面的受压区进行混凝土的强度验算。
5.10.2拉线盘截面应符合剪切强度的要求,对无腹筋截面宜按公式(5.18)验算,此时Q0=qx;
b0=b(短边长度)。
5.11普通钢筋混凝土电杆卡盘的强度计算。
5.11.1正截面纵向受拉钢筋截面面积,可按双筋截面计算,亦可按单筋截面计算,但此时应验算
受压区混凝土强度。
5.11.2卡盘截面尚应符合剪切强度的要求,对有腹筋截面,应符合《TJ10-74》规范第
48条~56条的要求;
对无腹筋截面,可按公式(5.18)验算,此时,Q0=qx;
b0=b(图5-15)。
5.12石材的底盘、拉盘、卡盘当为矩形截面时,正截面强度应符合公式(5.20)的要求:
式中Ks--石材的强度设计安全系
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