架空输电线路杆塔基础的几种形式图文最新版.docx

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架空输电线路杆塔基础的几种形式图文最新版

架空输电线路杆塔基础的几种形式图文

输电线路杆塔的地面以下部分的总体统称为杆塔基础。

它的作用是用来稳定输电线路的杆塔，防止杆塔因为承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。

基础形式可分为以下几种:

1.岩石嵌固基础

岩石嵌固基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。

上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。

需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。

由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

岩石嵌固基础分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

但对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固及风化程度情况，准确落实相关设计参数。

2.岩石锚杆基础

岩石锚桩基础适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。

该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，借岩石本身、岩石与砂浆间和锚筋的粘结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力,以保证对杆塔结构的锚固稳定，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。

岩石锚桩基础一般宜用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石地基,但随着现在实验和实践经验的积累,强风化岩石地区亦可做岩石基础。

岩石锚桩基础常用型式有直锚式、斜锚式、承台式、嵌固式、半嵌固式5种类型,应用较为成功。

直锚式岩石锚桩基础具有工艺简便、灵活性高、适用性强、造价低等优势,适用于基础作用力较小的直线塔;斜锚式岩石锚桩基础使用于基础作用力较小的直线水泥杆或直线拉线塔等塔型;而承台式岩石锚桩基础和嵌固式、半嵌固式岩石锚桩基础使用于基础作用力较大的耐张塔等塔型。

3.掏挖基础

掏挖基型分全掏挖和半掏挖两种，适用无地下水的硬塑粘性土地基。

在基坑施工可成型的情况下，开挖基坑时不扰动原状土，避免大开挖后再填土。

由于掏挖基础是人工挖土的特点，因此基础主柱的直径不小于0.8m，鉴于安全因素，基础底板坡度不宜大于45度。

在设计基础时，采用的是剪切法，地面为种植土时，上拔稳定计算时的计算上拔深度一般扣除0.3m;地面为水田时，上拔稳定计算时的计算上拔深度一般扣除0.5m。

掏挖基础宜适用于无地下水的泥岩、砂岩、新疆戈壁碎石土地或可掏挖成型的黏性土、粉质黏土段作用力比较小的铁塔（一般直线塔）。

若黏土夹有卵石，且含沙量较大，内摩擦阻角较大，土质比较疏散的地质条件不宜采用掏挖基础。

掏挖基础的混凝土量较大，开挖的土石方量也小，钢筋量小。

掏挖基础开挖土方费用比较贵，因掏挖基础利用土体本身使混凝土成型，但是浇筑混凝土费用节约了模板费用，因此它未加上运输费用时，是比较经济的，但是加上运输费用时，它的综合造价就提高，是较经济环保的基础类型。

掏挖基础一般通过地脚螺栓和铁塔进行连接。

掏挖基础有直柱式和斜插式两种型式。

斜插式掏挖基础将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，减小了基础水平力产生的偏心弯矩，也还可省去地脚螺栓，采用插入角钢，但因为施工难度较大，一般不推荐。

掏挖基础最大的特点就是充分利用原状土的力学性能，提高基础的抗拔、抗倾覆承载能力，因此岩土的状态决定基础的经济性，是否采用掏挖基础，应该根据地质条件及杆塔基础作用具体情况而定。

4.阶梯型基础

该基础是传统的基础型式，适用各类地质、各种塔型，其特点是台阶基础采用大开挖形式，它利用土体和自身重力来满足抗拔、抗倾覆。

阶梯型可利用定型钢模板，施工较方便，由于采用大开挖形式，基础的土方量比较大，对环境影响大。

此类基础计算方法采用土重法，台阶的设计需要满足刚性角要求，不需要配筋，属于刚性基础，因而它的混凝土量比较大，而钢筋量较小。

它通过地脚螺栓和铁塔进行连接。

台阶基础适用各种岩土类型，也可用于有地下水的塔位。

由于阶梯型基础混凝土量较大，埋置较深，易塌方及有流砂地区难以达到设计深度，因此在此类地区应尽量少用。

5.大板基础

大板基础的主要设计特点是:

底板大、埋深浅、底板较薄，靠底板双向配筋承担由铁塔上拔、下压和水平力引起的弯矩和剪力，主柱计算与阶梯基础相同。

与阶梯基础相比，埋深浅，易开挖成形，混凝土量能适当降低，但钢筋量增加较多。

与灌注桩相比，在软弱地基中应用较为广泛。

它施工方便，特别是对于软、流塑粘性土、粉土及粉细砂等基坑不易成型的塔位。

设计时，对底板的高厚比应进行一定的控制（悬臂长度:

底板厚<3:

1）,不足时可在主柱下增加台阶，以减少板的悬臂长度和底板厚度，为了减小混凝土量，主柱中心与底板中心设置偏心，抵消水平弯矩，达到减小底板及配筋的效果。

大板基础设计时应控制沉降及不均匀沉降，对转角塔及负荷较大的直线塔进行地基沉降变形验算，施工时应尽量少扰动地基土，清除开挖的全部浮土并做好垫层，必要时使用块石灌浆。

此类基础为柔性基础，偏心距也是基础设计的控制要点之一。

它的混凝土量较台阶基础小，钢筋量较台阶基础大。

它通过地脚螺栓和铁塔进行连接。

该基础适用无地下水的各种岩土，一般用于运输较困难的塔位。

6.斜柱插入式基础

斜柱插入式基础施工示意图

斜柱插入式基础也是利用土和基础自身的重力来抗拔、抗倾覆。

它属于柔性基础，其主要特点就是斜柱与塔腿主材坡度一致，减小了作用在主柱正截面上的弯矩，使主柱的截面尺寸和配筋相应减小，从而节约了混凝土和钢筋，是较经济的基础类型之一。

它通过插入角钢和铁塔进行连接。

斜柱插入式基础的开挖土石方量大、混凝土方较小，钢筋量较小，它的混凝土浇筑费价格适中，但人工费用和机械费用略有增加，加上运输费用，它的投资费用小，是比较经济的基础。

从其受力角度具体分析，一般基础铁塔产生的内力是作用在主柱顶面，而斜柱插入式基础不是作用在主柱顶面，而是直接传递到底板。

当基础为下压时，主材内力直接传递到底板中心，由此产生的水平分力由侧向土抗力承受，垂直分力使基础底板中心承受。

基础底板处的弯矩由塔腿斜材的水平力产生，此弯矩值与台阶或直柱板式基础相比很小，所以底板配筋也小得多。

当基础为上拔时，铁塔主材的上拔力由插入式角钢承受，其配筋计算只考虑斜材的水平分力和垂直分力，一般按构造配筋即可满足要求。

因此它的混凝土量最省，钢筋量较小。

斜柱插入式基础适用无地下水的各种岩土。

在平原、河网地区使用较多，一般塔型都适用，工程中主要用于直线塔。

斜柱插入式基础缺点就是是施工精度要求高。

对于高压缩性软弱土地区，其基础底面地基处理一定要重视基础垫层和基坑排水，并应严格按照有关规定执行。

因为一旦发生扰动基底软土或排水不及时，就可能引起基础的不均匀沉降，再很难进行处理。

另外，斜柱插入式基础不宜用于易发生灾害的地区，如发生冰灾事故后发生灾害性倒塔后插入角钢也随之破坏，给抢修带来困难的难题，如下图。

现在采用斜柱式平面（或斜面）柔性地脚螺栓样式基础较多，他们除连接方式（插入、地脚螺栓）不一样，其基本情况一样，不在重复阐述。

斜柱插入式基础拆除恢复

斜柱地脚螺栓式现浇基础

7.人工挖孔灌注桩基础

对于地质条件为流塑、地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线塔，使用人工挖孔灌注桩基础基础是设计中广泛采用的一种方法。

它主要靠桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力，施工方便，安全可靠。

缺点是施工费用较高。

人工挖孔灌注桩基础基础施工方法和掏挖基础类似，利用土体本身使混凝土成型，但出与施工安全角度考虑，需要做护壁。

吊装钢筋有一定的难度，人工挖孔灌注桩基础的土方量较大，钢筋用量较大，施工较复杂。

一般通过地脚螺栓和铁塔进行连接。

由于人工挖孔灌注桩基础是人工挖土的特点，因此桩的直径不小于0.8m。

多为单桩，无需做承台，一般多采用经验系数法设计。

在用基础作用力设计值计算桩身强度和地基强度满足后，还需要用基础作用了的标准值计算桩顶位移值，位移值不大于10mm，埋深一般大于6m。

人工挖孔灌注桩基础用在适合人工挖孔且基础作用力比较大、或者受地形地质条件限制，如基础露头较大的塔位。

人工挖孔桩基础属于深基础，能充分利用原状土的力学性能，提高基础的抗拔、抗倾覆承载能力。

土层厚度和状态决定其经济性。

8.联合基础

联合基础主要适用于基础根开较小且基坑难以开挖、板式基础上拔土体重叠的软弱土塔位，其设计特点是埋深较浅，四个基础整体浇制，靠基础底板上面的纵、横向加劲混凝土梁承担由基础上拔力、下压力和水平力引起的弯矩，底板与纵、横向加劲肋配筋，整体性好。

缺点是基础材料用量较大，施工较为烦琐，设计不易成系列。

9.复合式沉井基础

复合式沉井基础是针对地下水位较高的软土地基，尤其是容易产生“流砂”现象的软土地基的一种新型的基础型式。

复合式沉井基础是由上、下两部分组成:

上部分是方型台阶基础，下部是环形钢筋砼沉井，沉井顶端露出钢筋埋入台阶基础连成整体。

基础的埋深在4m左右，沉井筒直径为2.5m左右，从基础深宽比来看（一般为1.5左右），仍属于浅基础。