试析岩石锚杆浅埋台阶基础在110kV输电线路中的设计及实践

摘 要：随着110KV输电线路规模的扩大，对其设计工作提出了更高要求。特别是杆塔设计，直接关乎整体质量，需采取正确的基础形式。在此先简单介绍了几种常见的基础形式，然后结合实际案例对岩石锚杆浅埋基础形式的设计和应用进行了分析。

关键词：岩石锚杆；台阶式基础；110KV输电线路

0 引言

目前的输电线路多为架空线路，作为其基础支撑，铁塔设计显得尤为重要。若铁塔基础不稳，在大风大雨天气倾斜或倒塌，势必会影响到整个输电线网，进而导致停电，甚至引发安全事故。因此对铁塔基础施工必须加强重视，精确计算合理设计，以保证铁塔基础的牢固。

1 110KV输电线路设计中的几种常见杆塔基础形式

1.1 台阶式基础

属于传统的一种形式，主柱为直立式，底板刚性抗压，不配钢筋，长度和宽度一致，主要通过土体和混凝土重量抗拔。该基础工艺简便，容易掌握，且质量较有保证。常用C10级混凝土做保护帽，子啊地下水位较高的杆塔工程中应用最多。

1.2 板式基础

底板配有钢筋，由于不受刚性角限制，所以长度和宽度可以不同。该基础埋深较浅，开挖工程量相对较少，施工比较简单。通常应用于地质条件较差的工程，如地基承载力弱，或地下水有流砂现象出现，挖掘深度有限，则宜选择柔性大板基础浅埋。

1.3 插入式基础

与板式基础不同的是，插入式基础的主柱具有一定的倾斜角，采用角钢斜插到底的形式，对提高抗拔稳定性颇为有利，且能够减少主筋使用量。因为主柱和塔腿主材保持着同样的坡度，主材内力能够通过主柱轴线直接传到底板，使得底板偏心弯矩大大减少。该基础的应用范围较广。

2 岩石锚杆浅埋台阶基础在110kV输电线路中的设计

2.1 实际案例

某段110KV输电线路长3.2Km，经过大片水田，架空线路设计有9座杆塔。从地质勘察结果中发现，地下水位为0.4—0.5m，土质从上而下以可塑粘土和完整微风化灰岩为主。经分析比较，在杆塔基础施工中采用台阶式基础较为方便，但就现场而言，硬质灰岩较多，地基承载力强，能够承受杆塔压力。但为了提高基础抗拔水平，还需作进一步考虑。

2.2 岩石锚杆

在输电线路施工中需用到许多机械设备，虽然性能不断改进，但随着施工条件日益复杂，这些机械设备的外形体积并未减小，以至于出现运输困难。岩石锚杆的应用则能解决这些问题，在减少劳动量、节约成本的同时，对环境污染也比较少。

2.3 设计计算工作

因为该工程采用的是岩石锚杆浅埋基础形式，结合其自身特点考虑，只需考虑分析上拔稳定性即可，而锚杆是提供抗拔力之源，所以主要以锚杆为计算對象。

首先是单根锚杆受到的上拔力Ti，其计算公式为：Ti = （T - Qf）/n + Mx×Yi/ΣYi2 +My×Xi/ΣXi2 。此式中，Ti为单根锚杆实际受力，T为基础上拔力设计值，Qf为基础自重，n为锚杆的总数量。Xi和Yi分别为锚杆i到通过群杆重心的Y轴和X轴的距离，Mx和My分别为Px和Py对通过群杆重心的Y轴和X轴的力矩。

其次是单根锚杆岩石的抗剪力，也有相应的要求，至少要满足下面的不等式：π×h0×τs×（D+h0）≥γf×Ti。其中，h0为锚杆的有效锚固长度，τs为岩石等代极限剪切强度，D为铺孔直径，γf为基础附加分项系数，直线塔和耐张塔较为常用，分别取值1.1和1.6，按照行业规定取值。

而群锚杆岩石的抗剪力要满足以下公式：π×h0×τs×（c+h0）+Qf ≥ γf×T，其中c表示群锚杆的外切直径。

然后就是锚杆和砂浆之间的粘结力，计算时务必要满足以下要求：π×h0×d×τa ≥ γf×Ti。其中，τa为钢筋一砂浆或细石混凝土之间的粘结强度，若混凝土强度为C30，则要保证期其粘结强度为3000KPa。最后是砂浆和岩石之间的粘结力，应满足下式要求：π×h0×D×≥ γf×Ti。其中，D为锚孔直径，τb 表示的是砂浆与岩石之间的粘结强度特征值。

3 岩石锚杆浅埋台阶基础在110kV输电线路中的实践

3.1 准备阶段

主要是抄平和垫层施工工作。 为了使基础底面标高符合设计要求，施工基础前应在基面上定出基础底面标高。为了保护基础的钢筋，施工基础前应在基面上浇筑C10的细石砼垫层。

3.2 钢筋工作

按钢筋位置线布放基础钢筋。放线时，根据施工图纸要求，在垫层表面上弹出钢筋位置线。其次是施工工艺，在基础垫层上弹出底板钢筋位置线→钢筋半成品运输到位→布放钢筋 →钢筋绑扎、验收。

3.3 支模

根据基础施工图样的尺寸制作每一阶梯模板，支模顺序由下至上逐层向上安装。

3.4 混凝土浇筑和养护

浇筑与振捣混凝土时不应发生初凝和离析现象，其塌落度必须符合相关的规定。 在浇筑应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土初凝前修正完好。凝土浇筑完毕后，根据有关规定，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施。

3.5 拆模

拆模顺序一般是先支后拆，后支先拆，先拆除侧模板，后拆除底模板。重大复杂模板的拆除，事前应制定拆模方案。模板的拆除日期取决于混凝土的强度、模板的用途、结构的性质、混凝土硬化时的气温等因素。

4 结束语

随着用电需求的增加，输电线路覆盖面积越来越广，电网日益复杂，设计工作显得尤为重要。稍有不合理之处，就可能会影响整个电力系统。杆塔设计施工是一项重要内容，岩石锚杆浅埋台阶基础形式在质量、成本和工艺上都比较具有优势，应合理应用。

参考文献：

[1]乔铭，栾凯旋，齐军，滕世勇.克-庙 110KV线路岩石锚杆基础的原体试验及应用[J].新疆电力技术，2007，24（01）：126-127.

[2]胡宗林.110KV输电线路施工分析[J].民营科技，2012，25（01）：160-162.

作者简历：应文清（1964—），男，福建南平人，助工，研究方向：输电线路。