输电线路基础选型研究



输电线路基础选型研究

任中伟吴彦峰

河南博慧方舟咨询发展有限公司河南郑州450051

[摘要]文章介绍了输电线路基础形式，描述了常见基础类型，并进行了详细分析比较。对基础提出了优化方案，提出环境保护措施，减少对环境影响，优化造价，节约工程投资。

[关键词]输电线路；基础形式；基础优化

输电线路能否安全稳定的运行，铁塔基础的设计至关重要，各种不同的基础型式具有不同的工程特点，其承载能力、材料耗量、施工土石方量以及对环境的影响等各不相同。对输电线路铁塔而言，部分塔位的地形可能十分复杂，需要设计者根据不同塔位的地质、地形条件及周边环境合理地选择基础型式，充分利用各种基础型式的优点，减少土石方工程量，将工程建设对周边自然环境的影响尽可能减小。输电线路基础工程施工的工期一般会占整个工程工期的40％～60％，费用约占工程本体造价的15％～30％，运输工程量约占整个工程的70％～80％。因此，选择合理的基础设计方案并将其进行优化设计，可以有效地控制整个工程的造价。

1.基础选型原则

在选择基础型式时，主要遵循以下几条原则：

⑴根据工程地质特点及周边环境，通过分析比较，结合两型三新及全寿命周期的管理理念，选择相应的基础型式。

⑵根据合理的设计方案尽可能降低施工难度。

⑶在安全可靠的前提下，采取经济合理的基础型式，尽可能做到既经济又环保，减少施工对周边环境的破坏。

⑷充分利用原状地基土承载力特征值高、变形小的力学性能，积极采用掏挖基础。

⑸对于特殊地段提出有针对性的基础型式及处理方法。

2.常用基础型式

多年来我国输电线路工程中所使用的基础型式一般分为以下几种，如：大开挖式基础、掏挖式基础、钻孔灌注桩基础以及其它特殊类型基础等几大类。

⑴大开挖式基础

大开挖式基础一般可分为钢筋混凝土刚性基础、钢筋混凝土柔性基础、钢筋混凝土拉压式基础及板式基础都属于现浇式基础，其施工时都是先将基础的基坑开挖成形，然后根据基础的形状支模再进行混凝土的浇注，等混凝土浇筑完成并完成养护后，再将基坑回填。

⑵掏挖类原状土基础

掏挖基础主要使用于地下水位埋藏较深的黄土、丘陵、山区或其它土质条件较好，能够掏挖成形的地区，属于原状土基础，具有环保的特点。

⑶灌注桩基础

灌注桩基础一般使用于在杆塔基础作用力较大、地质条件较差、基础露头过高、跨河、在河中或河滩立塔的塔位，该种基础型式按照施工工艺的不同可分为钻孔灌注桩基础和人工挖孔灌注桩基础两种。

⑷其它特殊类型基础

在工程实施过程中，根据不同类型的工程地质条件和特殊需要，有时铁塔可能会需要采用比较特殊的基础型式，比如：在工程抢修时采用预制的装配式铁塔基础或在煤矿区采用的联合式基础。

3.基础方案分析比较

常用基础型式有：钢筋混凝土刚性基础、钢筋混凝土柔性基础、钢筋混凝土拉压式基础、掏挖式基础。各基础型式的特点如下：

⑴钢筋混凝土刚性基础

优点：该基础型式对工程地质条件的适用性较强，在我国各电压等级的线路工程中大量采用，具有非常丰富的使用经验，施工工艺成熟，且该基础使用钢筋量少，底板不需绑扎钢筋，施工简单方便。

缺点：与钢筋混凝土柔性基础相比，其混凝土用量较大；与掏挖式基础相比，其施工时土石方工程量较大，对周边环境的影响大于掏挖式基础。

⑵钢筋混凝土柔性基础

优点：该基础型式对工程地质条件的适用性较强，在我国各电压等级的线路工程中普遍采用，具有丰富的使用经验，施工工艺成熟。由于该基础主柱，底板和台阶也均配置有分布钢筋，因此其底板和台阶厚度均可薄于钢筋混凝土刚性基础，当铁塔的基础作用力较大时，采用此种基础比相同条件下采用钢筋混凝土刚性基础显著节省混凝土用量。

缺点：由于主柱、基础底板和台阶配置有分布钢筋，故施工比一般的钢筋混凝土刚性基础复杂；与掏挖式基础相比，土石方工程量较大，对周边环境的影响大于掏挖式基础。

⑶钢筋混凝土拉压式基础

优点：对大角度转角塔而言，处于转角外侧的两个基础主要承受上拔力，转角内侧的两个基础主要承受下压力，若内外侧基础均按同一尺寸设计，则不能充分利用基础作用力的特点，造成基础材料不必要的浪费。针对此特点，大角度转角塔的基础可根据情况设计为拉压基础的型式，外侧基础以抗拔为主，内侧基础以抗压为主。

缺点：基础施工比一般的钢筋混凝土柔性基础复杂；与掏挖式基础相比，土石方工程量较大，对周边环境的影响大于掏挖式基础。

⑷掏挖式基础

优点：该基础型式土石方工程量较小，对地形和植被的破坏也较小，可以充分利用原状土的特性，提高基础抗拔能力；同时，浇注混凝土时不需支模，浇筑完成后不需回填，施工方便，可缩短施工周期，降低施工费用。

缺点：该基础型式对工程地质条件的要求较高，在地下水位埋深较浅、土质破碎、基坑开挖难以成形的塔位不适用；在基础作用力较大、地基承载力较低的地区使用时，混凝土量较大。

4.基础优化设计

与建筑行业相比，杆塔基础所承受的荷载特性复杂，基础在承受拉压交变荷载作用的同时，也承受着较大的水平荷载作用，杆塔基础要保证地基和基础自身强度能够抵抗竖向力和水平力的共同作用才能实现整个基础体系的稳定。

基础的优化就是要结合地质情况和基础结构的受力特性，降低竖向力和水平力对地基及基础的影响，从而达到降低材料耗量、节约造价的目的。

5.总结

⑴基础方案的选择应结合铁塔型式、地形地质特点及运输条件，在安全可靠的前提下，合理地选用受力合理、安全经济、利于环保的基础型式，并尽可能降低施工难度。

⑵为大力推进输变电工程全寿命周期管理工作，建设“两型三新”输电线路，结合工程的实际情况，在土质不宜掏挖成形的地段选用设计经验成熟，施工难度较小的钢筋混凝土刚性基础、钢筋混凝土柔性基础和钢筋混凝土拉压式基础。在工程地质条件较好，易于掏挖成形的地段优先选用有利于保护环境的掏挖式基础。

参考文献

[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].中国电力出版社,2003

[2]田海刚.输电线路混凝土板式基础设计优化研究[J].建筑科学,2013,29(1)

[3]范志杰.对输电线路铁塔基础设计进行探析[J].商品与质量•建筑与发展,2013,7