论高压输电线路杆塔基础设计

论高压输电线路杆塔基础设计

程东华

程东华

（佛山电力设计院有限公司528200）

摘要：作为电力工程发挥作用的基础，高压线路杆塔基础的设计有着极为严格的要求。负责此项工作的人员必须足够专业且经验丰富，对于基础设计工作的要点也要能够科学把握。对于不同的地形地貌、不同的地质和施工工艺需要有针对性选择基础型式。

关键词：高压输电线路；设计；路径方案，关键点

1前言

电力传输不仅关系到电力服务质量，还影响着电力工程的整体效益。因而，现实中在设计电力工程的时候，必须要格外关注电力传输，并借助相应的设计质量措施，来保证电力传输的可靠性。杆塔基础设计是电力工程设计的关键部分，对于电力传输有着决定性影响，所以，在进行具体线路设计的时候，必须处理好相关的技术问题。基础型式的选择很大程度取决于线路路径范围内的地形、地质特点，结合本工程地形地质情况、基础选型原则和各型基础的受力特点

2.关于杆塔基础设计

2.1杆塔基础设计的基本内容

杆塔基础的主要设计荷载包括竖向力（即上拔力和下压力）、横向水平力及纵向水平力以及由此产生的弯矩等，一般情况下杆塔基础设计内容包括上拔稳定、下压稳定、倾覆稳定和基础自身强度。

2.1.1上拔稳定性

基础上拔稳定性就是计算基础抵抗上拔荷载的能力。工程上多采用两种方法：土重法和剪切法。土重法主要依靠基础及基础底板上方土体的自重来抵抗上拔力的作用，其原理简单，计算方便，在工程中得到了广泛的应用。剪切法不仅考虑了基础和上部土体的自重，还充分利用了土体自身的抗剪作用，在理论上较土重法合理，充分利用了原状土的自身抗剪强度，发挥出了土的特性，应用更加符合实际。

2.1.2下压稳定性

基础下压稳定性就是计算基础承受下压荷载的能力。基础承受最大下压荷载作用时，要求基础底板下的地基应力不超过允许承载力，限制地基应力可保证地基土不会发生剪切破坏而失去稳定。计算松软地基在下压荷载作用下的地基应力，并据此计算出地基的变形值，从而鉴定是否影响上部杆塔的正常使用，以及是否需要改变基础的类型。

2.1.3倾覆稳定性

基础倾覆稳定性就是计算基础抵抗倾覆荷载作用的能力。受水平荷载作用时，在地基受影响范围内，要求基础两侧的被动土抗力产生的平衡力矩能够保持基础的倾覆稳定，并达到规定的抗倾覆稳定安全系数。

2.1.4基础自身强度计算

基础自身强度是保证杆塔荷载通过基础传递至地基的必要条件。基础自身强度的计算是以基础本身作为结构件进行的，它和一般构筑物（如钢结构、钢筋混凝土结构）的计算类似，一般均可参照建筑结构规范进行，并保证达到规定的安全系数。

2.2国内杆塔基础设计现状

通过对我国已建输电线路的统计，架空输电线路杆塔常用的基础型式大体可分为两大类：大开挖基础和原状土基础。

2.2.1大开挖基础

主要包括现浇钢筋混凝土直柱大板基础、斜柱大板基础、阶梯式刚性基础、装配式基础等，该类基础一般采用土重法进行上拔稳定计算，适用于线路地质情况较差、地下水位埋藏较浅的沟谷、河滩、平原塔位，施工比较简单，基础浇制完后需要回填。斜柱大板基础主柱与塔腿主材坡度一致，最大限度的减少了基础底板弯矩，其混凝土用量较小，而阶梯式刚性基础、直柱大板基础的混凝土方量相对较大。

2.2.2原状土基础

主要包括掏挖基础（直掏挖、斜掏挖）、岩石基础和人工挖孔桩基础。掏挖基础一般采用土重法进行上拔稳定计算，而岩石基础采用剪切法进行上拔稳定计算，均适用于地质情况较好、能开挖成型的山区、丘陵塔位。原状土基础浇制不需要模板，不需回填，可减少基面开方，施工弃土少，对水土保持和环境保护有利，但当基础埋深较深时，施工过程中往往需要采取护壁，以保证施工人员安全。

2.2.3其它类型基础

根据工程特性和地基特点，输电线路杆塔基础还有一些其它的型式，如在大荷载、地基承载能力差的条件下采用的联合基础以及在施工难度大的流砂和软弱地层中采用的钻孔灌注桩基础、复合式沉井基础等。

常用杆塔基础型式的工程特性比较见下表2.2-1：

2.4基础选型原则

在基础方案选择时，遵循下面的原则：

1）结合本工程地形、地质特点及运输条件，综合分析比较，选择适宜的基础型式；

2）在安全、可靠的前提下，尽量做到经济、环保，采用原状土基础，减少施工对自然环境的破坏；

3）充分发挥每种基础型式的特点，针对不同的地形、地质，选择不同的基础型式；

4）对不良地基，提出特殊的基础型式和处理措施；

5)针对本工程海水浸泡区域，对基础采取特殊的防腐措施。

2.5基础选型要求

根据我国目前超高压输电线路杆塔基础工程的设计和施工现状，并结合220kV同塔双回线路工程杆塔基础的工程特性，在基础方案选择时应考虑以下几方面：

1）应尽可能采取合理的结构型式，减小基础所受的水平力和弯矩，改善基础受力状态。

2）应尽可能充分利用原状土地基承载力高、变形小的良好力学性能，因地制宜采用原状土基础。

原状土基础的主要优点是可以减少基础开挖土方量，保护原始山体地形和植被，做到塔基基面少开方或不开方，同时避免了大开挖对周围坡体的破坏影响，防止人为建设引起的滑坡等不良地质作用。充分依据原始地形地貌设计杆塔与基础，是本工程的一个设计要点。

3）充分发挥每种基础型式的特点，针对不同的地形、地质条件，选择不同的基础型式。

4）应注重环境保护和可持续发展战略。

随着社会的进步和时代的发展，环境保护问题已成为全社会十分关注的热点。防治环境污染和生态破坏以及合理开发利用自然资源关系到国家的全局利益和长远发展。

电力是社会经济发展的动力源泉，随着经济规模的不断扩大，电力需求也不断增大，电力发展刻不容缓，但电力工程建设应全面提升环境保护意识，以发展的眼光指导设计，充分考虑综合效益，实现环境保护和可持续发展的目标。

5）应注重施工的可操作性和质量的可控制性。

只有施工的可操作性和质量的可控制性得到有效保证才能将设计的蓝图变为优质的工程实物。因此，基础方案的选择不能单纯追求经济的最优而忽略施工的可行性，也不能仅考虑施工的方便性而忽略质量的可控制性。根据不同的需求，选择斜柱大板基础、预偏心人工挖孔桩基础、钻孔灌注桩基础、直（斜）掏挖－岩石锚杆新型复合基础、锚杆类基础和联合梁板基础。

3结语

高压线路是电力系统的重要构成，而杆塔基础是肩负着电力传输的根基，对于平稳供电有着决定性影响。因而，现实中在进行杆塔基础设计时，有必要加强杆塔基础关键性工作的重视，以提升线路设计方案的科学性。

参考文献：

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[2]《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）

[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

[4]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

[6]《电力工程地基处理技术规程》（DL/T5024-2005）

[7]王传坤,宋辉.分析35kV-110kV输电线路设计要点[J].中国科技博览，2016，（05）:327-327.

[8]张锐.输配电线路设计与施工管理[J].中国科技博览,2016,(04):111-111.

[9]李得源.<110kV～750kV架空输电线路设计规范>.中国科技博览，2016，(01）:59-59.