浅谈新型输电线路复合基础性能及设计方法

浅谈新型输电线路复合基础性能及设计方法

陈亮

国网山西省电力公司阳泉供电公司 山西 045000

摘要:输电线路目前常见的基础型式可分为开挖回填基础、原状地基掏挖基础、桩基础、岩石锚杆基础、螺旋锚基础和复合基础等六类，前五类常规基础得到大量工程应用，具有普遍的适用性，但也存在土方开挖量大、劳动力消耗量大、成本高、地质条件要求高等不可避免的缺点。因此，为发挥各类基础的优势规避其缺点，复合基础的设计研发受到了广泛关注。本文将主要针对复合锚杆基础，从复合岩石锚杆基础和复合螺旋锚基础两方面介绍几种新型复合基础设计。

关键词:输电线路，复合基础，锚杆，螺旋锚

1复合岩石锚杆基础

架空输电线路基础设计难以应用岩石锚杆基础，针对这一情况，提出带上部支护结构的钢筋混凝土桩—锚杆复合基础和钢筋混凝土板式—锚杆复合基础，二者均具有良好的抗拔和抗压承载力，其主要优点如下:

1)适用于覆土较厚，土层下为岩石基础的地区，桩—锚、板—锚复合基础通过土体、锚、桩(或板)的共同作用承担基础荷载，充分发挥浅、深基础的优势，避免了挖孔基础存在的工期长、难度大等问题。

2)两种基础型式在桩长较短或基础埋深较浅时，由于锚杆设置，基础抵抗上拔力的能力大大提高，无需进行岩石开挖，显著降低施工难度，提高施工效率。

带上部支护结构的钢筋混凝土桩—锚杆复合基础结构型式为钢筋混凝土桩、支护结构以及设于桩下部的锚杆组合，钢筋混凝土桩和支护结构埋置于土中，锚杆埋置于岩石中。基础的上拔力由桩和锚杆共同抵抗;下压力由桩抵抗;水平力主要由支护结构抵抗，部分由桩抵抗。支护结构包括钢筋混凝土环板和立柱，该部分可以承受基础所受的大部分水平力，有效减小桩发生侧移。锚杆采用的锚筋为钢筋混凝土桩的主筋，以保证桩与锚杆连接的可靠性，锚筋和锚孔壁之间有灌浆物。该基础型式避免采用大开挖基础，保证环保要求，特别适用于环保监管严格的海外国家，尤其适用于国外特高压或者超高压输电塔的拉线基础。

2 复合螺旋锚基础

2.1 钢筋混凝土墙—螺旋锚复合基础

该基础的结构形式为钢筋混凝土短柱、墙以及设于墙下部的螺旋锚组合。钢筋混凝土墙埋置于土中，方向与拉线在地面的投影垂直，承受拉线的水平分力。墙两侧的土体可有效限制墙发生位移，显著提高整体基础沿拉线方向的刚度。钢筋混凝土墙的设置可以大大减小基础顶部的位移，提高整体基础的抗变形能力和可靠度。短柱位于墙上部中心位置，顶部的钢板通过套环与拉线连接，将拉线的水平分力和竖向分力向下传递。螺旋锚通过专用器具拧入土中，上部埋置于钢筋混凝土墙。

2.2 钢筋混凝土短桩—悬臂梁—螺旋锚基础

输电线路基础工程实际施工过程中，不管是运用怎样的土体物理数值，都可以对其开展准确计算，其中包含深基坑结构压力，都有着非常重要的作用，主要就是为了保证施工结构具有稳定性。然而，由于深基坑支护技术在实际运用过程中有非常强的不确定因素，这样就使施工期间每个环节出现的压力，没有办法进行准确测量，因此，实际建设期间，不仅要依照库仑公式与朗肯公式开展测量，同时还要选择出最合适的物理数据开展计算。对土体物理数据进行选择过程中过于繁杂，在实际施工期间，可以根据开挖的程度以及摩擦角对数据开展调整工作，以免结构压力出现不精确的问题。螺旋锚通过专用器具拧入土中，上部埋置于钢筋混凝土短桩，可承担很大上拔力。短柱上部中心设有拉线连接器可以便于拉线和基础连接，并能够方便未来运维和检修。拉线连接器和锚筋焊接，通过锚筋与基础有效连接。锚筋下方焊有钢板，可以大大提高锚固力，降低锚固长度。针对土壤腐蚀问题，螺旋锚基础部分和钢筋混凝土悬臂梁以上部分外刷改性高氯化聚乙烯防腐蚀涂层。中、强腐蚀地区基础混凝土中加入粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等矿物掺合料。该基础可有效解决拉线基础腐蚀问题和水平位移不易控制问题。

2.3 多桩承台螺旋锚复合基础

该基础的结构形式为主柱、承台、钢筋混凝土桩和螺旋锚组合。主柱根据铁塔与基础的连接方式选择垂直柱或斜柱。钢筋混凝土桩埋置于土中，螺旋锚打入土体。承台可完全埋于土中，也可部分埋于土中。桩底部可设置扩大头，以增大端部承压面积从而提高其抵抗下压力的承载能力。螺旋锚通过专用器具拧入土中，上部埋置于钢筋混凝土短桩，可承担很大上拔力。 通常情况，输电线路的施工场地大多数都是在室外，并且基本都是高空操作，所以需要管理者充分对施工现场进行勘探工作，方便获得更加精准的基础数据信息，确保施工的正常开展。其中勘探的内容包含施工现场的地貌等各个方面，并且制定更加科学合理的施工方案，尽可能将施工中所伴随的危险因素降低，同时还要对施工期间的天气情况进行关注，以免暴风雨等恶劣天气而影响到正常。

3 关键技术的管理措施

3.1 健全施工项目管理制度

项目管理工作能够有序开展的基本保证，就是制定更加健全的施工项目管理制度。①需要制定更加健全的管理制度来保障施工现场的规范性，根据完善的制度，对施工现场中的技术员工以及管理者进行合理配置，确切每个工作人员的岗位职权，避免互相推卸责任的现象发生，确保能够有序开展施工活动。②对于企业内部每个部门之间的协调问题须重视，各个部门之间应该根据施工项目的实际状况加大沟通力度，方便快速解决施工过程中所遇到的问题。③制定更加严格的奖惩制度，为公司做出很大贡献以及价值的工作人员，要开展合理的激励方案，然而工作怠慢且消极的工作人员要响应业绩考核制度。④强调施工现场的实际状况，开展实时动态化的管理，虚心听取施工现场员工的合理建议。⑤加大安全管理工作，并且做好安全监督，针对施工现场的不安全情况要及时遏制住。

3.2 加强施工现场的勘探工作

通常情况，输电线路的施工场地大多数都是在室外，并且基本都是高空操作，所以需要管理者充分对施工现场进行勘探工作，方便获得更加精准的基础数据信息，确保施工的正常开展。其中勘探的内容包含施工现场的地貌等各个方面，并且制定更加科学合理的施工方案，尽可能将施工中所伴随的危险因素降低，同时还要对施工期间的天气情况进行关注，以免暴风雨等恶劣天气而影响到正常。需要根据施工的实际状况开展勘探工作，保证该工程项目能够顺利开展，因此，在施工前期，首先要制定出合理科学且规范的施工图纸。实际运用施工图纸过程中，首先要从施工地的实际环境着手，根据土壤应力的状况和物理力学的有关理论知识，便于开展测量以及探究工作，基于施工过程具有规范性，有效推动工程顺利开展。

3.3 优化输电线路

针对施工施工期间而言，首先要构建有关的结构，在此阶段中，结构作为土木建设基础运作过程中的临时结构，对于施工开挖以及施工发展运转有着非常重要的功能。实际建设期间，要求根据结构的作用，并且结合不同的类型进行区分，发挥技术优势，使其达到输电线路基础基础有关标准，保证该技术符合相关要求。

结语

复合基础可将不同常规基础进行组合，充分发挥不同基础的优势，降低常规基础型式的缺点，以达到节约工程量、缩短工期、保护环境、降低工程造价的目的。目前国内关于复合基础的研究还处于前期和试点使用验证阶段，离大规模推广尚有一定距离。本文提出的几类新型复合基础设计较目前采用的基础型式有一定突破，期许为未来复合基础的研发设计提供参考。

参考文献:

［1］刘振亚．深入学习贯彻习近平总书记重要指示精神推动我国能源电力转型与高质量发展［J］．中国电力企业管理，2019(10):11-19．

［2］刘树堂．输电杆塔及基础设计［M］．北京:中国电力出版社，2008．

［3］陈 榕，高宇聪，孟宪彬，等．我国输电线路基础型式对比及其适用性分析［J］．东北电力大学学报，2015，35(6):77-85．

［4］罗正帮，王 力，杨雪峰．输电线路复合基础设计简析［J］．工程与建设，2014，28(2):245-246．