柔性基础的设计与在送电线路中的应用

摘要：柔性基础因其较大的抗拔能力和较浅的埋深，在土质较差和埋深限制严格的条件下，有着广泛的应用前景。我院在阜新石金皋风力发电场新建工程等设计中使用了柔性基础，取得了不错的经济效益和社会效益。

关键词：送电线路；柔性基础；环保；经济

中图分类号：TV 文献标识码： A

引言

随着我国经济和建设的飞速发展，用电需求的快速增长，对输电线路投资的不断增加。杆塔基础作为输电线路结构工程的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重，基础型式选择与设计优化是当前输电线路工程迫切需要解决的问题。

我院目前在输电线路铁塔基础设计中主要采用的是台阶式基础和灌注桩基础，基础形式相对单一，设计较为保守，因此需要扩充其他类型基础以合理应对工程中的各中地质条件，降低工程造价。

对于地基承载力不足和基础埋深受限同时存在的这类情况，采用柔性基础是良好的解决方法之一。即避免了台阶基础承载力不足的情况，又降低了如果采用灌注桩基础形式带来造价的增加。

一、柔性基础的技术原理

在以往的设计中，当基础荷载较大、地质条件较差时，如果采用台阶式基础就必须满足台阶式基础宽高比要求，相应的基础埋深增大，往往会给设计时基础布置和地基持力层选择、施工时基坑开挖与排水带来不便，提高工程造价。而灌注桩基础虽然具有承载力高、稳定性好等特点，但通常情况下混凝土和钢筋用量比大开挖基础要大很多，而且还需要专用的施工机械，造价更为昂贵。

柔性基础的高度不受台阶式基础允许宽高比的限制，通过扩大底板尺寸来增加基底面积，利用增加的回填土重量来抵抗上拔力，保持基础的稳定性，同时也减小了基础埋深，适宜用于有软弱下卧层和地下水位较高的地质条件，即需要“宽基浅埋”的场合使用。但是柔性基础同台阶式基础相比要增加基底配筋，钢筋的用量有大幅度提升。下图为柔性基础开挖时的基坑和成型后的布置。

开挖时的基坑 成型后的布置

二、设计和施工要点

柔性基础的基本计算原理与台阶式基础相同，均是采用土重法，由于柔性基础底板台阶不受刚性角限制，需对底板配置钢筋。是以钢筋受拉、混凝土受压为特点的钢筋混凝土基础，当考虑地基与基础相互作用时，必须考虑基础的挠曲变形，因此相对台阶式基础需额外进行底板抗弯强度计算和底板冲切计算。

由于使用柔性基础的地质往往存在软弱下卧层，因此还需进行软弱下卧层验算，以保证上覆持力层部不发生冲剪破坏。

使用柔性基础时要注意混凝土垫层的布置，而且要注意基坑及时排水，防止基坑坍塌，保证混凝土浇注的顺利进行。

三、实际应用

我院近年设计的部分工程中，经常因为地质条件较差，存在软弱下卧层而采用灌注桩基础形式，这虽然保证了基础质量，但是也增加了工程造价，未能最大程度地利用原有的地质条件。

为了丰富基础类型，更完善地做好铁塔的基础设计，我院一直在不断积累各种类型基础的设计经验。

在阜新石金皋风力发电场新建工程的设计中，26#转角塔采用的柔性基础就具有代表性。由于此转角塔承受不平衡张力，基础作用力较大。根据现场勘测及地质勘察报告，该处为强、中风化岩石，越往下岩石完整性越高。若采用台阶式基础，基础开挖土石方量太大，操作困难，造价较高。为了降低工程造价和简化施工工艺最终通过采用柔性基础的“宽基浅埋”，扩大了基底面积，将基础埋深控制在3米，减少基础开挖量，很好地设计了该塔基础，详见下施工图。目前该线路基础已施工完毕，线路投运后运行良好。

石金皋风电场26#转角塔基础施工图

四、推广应用前景

柔性基础在我国应用较为广泛，积累了许多成熟的经验，但在沈阳地区却较少采用，这主要是因为北方地区沼泽、淤泥地质较少，柔性基础没有普及意义。我院以前对于工程中出现的软弱下卧层和地下水位受限等台阶式基础难以实施的情况往往改为灌注桩，造价增加很多，若改为柔性基础便可以有效节省投资，也最大程度地利用了原有的地质条件。

而且对于运输较困难的塔位，混凝土的运费往往比钢筋增加的更多，由于柔性基础混凝土耗量较少、施工难度小的特性，此时用来代替普通台阶式基础也是经济效益明显的。

随着电网建设速度的加快，因地制宜，节省高效地进行线路设计成为必然趋势，为响应国家电网公司“两型三新”的号召，柔性基础等应用较少的基础类型有着广泛的应用前景。

参考文献

[1] 张殿生.《电力工程高压送电线路设计手册》.北京：中国电力出版社，2002

[2] 东北电力设计院.《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219-2005.北京：中国电力出版社，2005