掏挖式基础在陇东输电线路的应用

摘要： 近年来，掏挖式基础在输电线路中得到广泛应用。这种基础具有充分利用原状土抗剪切特性、土方开挖量小、植被破坏面积小及施工进度快等优点，而且能够很好保护环境和减少水土流失，是当前最环保的线路铁塔基础形式之一。本文主要是结合陇东输电线路，探讨掏挖式基础的适用情况和经济效益。

Abstract： In recent years， the digging foundation is widely used in the electric transmission line. The foundation has advantages of full use of anti-shearing characteristics of undisturbed soil， small amount of earthwork excavation volume， small vegetation damage area and quick schedule of construction， it is able to protect the environment and reduce soil erosion， and it is one of the most environmentally friendly line tower basis. Combined with the electric transmission line of East Gansu， this paper discusses the application and economic efficiency of digging foundation.

关键词： 掏挖式基础；输电线路；土方开挖量；钢筋用量；混凝土用量；经济性对比

Key words： digging foundation；electric transmission line；earthwork excavation volume；steel amount；concrete amount；economic comparison

中图分类号：TM751 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）29-0051-02

0 引言

陇东输电线路位于甘肃省庆阳市境内。陇东地区属黄土地貌，地表为35-240m厚的第四系黄土覆盖，地形复杂，沟壑纵横，梁峁参差，地面海拔1100m-1850m，地表高差较大（约150～550m）。

陇东油区属北温带大陆性季风气候，为温凉干燥气候区。总的气象特点是干旱少雨，蒸发强烈，温差较大。平均风速为1.8m/s，最大风速为16.0m/s。标准冻土深度为67.8cm，最大冻土深度为106cm。地下水位埋藏较深，可不考虑地下水对铁塔基础的影响。

对于陇东地区地层岩性，土质多以粉土为主，中等压缩性，强度较高，带有一定的湿陷性，但多为原状土，没有受到扰动。土质的特点决定了掏挖式基础在陇东地区的输电线路工程中使用的比例会大幅增加。

陇东输电线路可研110kV线路8条，共计276公里，每公里按5基铁塔计算，需要1380基铁塔基础；35kV线路5条，共计94公里，每公里按9基铁塔计算，需要846基铁塔基础。从以上数据可以看出，铁塔基础数量之多。如果能够采用掏挖式基础，将会带来很可观的经济效益。

1 掏挖式基础的受力特点及基坑开挖方式

1.1 基础受力特点 掏挖式基础型式是将基础的钢筋骨架和混凝土直接浇入人工或机械掏挖成型的土胎内，以天然土构成的抗拨土体与基础自重相互作用而保持基础的上拨稳定，它最大限度地利用了天然原状土的强度，不仅具有良好的抗拨性能，而且具有较大的横向承载力。

1.2 基础适用条件 ①要求土质为一般性粘性土、粉质粘土、泥岩、泥质砂岩等便于掏挖成型且地下水埋藏深的塔位。②要求地基承载力特征值不应小于120kPa。③要求地下水埋深应大于10m。④要求地基土的压缩系数不大于0.5MPa-1，压缩模量不小于4MPa。⑤要求地基土为原状土，没有受到扰动。

1.3 基坑开挖形式 ①人力开挖基础。基坑开挖采用人工进行掏挖，主要适用于平地和丘陵地带，土质以坚土为主，其优点在于容易保证开挖尺寸，开挖和清理可以同步进行。②机械辅助开挖，人力掏挖成型为主的掏挖式基础。地形以丘陵地带为代表，土质以大部分坚土和部分次坚石为主，该种方法易保证设计基础尺寸，缺点是掏挖时安全性有影响，进度缓慢。

1.4 施工安全技术措施 ①为满足人工掏挖的施工操作要求和确保施工中的人身安全，掏挖式基础的基柱直径应≥0.8m，浇灌时应无水渗入基坑；②原状土基坑开挖时，以其基础“底板半径+1.0m”为半径的范围内，严禁堆放施工弃土，确保施工安全；③掏挖深度超过4.0m时，应背氧气瓶施工，防止缺氧，确保人身安全；④基坑开挖成型后，不能及时浇注时，应采取有效隔水、支挡措施防止坑壁垮塌。浇注时应严格控制扩大头部位的混凝土质量。

2 掏挖式基础与传统基础的经济性比较

此次陇东地区输电线路可研主要是110kV线路和35kV线路，故分别选取直线塔、转角塔及终端塔各3种，进行掏挖式基础与传统基础经济性对比分析，主要从从土方开挖量、混凝土用量、钢筋用量及基础造价等方面进行比较，确定2种基础的利弊。

2.1 土方开挖量

由表1可以得出，相比传统基础，掏挖式基础的土方开挖量都有很大程度的降低，最大降低87.3%，最小降低83.1%。尤其是在山区，土方开挖量的降低，给施工会带来很大方便。

2.2 混凝土用量

由表2可以看出，相比传统基础，掏挖式基础的混凝土用量基本相当。随着基础作用力的增大，掏挖式基础的混凝土用量增幅较大，最大增幅60.7%，最小增幅11.0%。

2.3 钢筋用量

由表3可以得出，相比传统基础，对于直线塔，掏挖式基础的钢筋用量有不同程度的增大，最大增幅92.6%，最小增幅62.5%，转角塔钢筋用量基本相当，终端塔钢筋用量明显减小。

2.4 基础造价

由表4可以看出，直线塔1BZM1-15这种掏挖式基础的造价高于传统基础，其余基础造价均有不同程度的降低。最大降低幅度50.1%，最小降低幅度14.8%。但是对于终端塔，掏挖式基础的埋深已经达到6.5m深，要求土质为坚土或部分坚土为主，而且单靠人工开挖，施工缓慢，安全性较差，故终端塔不适宜采用掏挖式基础。

3 结论

综上所述，可以得到以下结论：①对于35kV或110kV线路中荷载较小的的直线塔，基础采用传统基础。②对于35kV或110kV线路中荷载相对较大的直线塔、转角塔，基础采用掏挖式基础。③对于35kV或110kV线路中终端塔，基础采用联合基础。④相比传统基础，掏挖式基础在土方开挖量、植被破坏面积及投资等方面占据了很大优势。而且基础采用人工掏挖，地基不用处理，对山区施工非常方便。陇东输电线路可研铁塔基础约2226基，至少50%可以采用掏挖式基础，按平均每基铁塔基础造价降低0.8万元计算，至少可以节约投资890.4万元。

参考文献：

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