高压输电线路杆塔基础稳定性的研究

Stability of Poles Foundation in High-voltage Transmission Line

Wu Yi

（湖南省电力公司岳阳电业局，岳阳 414000）

（Electric Power of Hunan Yueyang Power Administration，Yueyang 414000，China）

摘要： 输电杆塔基础的稳定性定义是保证杆塔在水平负载、垂直负载、事故断线和外力作用下不发生倾覆，上拔、倾倒和下沉，因此对输电杆塔基础稳定性的研究是非常有意义的。

Abstract: The stability of poles foundation in high-voltage transmission line is that it does not overturn, pull out, topple and fall, and sink under the horizontal load, vertical load, broken wire and exogenic action. Therefore, the research on the stability of poles foundation is very significant.

关键词： 高压输电 杆塔基础 稳定性

Key words: high-voltage transmission；poles foundation；stability

中图分类号：TM7 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）32-0047-01

0引言

输电线路杆塔的基础部分既是杆塔地下的总体统称。杆塔基础稳定是输电线路可靠工作的前提。在基础施工过程中，也应结合工程地质情况，在满足设计要求的情况下，选择合理的施工方法，确保基础的稳定和安全。

1主要杆塔基础的对比

1.1 岩石类型基础岩石类型基础是将锚筋固于灌浆的岩石孔内，借岩石自身、岩石与砂浆间的粘合力来阻挡杆塔上部结构传来的外部作用力，以此保证杆塔结构的稳定。这种类型基础的好处是有很好的耐拔性，可以节约大量的水泥、钢材、木材，避免了岩石的开挖坑。

1.2 复合式沉井基础复合式沉井基础是针对地下水位较高的软土地基的一种新型的基础类型。为了适应结构物和地基的特点，在实际中产成了很多类型的深基础。沉井基础的优点是可以阻挡比较大的负载，基础的整体性较为突出，而且其井壁不仅是基础的一部分，又是施工时防水和挡土设备，保证挖土的顺利进行，这种基础不需较复杂的施工工具，可同时开工。

1.3 灌注桩类型基础灌注桩在施工上不好控制，施工过程也比较复杂，因此工程的准备工作就比较重要。桩孔灌注桩的施工方法可分为无水和注水两种方式，主要优点是施工简单，安全可靠；缺点是造价比较高。

1.4 联合基础联合基础是把塔支架的基础用一个基础板连成一个整体。联合基础的施工对设备的要求较低，土方开挖采用人工即可，基础配筋要求也不高，并且施工时也不受环境的影响。

2杆塔基础稳定性施工方法

2.1 基础施工中把握不好会有跑浆露筋的现象，采用以下方法可以消除这种现象的出现：①在浇灌立柱砼时往外角下料，以达到立柱内外角的砼浆石均匀的目的。除用机械捣固外，还应用捣固钎捣固主柱的四个面处的砼，以免产生露筋的现象。②在砼浇制到阶梯结合处时，在上层模板外侧底部四周与下层阶梯砼之间的空隙用砼堆起来，然后再往上层阶梯模内浇灌砼，待浇灌到一定高度后，进行捣固，待见到砼堆垒起来的模板四周开始冒出水泥浆后停止振动，继续浇注砼。③在进行斜插基础浇制施工的过程中，测量人员经常检查基础顶面根开、插入角钢顶面的棱到棱半根开、高差、倾角等，如有误差及时调整。④斜插基础主角钢位置控制是关键，因此在基础施工之前需要制作砼垫块，对垫块进行相关数据测量并操平找正，然后在垫块的四周用砂浆及碎石填塞，使其稳定。⑤在基础回填时，为防止基础移位或倾斜，应该在基础周围均匀回填。

2.2 软地基基础加固当杆塔基础处于软地基时，除了保证基坑开挖和砼浇制过程的排水措施正常工作外，还应避免基底原状土受到扰动，以下介绍两种基础加固方法：

2.2.1 加压注浆法：首先将几个直径200mm，长度与基础埋深一样的钢管打入土中，向其中压入水泥和粉煤灰混合的水泥浆，挤入管底四周的土中并穿透渗入回填土的空隙。

2.2.2 振动紧密法：增加的碎石可以改善土壤的组成，使其密实度增加。将长筒形振动头深振入土中，使附近的土被振实。振动结束后，在振动头形成的孔中填入碎石，使其形成一个个碎石柱。

3杆塔基础稳定的举例计算

已知条件：■JG60。管型铁塔转角60°。

导线 110kV LGJ一240/40两回￡许=6.44kg／mm2

10kV LGJ一185／30两回￡许=6.44kg／mm2

地线GJ-50两根￡许=15kg／mm2

档距最大120m，高差均＜10%

气象条件：TMAX=400C TMIN=-400C

V=30m／sb=10mm

地质情况：V=17kN／m β=300 [R]=150kPa

铁塔受力分析：

该塔共4回导线，110kV线为转角60°。10kV线为直线引走。根据导线应力计算，导线最大应力出现于最低气温，t=-40℃，V=0，b=0。此时塔身受的水平力距最大：

导线截面为277.75mm2，地线为50mm2。此时的水平力：s=120（kN）

水平力距：SCH=2528KN.m

安全系数：k=2.2

kβSoH= 2.2×2528=5562（KN.m）

基础抗倾覆计算采用b1=bo=2.2m H=6.8m

Q=Ws+Go （塔重+基础重）=937kN b=Kobo=3.0

基础计算宽度E=1／2mbh2=3329 m=48

θ￡=（kSo+Q*f）／2E（1十f2）+1/2=0.59θ3=0.453

y=（θ￡-kSof）/（1十f2）=585

基础极限力距（倾覆）：

Mj=2／3Eb（1-2θ￡）+y（e+f）-1／2fbjE=6365（KN.m）

Mj>KSoH 满足铁塔倾覆要求。

地耐力：

R=[R0]+mBv（B-3）+mhvp.（h-1.5）=323.4（kPa）

容许值：323.4×2.2=1565>>Q=937（kN）

满足对地基压力的要求。

4结语

在高压输电杆塔设计中，常常以结构的几何形状、截面尺寸等作为重要的考虑因素。而在实际工程中，这些因素都或多或少存在着不可预见性。这些不确定因素的存在必然会使结构特性及响应的不确定性变得频繁，所以稳定性的研究就具有很大的实际意义。换言之，稳定性的研究就是在结构设计问题中存在不确定因素时，将使结构的响应值散布趋于最小作为设计问题的优化目标。

参考文献：

[1]黄国辉.高压输电线路杆塔各种基础比选.中国高新技术企业，2007，6．

[2]余自强.输电线路杆塔基础加固的两种方法.江西电力，2006，（5）．

[3]曾友金，王年香，章为民等．软土质地区微型桩基础试验研究．岩土工程学报，2003，（02）．

[4]彭立才，程永峰等．插入式基础抗拔试验研究．岩土力学，2004，（12）．

[5]夏江南，徐成等．软土地基中杆塔的桩基.浙江建筑，2003，（6）．

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作者简介：伍艺（1979-），男，湖南宁乡人，中级工程师，研究方向为输电线路设计。