1、崗鐵線鐵塔基礎形式改進探究提要：本文分別就直線塔和耐張塔在水田中采用階梯式基 礎和斜柱大板基礎進行了經濟技術比較，得出了優化的基礎 形式。關鍵詞：鐵塔水田階梯式基礎斜柱大板基礎優化中圖分類號：tn823+. 12文獻標識碼：a文章編號：一、前言隨著國家提出建設“資源節約型，環境友好型”社會的 要求，國家電網公司相應提出建設“資源節約型、環境友好 型”輸電線路、要求在線路中應用"新材料、新技術、新工 藝”，這對設計工作提出了更高的要求。本文就崗市變至鐵 山變220kv送電線路鐵塔基礎形式的選擇進行技術經濟上的 比較，提出了適合河網地區的優化基礎型式。崗市變至鐵山變220kv送電線路起于

2、崗市500kv變電 站，止于鐵山220kv變電站，按雙回路設計，線路路徑長度 約3. 6kmo線路位于常德市鼎城區，該地區經濟較為發達， 人口密集，房屋眾多，地形以丘陵和河網為主。二、適用于本工程的鐵塔基礎形式的比較鐵塔基礎有巖石嵌固基礎、巖石錨桿基礎、掏挖基礎、 階梯型基礎、直柱大板基礎、斜柱大板基礎、灌注樁基礎、 聯合基礎、復合沉井基礎等形式。在本工程的地質條件下， 適用于本工程的基礎主要有掏挖基礎、階梯型基礎、大板基 礎、斜柱大板基礎等。掏挖式基礎適用無地下水的硬塑粘性土地基，在丘陵和 山地應用較為廣泛。在基坑施工可成型的情況下，開挖基坑 時不擾動原狀土，避免大開挖后再填土。基礎承受上拔

3、荷載 時，原狀土的內摩擦角和凝聚力得以充分發揮作用。這種基 礎型式本身具有較高的經濟效益和環境效益，根據以往工程 的統計，由于各線路地質條件的不同等原因，直線塔采用全 掏挖基礎比用階梯型基礎節約鋼材和混凝土分別為37%和 820%,轉角塔應用掏挖式基礎效益更加明顯。位于河網地區的鐵塔，在以往220kv線路工程中，最為 傳統的基礎形式為階梯型基礎。階梯型基礎的特點是適用各 類地質、各種塔型，施工方法采用大開挖，模板澆制，成型 后再回填土，利用土體與混凝土重量抗拔，基礎底板剛性抗 壓，不配鋼筋。但階梯型基礎混凝土量較大，埋置較深，易 塌方及有流砂地區基坑開挖困難。斜柱大板基礎的特點是基礎主柱坡度與

4、塔腿主材坡度 一致，塔腿主材角鋼直接插入基礎混凝土中，使基礎水平力 對基礎底板的影響降至最低。在正常條件下，基礎土體上拔 穩定、下壓穩定和基礎強度計算可忽略水平力的影響。與臺 階基礎基礎相比，由于偏心彎矩大大減小，下壓穩定控制的 基礎底板尺寸可相應減小，從而降低了混凝土量和底板配筋 量。由于省去了塔座板和地腳螺栓，其鋼材的綜合指標降低 了 25%左右。斜柱大板基礎在平原、河網地區使用較多，其 最大優點就是節省基礎材料，施工較為方便。其缺點是施工 精度要求高。對于高壓縮性軟弱土地區，其基礎底面地基處 理一定要重視基礎墊層和基坑排水，并應嚴格按照有關規定 執行。因為一旦發生擾動基底軟土或排水不及時

5、，就可能引 起基礎的不均勻沉降，很難進行處理。在本工程中，按照以 往的設計經驗，本工程河網地段土質以中壓縮性土為主，地 質條件完全可以滿足斜柱大板基礎應用的要求。斜柱大板基礎與塔身連接方式采取插入角鋼連接，而臺 階基礎與塔身的連接是通過地腳螺栓和塔腳板來實現的，從 傳力途徑方面來講，插入角鋼式基礎其鐵塔基礎作用力直接 順主材方向傳至基礎底部，而地腳螺栓連接則是通過螺栓將 作用力傳給基礎主柱，再由主柱傳至基礎底部，兩種傳力方 式中，前者更為合理、優越，因此斜柱大板基礎的結構形式 也顯得更加合理。與斜柱大板基礎相比，臺階基礎存在以下缺點：基礎混 凝土方量大，棄土量大；與基礎連接需要采用塔座板和地腳

6、 螺栓，用鋼量大；基礎水平力對基礎立柱的影響大，立柱偏 心受拉和偏心受壓的程度較斜柱大板基礎為甚，立柱用鋼量 較大。因此，與斜柱大板基礎相比，臺階式基礎要消耗更多 的鋼材、水泥、砂卵石、水等資源，由于堆在塔基范圍內余 土量較大容易造成水土流失，對環境的影響也更大。其唯一 的好處是作為最傳統的基礎形式，施工較為簡便。三、本工程位于水田中的鐵塔采用斜柱大板基礎的必 要性與可行性此前在220kv輸電線路工程中很少用到斜柱大板基礎。 究其原因，一方面，原來的220kv輸電線路輸送容量較小， 線徑較小，分裂導線應用的情況也不多，桿塔負荷不大，采 用斜柱大板基礎的需求并不迫切；另一方面，主要是斜柱大 板基

7、礎對施工單位的要求較高，一般施工單位難以保證施工 質量滿足要求；最后，國家對資源節約的要求也沒有提到象 現在這樣的高度。因此，220kv輸電線路在水田等類似地質 條件情況下廣泛應用的是階梯型基礎。而隨著國民經濟的發展，一方面，220kv輸電線路的輸 送容量越來越大，線徑越來越粗，分裂導線應用的情況也越 來越普遍，桿塔負荷隨之急劇加大，基礎作用力也隨之急劇 加大；另一方面，2008年全國范圍內輸電線路的冰凍災害 導致大量倒塔事故，為適應冰雪災害逐年增加的情況，國家 對輸電線路設計規范進行了修改，而修改后的新規程要求對 覆冰工況進行更加嚴苛的計算，按照新規程，桿塔設計將比 99版規程更強，基礎作用

8、力也將更大；最后，國家明確提出 建設"環境友好型”、“資源節約型社會”，將資源節約提 高到了政治高度，各行各業也因應國家要求提出了本行業節 約資源、保護環境的一些具體做法，國家電網公司就明確提 出建設“兩型三新”輸電線路的要求。因此，220rv輸電線 路鐵塔在水田等類似地質條件下采用一種更為合理的基礎 形式來代替階梯型基礎成為了 一種迫切的需要。近年來，隨著施工技術的提高，在500kv線路中，斜柱 大板基礎在水田及類似地質條件下的應用越來越普遍。正因 為在500kv等級的線路工程中已經作了大量的工作，從施工 角度而言，技術能力較高的施工單位來施工斜柱大板基礎不 存在任何問題。在220

9、kv輸電線路中廣泛應用斜柱大板基礎 從施工角度而言也不存在障礙。四、本工程中應用斜柱大板基礎與臺階式基礎的計算 比較1、基礎設計參數1. 1、基礎作用力本工程所選用的塔型均為湖南省電力公司輸電線路典 型設計中2xf模塊的鐵塔，均為220kv雙回路鐵塔。根據 湖南省電力公司輸電線路典型設計220kv桿塔基礎條件參 數表（第一批），分別選取2xf-szc4型直線塔33米呼高和 2xf-sdjc1型轉角塔24米呼高所對應的基礎作用力做為此次 基礎計算的設計值，詳見表-1。表-1 （單位：kn）注：t為上拔力，tx為基礎上拔時x方向的水平力，ty 為基礎上拔時y方向的水平力；n為上拔力，nx為基礎下壓 時x方向的水平力，ny為基礎下壓時y方向的水平力。1.2、基礎設計地質條件由于本工程大部分塔位處于水田當中，土質地質條件皆 為可塑粘土，重度取值16kn/m3,上拔角取20° , 土壓力參 數取48kn/m3,地基承載力特征值取140kpa,修正時均按孔 隙比和塑性指數都小于0. 85的粘土考慮。2、基礎的優化計算方法本工程兩種形式基礎計算均根據架空送電線路基礎設 計技術規定dl/t5219-2005,在鐵塔基礎優化設計軟件tfod 支持下，基于相同的優化標準設計完成。在滿足受力合理的前提