1、Industrial Construction Vol.38,Supplement ,2008工業建筑2008年第38卷增刊輸電線路鐵塔基礎的概念設計許濤王浩王振江(煤炭工業濟南設計研究院有限公司濟南250031摘要:針對不少輸電線路鐵塔基礎造價偏高的情況,對其進行優化設計研究,提出概念設計的思路:一是考慮回填土的抗拔作用;二是一般情況下,基礎深埋比淺埋更經濟;三是可考慮設計鋼筋混凝土擴展基礎替代混凝土剛性基礎。關鍵詞:基礎概念設計經濟CONCEPTUAL DESIGN OF FOUN DATION FOR A TRANSMISSION L INE T OWERXu Tao Wang Hao

2、Wang Zhengjiang(Jinan Design &Research Institute ,Ministry of Coal Industry Jinan 250031Abstract :Due to the cost of foundation of some transmission line towers is high ,the optimal design is done and the thought of concept design is present :firstly ,calculate the backfill that resist the pullo

3、ut 1Secondly ,common a deep foundation is more economic than a shallow one 1Thirdly ,using a reinforced concrete spread foundation instead of a concrete rigid foundation 1K eyw ords :foundation concept design economy第一作者:許濤男1976年5月出生工程師國家一級注冊結構工程師注冊咨詢工程師(投資收稿日期:2007-05-29目前設計輸電線路鐵塔基礎,相關規范如1對其僅作了原則性規

4、定,還不一定符合結構規范2-3的要求,這方面的設計資料較少。事實上,設計同一塔型、自然條件類似的鐵塔基礎,不同單位、不同人員設計的主材用量不盡相同,甚至相差很大,建設單位認為基礎造價普遍偏高。對鐵塔基礎進行了優化設計研究,提出了概念設計思路:一是考慮回填土的抗拔作用;二是一般情況下,基礎深埋比淺埋更經濟;三是可考慮設計鋼筋混凝土擴展基礎替代混凝土剛性基礎。1基礎設計111概念設計定義所謂概念設計一般指不經數值計算,而是依據建筑結構的一般規律性特征、主要屬性以及與其他事物聯系的本質,從整體的角度來把握設計方向?？梢栽谠O計的方案階段迅速、有效地進行構思、比較與選擇,易于手算。所得方案往往概念清晰、

5、定性正確,避免后期設計階段一些不必要的繁瑣運算,具有較好的經濟可靠性。同時,也是判斷電算程序輸出數據可靠與否的主要依據。112優化設計研究基礎受力主要有:上拔力、下壓力、水平力?；A大小在一般地質條件下,均由上拔力控制。下面從抗上拔力方面進行研究。11211回填土的抗拔作用有的設計人不考慮回填土的抗拔作用,僅考慮混凝土基礎自重抗拔,導致基礎混凝土用量偏多,造成無謂的浪費。根據規范1,基礎的抗拔穩定,應滿足式:N G/R1+G 0/R2式中,N 為基礎上拔力標準值;G 0為基礎自重標準值;G 為應考慮的土體豎向抗力標準值;R1、R2分別為土體上拔穩定系數、基礎自重上拔穩定系數。G 的計算,可按手

6、冊4,一般可采用土重法計算。需考慮不同回填土的不同上拔角、回填土的臨界深度、水平力對抗拔力的影響、相鄰基礎抗拔土體的重疊部分等?？紤]回填土G 的抗拔作用,可使基礎計算更精確、合理,大大降低基礎混凝土用量。如核算已建成的某礦井110kV 輸電線路鐵塔基礎,其7732215型鐵塔基礎混凝土用量可由84124m 3減為54176m 3,147減少35%,大大降低了基礎造價。11212基礎深埋與淺埋的比較以7714218型鐵塔基礎為例,分別以埋深313、213m,在剛好滿足上拔力的情況下,設計基礎如圖1所示。設計條件:土體上拔角20°,計算內摩阻角30°,地下水位在自然地坪下1m,

7、R1、R2分別為215、115,土重度18kN/m3,混凝土重度24kN/m3 。圖1深性和淺性基礎構造由圖1可以看出:基礎深埋比淺埋混凝土用量少(具體用量比較見表1。注意:此處僅考慮基礎本身設計,實際尚應綜合考慮基坑降水、支護,挖、填方,材料運輸等因素,在地下水位較低、運費較高等條件下或者說其他費用相差不大的情況下,基礎深埋比淺埋更經濟。設計時應首先想到基礎盡量深埋。11213采用鋼筋混凝土擴展基礎與混凝土剛性基礎的比較目前設計的鐵塔基礎,普遍為剛性基礎,混凝土用量較大。可采用鋼筋混凝土擴展基礎代替混凝土獨立基礎,充分利用基礎底板以上的抗拔土體的作用。以7714218型鐵塔基礎為例,埋深21

8、3m,混凝土采用C25,在剛好滿足上拔力的情況下,設計基礎如圖2所示?；A底板上部鋼筋的計算,可參照有關手冊按懸臂板計算。承受的均布荷載q由上拔力除以抵抗面積求得,并宜考慮乘以受力不均勻系數111?；A底板下部鋼筋的計算,按普通鋼筋混凝土獨立基礎設計。由基礎所受下壓力、水平力求得。由上圖與規范21212條的淺基礎設計比較可看出,鋼筋混凝土擴展基礎混凝土用量要少見表1。在地下水位較高、運費較高等條件下,可考慮設計鋼筋混凝土擴展基礎替代混凝土剛性基礎。11214基礎所用主材的比較將前面算例的結果(均考慮了抗拔土體的作用,在剛好滿足上拔力的情況下進行計算,進行歸納比較,其主材用量詳見表1。247圖2

9、鋼筋混凝土擴展基礎表1鐵塔基礎主材比較表(7714218混凝土用量/m3C25C15(墊層C15(螺栓保護帽鋼材用量/kg基礎基柱基礎底板剛性基礎深埋基礎(313m241831401257014010淺埋基礎(213m451251201241014010擴展基礎淺埋基礎(213m34105160124101435112可以看出:一般情況下,基礎深埋比淺埋更經濟;可考慮設計鋼筋混凝土擴展基礎替代混凝土剛性基礎。而且,基礎所受上拔力越大,其經濟效果會越明顯。2結語輸電線路鐵塔基礎設計時,一定要概念清晰、思路明確,綜合考慮各種因素的影響,使自己的設計滿足適用、安全、經濟的要求。參考文獻1G B50061-9766kV及以下架空電力線路設計規范2G B50007-2002建筑地基基礎設計規范3G B50010-2002混凝土結構設計規范4能源部東北電力設計院1電力工程送電線路設計手冊1北京:水利水電出版社(上接第735頁4結語齊魯鞋城商業樓已于2007年初通過竣工驗收并投入使用,且使用狀況良好。由此可見在地質條件較好的情況下采用獨立基礎+防水