输电线路设计_基础设计 39页

输电线路设计2021年8月4日张鸣根底设计 1、根底分类及常用根底形式介绍2、根底选型的根本原那么3、根底设计的一些根本计算工程4、佛山地区常用根底形式探讨5、根底设计图纸识图6、根底设计要点7、根底设计中的环保措施8、根底计算例题 一般情况下，铁塔可以选用现浇钢筋混凝土根底〔柔性和刚性〕或混凝土根底；地下水埋藏较深的粘性土地区可采用掏挖根底；岩石地区可采用锚筋根底或岩石嵌固根底；软土地基可采用大板根底、桩根底或沉井根底；运输或浇制混凝土有困难的地区，可采用预制装配式根底或金属根底；电杆及拉线宜采用预制装配式根底。1、根底分类及常用根底形式介绍 (1)受拔根底—转角塔的受拔腿,一般为外角侧两个腿(2)受压根底—转角塔的受压腿,一般为内角侧两个腿(3)受拔兼受压根底—直线塔或小转角塔的四个腿,或终端塔某对角线上两个腿根底腿号规定:面向大号，顺时针方向，依次为ⅠⅡⅢⅣ腿。按受力状况分 人工掏挖根底A适用范围地下水埋藏较深的粘性土地区B优点力学性能：由于减少了对原状土的扰动，采用“剪切法〞计算上拔稳定，充分发挥地基土的承载性能，所以可节约根底材料；施工：可“以土代模“，土方工程量少，减少施工费用；环境保护：该根底一般可就地开挖，所需施工基面小，减少了对塔位水土和植被的破坏；应用效果：该根底形式运行过程的根底变形小，有较大的强度储藏。C缺点对地质条件要求高，有地下水时不能采用，孔壁易塌方的沙类土不宜采用，荷载太大时经济指标不好。全掏挖根底 半掏挖根底A适用范围地下水埋藏较深的粘性土地区B优点相比全掏挖根底，半掏挖根底根底底板尺寸可以不受根底主柱尺寸的限制而加宽，而同时又能保证原状土抗拔剪切面。因此半掏挖根底可以降低基底的平均压应力，同时增加根底抗拔能力，基坑的土方量介于全掏挖根底和开挖根底之间。在工程局部地型破碎，掏挖困难的塔位适合采用半掏挖根底。C缺点有地下水时不能采用；材料消耗大于全掏挖根底。直柱半掏挖根底 混凝土板式根底〔柔性〕 A适用范围除淤泥等极软弱地基外的一般地质条件、各种塔形均可使用。B优点具有材料消耗少，设计成熟，可应用的地质条件广泛，能满足各种根底作用力要求，施工方便，是目前使用最为广泛的输电线路根底型式。C缺点大开挖土方会导致较大环境破坏混凝土板式根底〔柔性〕 本类根底又有直柱式和斜柱式两种，由于斜柱式根底的传力路径较好地适应了上部结构作用力的特点，与直柱根底相比，因斜柱根底主柱中心的斜率与铁塔主材坡度相同，因此与根底轴线垂直的水平力减少50%以上，而轴向根底作用力仅增大1%～2%，结果大大改善了根底立柱、底板的受力状况，较大地节约了根底材料用量。同时，由于水平力的减少，减少了根底承压强度，使根底的侧向倾覆稳定性得到显著的提高。因此斜柱式较直柱式有较明显的优势，是目前国内外应用最多的开挖类混凝土板式根底形式。斜柱柔性板式根底还有几种派生形式如底板掏挖式、扩展式、肋板式等。混凝土板式根底〔柔性〕 混凝土板式根底〔刚性〕 A适用范围除淤泥等极软弱地基外的一般地质条件、各种塔形均可使用。多用于需要采用重力式或半重力式根底的塔位B优点计算理论清晰、工程经验丰富，施工方便。C缺点大开挖土方会导致较大环境破坏，混凝土耗量较大，经济性较差。混凝土板式根底〔刚性〕 岩石嵌固根底A适用范围适用于交通不便，机具搬运困难的中、强风化岩石地区，特别适用于抗剪强度小于30kN/m2的岩石地基。B优点充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。C缺点对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的巩固及风化程度情况，准确落实相关设计参数。 A适用范围适用于交通方便，机具搬运较方便的微、中风化岩石地区，要求岩石覆盖层浅，整体性好。B优点充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都很小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。C缺点对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的巩固及风化程度情况，准确落实相关设计参数，并进行现场试验以验证设计平安性；施工机具较重，搬运不方便。岩石锚桩根底 A适用范围输电线路灌注桩根底主要使用在淤泥、淤泥质土较厚的软弱地基、有较大河流或海岸冲刷的塔基等。B优点承载能力高、能抵抗较大水平力，可穿透较厚的软弱土层，易于控制地基的不均匀沉降。C缺点费用高，桩身质量控制难度较大。岩石锚桩根底 灌注桩根底 A灌注桩根底的类型单桩：低单桩、高单桩群桩桩基：低桩承台、高桩承台〔一般有双桩、四桩、多桩等对称布置〕高桩框架：刚接框架、铰接框架 B灌注桩设计和施工本卷须知〔1〕入土深度自设计地面起不小于6米，桩径宜取.6~1.8米，桩间距不得小于2.5倍桩径。〔2〕桩、承台、连梁混凝土强度等级不小于C20。〔3〕桩身主筋应通常配置，不少于8XØ10，净距不小于60mm.〔4〕灌注桩达设计深度后应立即清孔，清孔后泥浆比重不应大于1.15，沉渣厚度不大于100mm，一般清孔后30分钟以内应浇筑混凝土，否那么应再次清孔。〔5〕混凝土应使用导管浇筑，导管直径200~300mm，混凝土自由沉落高度不应大于3m。〔6〕混凝土浇筑应连续进行，中断时间不得超过混凝土的初凝时间。〔7〕一般全部桩基均应采用低应变法进行成桩质量检查，特殊情况下可要求采用高应变法检测。 2、根底选型的根本原那么技术合理性技术合理性是最重要的指标。一般只要满足地基上拔稳定、下压稳定、倾覆稳定，变形小于允许值，根底自身强度符合要求，就做到了技术合理性。事实上由于土力学本身是一个不断开展的学科，对土的根本特性的认识的局限性会影响到设计的合理性。 施工技术的可行性线路根底在全路径内分布，沿线交通运输条件一般较差，尤其是山区线路，施工机械进场困难，限制了机械化施工的应用，在根底选型时应充分考虑这一因素。经济性技术合理、施工可行的根底方案一般有多个方案，造价上下是多方案比较最重要的指标。 上拔稳定计算A土重法：根底的极限抗拔力由根底的自重和根底底板上部所切的倒截土锥体的重力组成，大开挖类根底的上拔稳定都采用土重法计算。3、根底设计的一些根本计算工程 B剪切法：根底的极限抗拔力由根底的自重和土体破环面上的剪阻力共同承担，掏挖根底的上拔稳定用剪切法计算。 地基下压稳定计算验算根底底板的应力满足地基承载力的要求。地基变形计算处在软柔地基的根底应验算地基变形。根底倾覆稳定计算钢杆根底、窄基塔的根底以及宽基铁塔的联合根底需要计算根底的倾覆稳定。根底强度计算包括主柱正截面强度计算〔决定主柱配筋〕、主柱斜截面强度计算〔决定主柱箍筋〕、底板正截面强度〔决定底板配筋〕和底板抗冲切计算等。 山区、丘陵地带鱼塘、泥沼地带规划公路、规划用地区域耕地、农田地带4、佛山地区常用根底形式探讨 5、根底设计图纸识图根底局部图纸组成根底施工说明：最重要的也是最容易被无视的局部，包括技术施工的执行标准、本卷须知等。根底配置表：包括各塔根底根开、根底规格、出土高度、地脚螺栓规格和间距等数据。根底施工图：包括根底的平、立、剖面图，配筋图，根底材料统计等内容。 根底说明 根底配置表 桩根底声测管 根底设计图例根底一览图 根底施工图 根底施工图 根底施工图 6、根底设计要点(1)满足稳定要求—根底外形及埋深满足上拔下压要求即承载力>=外力*平安系数(2)满足强度要求—根底构造(截面尺寸及配筋)满足要求,不会破坏,即承载力>=内力*平安系数(3)稳定设计平安系数杆塔类型上拔1上拔2倾覆下压土抗力有关根底自重有关直线型1.61.21.5按地直线转角型2.01.31.8基承转角,终端,大跨越型2.51.52.2载力 总体思路“因地制宜，绿色环保，经济适用，平安可靠〞是我们输电线路工程力争到达的最正确效果，这就必须将环境保护这一理念贯穿于输电线路工程的全过程中。在设计阶段充分考虑输电线路工程对环境的影响，尽可能减少或防止破坏原有自然地形地貌，到达事半功倍的效果，严禁出现先污染后治理的被动局面，良好的设计方案不仅能减少财产损失，并且保护了环境，节约了资金，使我们的输电线路工程产生最大的经济、社会和环境效应。7、根底设计中的环保措施 全方位长短腿杆塔设计输电线路经过的地形各色各样，地形也千差万别。当铁塔位于斜坡或台阶地时，塔腿之间会形成高差，这就要用长短腿来平衡，长短腿在四个任意方向都可以连接。目前塔腿级差一般设计为1.5m，长短腿的最大差值一般设计为9.0m。而地面高差是任意值，当长短腿不能完全平衡地面高差时，一方面可将局部主柱露出地面，另一方面塔腿级差可缩短为1.0m，长短腿的最大差值也可以扩大，力求做到不开方或少开方。设计杆塔时，应考虑在杆塔位于陡峭山顶控制铁塔的正侧面根开，减少施工基面开方量。 合理选择根底型式目前输电线路杆塔根底大致可分为利用原状土和非原状土两大类。原状土承载能力强；不需要回填土，消除了回填土质量不可靠带来的平安隐患；“以土代模〞，开挖量少，施工方便，节省材料。鉴于山地和丘陵地区地基承载力较高，但覆盖层厚度各区域不尽相同，因此，根底型式考虑尽量利用原状土，对地基覆盖土层较厚及非岩石地基，推荐使用掏挖式根底、半掏挖根底；对岩石裸露或覆盖地很薄的塔位可采用嵌固式岩石根底和岩石锚筋根底，根据山区特有的地质条件进行优化设计，以进一步节省根底工程的投资，减少基坑的开挖和植被的破坏。 长短腿杆塔配合不等高根底利用长短腿杆塔配合不等高根底，可大幅减少基面开挖。早期，山区输电线路根底根本上都是采用直柱平板根底，铁塔采用等高腿，在施工中需大幅削减边坡形成根底平台，由此而引发以下问题：1)土石方开挖量大，不仅费用高，而且后遗症多，施工时假设对弃土处理不好，会形成弃土滑坡，影响塔基平安稳定。2)塔位处易形成高边坡，假设处理不好，极易崩塌，影响塔腿的长期平安运行，而线路上一般对高边坡处理方法不多，且费用高。3)塔基土石方的大量开挖，不仅改变了塔位处的自然地形、地貌，破坏了原有的植被，极易形成水土流失，对塔位环境造成损害而影响塔基稳定。 基面综合治理1〕基面处理：无论是开挖类根底还是掏挖类根底，均应尽量不降或少降基面。应在尽量减少放坡。基面大量挖方，破坏了原有土体稳定状态，给线路平安运行带来隐患，而且很不经济。因此建议在根底施工时将对各个塔腿分别平基，形成四个小基面。这种小基面的设计理念将对原始地貌的破坏降到最小程度，保证了山体的稳定，减少了施工难度，而且增加了根底抗拔能力。随着环保理念的不断深入，设计对基面处理的思路为：在测出塔位及保护范围内带有等高线的平面图，综合采用铁塔的上下腿、深埋根底，按照自然地形地面，尽量不降或少降基面。 2〕基面排水：塔位有坡度时，为防止雨水对基面的冲刷影响，上坡侧应依山势设置环状排水沟，以拦截和排除周围山坡汇水面内的地表水。基面排水坡度尽可能向根底保护范围大的缓坡方向倾斜，以便基面雨水从此方向排出。对上下腿塔的挖方基面，应防止流水直接冲刷两腿间有高差的陡坎，使基面雨水从塔位排出。塔位基面应向下坡方向倾斜，利于基面散水外流，保证塔基排水畅通。3〕根底护坡：随着全方位长短腿、原状土上下根底等技术的广泛应用，线路工程的土石方量较过去大大减少，但还是难以防止高陡边坡的出现，线路塔位附近也往往会有一些自然边坡或原有的人工边坡难以回避，加之根底开挖的余土处理困难，往往也会堆积成一定高度的弃土边坡，这些边坡如果有一定高度或面积时，就必须加以保护处理。工程中根据塔位的具体情况，采取合理有效的护坡方式，既是塔位平安稳定的保证，也能减少对塔基环境的破坏。 8、根底计算例题