不良地质地段输电线路铁塔基础的合理选型设计.docx

不良地质地段输电线路铁塔基础的合理选型设计摘要：在进行输电线路的工程设计中输电线路铁塔基础设计是非常重要的由于各类基础形式因其荷载不同及其沿线的地质情况的差异而有所不同即使是同一线路因为地质条件的变化也需要利用不同的基础形式。在一定程度上来说地质条件决定了输电线路铁塔基础的设计形式根据地质特点正确合理设计输电线路铁塔基础是保证铁塔安全运行的重要工作。在实际工作中由于受输电线路路径的限制经常遇到处于地质条件复杂情况下的输电线路铁塔基础的设计问题。因此科学分析铁塔基础的受力特性研究出更合理、科学的基础形式是十分必要的。本文主要对不良地质地段的输电线路铁塔基础的合理选型设计进行阐述。关键词：不良地质地段；输电线路；铁塔基础；选型设计中图分类号：S611文献标识码：A一、我国输电线路杆塔基础的主要类型及分布我国的地域广阔不同的地域土地条件不同使得输电线路杆塔基础的类型不一致。我国的土地条件主要分为软土、黄土、冻土和岩石地基。其中软土地基主要采用的是处理费用相对比较高的锚杆式、插入式、嵌固式和掏挖式等基础设计。在软土地基基础设计时要将输电线路杆塔基础的总承载考虑进去要充分的考虑到软土地基的特点注意防止塔基础的沉降和倾斜。黄土地基的输电线路杆塔基础建设则主要是采用刚性台阶式和插入式基础主要采用强夯、灰土桩等方法进行处理对于部分的软弱地基则是采用钻孔灌注桩基础。一般软土地基主要分布在天津和华东地区而黄土地基则是分布在西北和黄河沿岸地区。对于冻土地基的输电线路杆塔基础建设则主要是采用插入式和掏挖式基础。由于冻土易冻胀和融沉所以我们在建设塔基础的时候会适当的采取措施如在建设时将基础的位置抬高一点、在建设基础时埋设保温层和通风管等。冻土地基一般是分布在东北及高纬度地区。在我国西南和其他山区地带主要的土地条件是岩石地基这些地区的输电线路杆塔基础建设主要是采用岩石锚桩、斜插式和嵌固式方法至于一些其他的影响因素则有待研究。二、铁塔基础受力规律为了将铁塔基础的受力规律分析出来可采用有限元法对其受力规律进行模拟其材料参数定义为：混凝土的密度为2700ρ/（kg/m3）弹性模量为2.5×107E/kPa泊松比为0.16μ；而土体的密度为2000ρ/（kg/m3）弹性模量为1.0×104E/kPa泊松比为0.45μ；黏聚力为10C/kPa内摩擦角为30Φ/°。采用有限元计算程序进行计算从计算模拟图中能分析出联合式铁塔基础在竖向荷载的影响下其最大的垂直压应力会出现在基础的最底部而最大拉应力应出现在基础和地基土之间的接触点上。由于基础底部、台阶与土层基础都存在应力集中现象因此需要加大这些部位的配筋率以避免出现混凝土开裂现象。而土体的最大位移同样处于基础底部但随着与底部中心土层的距离越远且沉降位移量就越小应力在土中并不会由于土层的深入而消失。当铁塔线路必须要经过软弱土层时必须要准确计算出其土层的承载力并确定合理的基础底面尺寸。若遇到较硬土质铁塔基础的受力就会发生改变容易产生下部受压破坏情况因此必须做好铁塔基础所处地质的勘察以避免铁塔出现受压破坏的情况。三、输电线路铁塔基础的合理选型设计当选好铁塔形式后就可以确定出基础荷载而铁塔基础所处的地质条件是基础的形式及尺寸。可见基础受力土层的参数特性就是进行基础形式与尺寸选定的主要因素。其中目标函数确定为：其中fa表示已经修正的地基承载力特征值；fak代表地基承载力标准值；ηb表示宽度修正系数；耷d代表深度修正系数；γ表示下土重度；b代表基础宽度；γm表示土的加权平均重度；d代表基础埋深；Pk表示基础的自重力。分析目标函数不难发现必须要加大对铁塔基础所处地质的勘察以合理确定基础持力层采用选择合理的铁塔基础形式。根据铁塔基础的受力特点与目标函数对输电线路铁塔基础的选型为联合式基础。同时根据铁塔基础的土层特性将第二层作为基础持力层。该输电线路铁塔基础选型为联合式以满足淤泥地段的要求相当于其他的铁塔基础形式联合式基础的受力性能更突出且便于复杂地质条件下的施工。在进行联合式铁塔基础设计过程中应合理控制地基承载力在设计值的80%以内。在淤泥地段的联合式铁塔基础最好的浅埋不仅有利于排水还能对地基的原状土硬壳层进行充分利用。由于铁塔基础在长期的使用中在荷载作用下往往会出现沉降量积累的情况因此必须要防止残余变形的叠加以防由于沉降不均匀而导致局部开裂。铁塔基础在第一次使用时必须要先计算好地基变形量合理控制最大压力侧的变形幅度在20mm以内。四、对输电线路铁塔基础选型设计的建议(一)输电线路杆塔基础优化设计的基础加固输电线路杆塔基础加固是用土将塔周围进行夯实或者是在塔基础上灌注