通信單管塔巖石錨桿基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用

袁曉輝 蘇成林

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通信單管塔巖石錨桿基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用

袁曉輝 蘇成林

北京中網(wǎng)華通設(shè)計(jì)咨詢有限公司，北京 100000

介紹通信單管塔在巖石地區(qū)的應(yīng)用。推廣單管塔錨桿基礎(chǔ)在巖石地區(qū)的開(kāi)展應(yīng)用，充分利用巖石的優(yōu)勢(shì)，解決疑難站址建設(shè)，節(jié)省建造成本，且施工過(guò)程經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

單管塔；巖石；錨桿基礎(chǔ)

1 應(yīng)用背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也越來(lái)越廣泛。目前4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在城市已初具規(guī)模，但在部分農(nóng)村還有很大的需求。農(nóng)村地區(qū)地形地貌比較復(fù)雜，除了平原、戈壁等常見(jiàn)地貌外，還有很多風(fēng)化程度不同的山區(qū)、丘陵等。這些地方，施工機(jī)械、材料等難以直接運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。

鐵塔基礎(chǔ)是整個(gè)工程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)樗萍s著整個(gè)工程的進(jìn)度。在這種地區(qū)若采取常用的開(kāi)挖回填類基礎(chǔ)形式，顯然不現(xiàn)實(shí)，不僅開(kāi)挖難度大，成本增加，而且費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，破壞自然環(huán)境，造成水土流失。在這種背景下，巖石錨桿基礎(chǔ)的應(yīng)用就非常必要，可充分利用天然巖石的力學(xué)性能，節(jié)省混凝土材料，縮短施工周期，保護(hù)自然環(huán)境等[1]。

2 巖石錨桿基礎(chǔ)應(yīng)用條件

高聳結(jié)構(gòu)建設(shè)場(chǎng)地巖層外漏或埋深較淺時(shí)，宜按巖石錨桿基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)于承受拉力或較大水平力的高聳結(jié)構(gòu)單獨(dú)基礎(chǔ)，當(dāng)承受非疲勞動(dòng)力作用且建設(shè)場(chǎng)地為穩(wěn)定的巖石基礎(chǔ)時(shí)，宜采用普通巖石錨桿基礎(chǔ)。巖石錨桿基礎(chǔ)構(gòu)造要求如下。

（1）錨桿孔直徑：一般取3～4倍錨桿直徑，但不應(yīng)小于一倍錨桿直徑加50?mm。錨桿鋼筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)大于40?d，錨桿中心間距不小于6?d1，錨桿到基礎(chǔ)的邊距不應(yīng)小于150?mm，錨桿鋼筋離孔底距離宜為50?mm[2]。

（2）錨桿鋼筋截面：錨桿宜采用熱軋帶肋鋼筋；錨桿應(yīng)按作用效應(yīng)基本組合計(jì)算的拔力，并按鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值計(jì)算其截面[2]。

③錨桿孔灌注：灌孔的水泥砂漿（或細(xì)石混凝土）強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M30（或C30），灌漿前應(yīng)將錨桿孔清理干凈，并保證灌注密實(shí)[2]。

④錨桿長(zhǎng)度：錨桿插入上部結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，應(yīng)符合鋼筋的錨固長(zhǎng)度要求[3]。

普通錨桿基礎(chǔ)中單根錨桿所承受的拔力，應(yīng)按下列公式驗(yàn)算[4]：

圖1 普通錨桿基礎(chǔ)圖

單根普通錨桿抗拔承載力特征值，應(yīng)按以下規(guī)定：

（1）對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)的高聳結(jié)構(gòu)，單根錨桿的抗拔承載力特征值，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，其試驗(yàn)方法應(yīng)遵守現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB?50007的規(guī)定[5]。

（2）對(duì)于安全等級(jí)為二級(jí)的高聳結(jié)構(gòu)，單根錨桿的抗拔承載力特征值可按下式計(jì)算[2]：

表1 砂漿與巖石間的黏結(jié)強(qiáng)度特征值（kPa）

注：水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為m30，或細(xì)石混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。

錨桿基礎(chǔ)均應(yīng)計(jì)算基礎(chǔ)頂部力矩，進(jìn)行頂部配筋，其公式如下[2]：

基礎(chǔ)頂部的配筋量不少于φ8@200。

圖2

3 巖石錨桿基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)例

3.1 塔型選擇情況

后頭溝基站新建40?m爬支架式單管塔（DGT（Z）-40-0.45-4ZJ），塔基根部三向力標(biāo)準(zhǔn)值：壓力Nk=96.2?kN，剪力Vk=45.8?kN，彎矩Mk=1?263.9?kN·m；塔基根部三向力設(shè)計(jì)值：N=107 kN，V=64.2?kN，M=1 769.5?kN·m。

3.2 地勘數(shù)據(jù)情況

本基站擬建場(chǎng)地土層為：（1）耕土0.5?m；（2）微風(fēng)化花崗巖，該層未揭穿；砂漿與巖石間的黏結(jié)強(qiáng)度特征值f=0.50?MPa。

3.3 設(shè)計(jì)圖紙

根據(jù)地勘資料，該單管塔采用錨桿基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，錨桿選用三級(jí)鋼HRB400，直徑￠25，基礎(chǔ)混凝土等級(jí)為C30，圖紙見(jiàn)圖3。基礎(chǔ)及短柱鋼筋選用HRB400，混凝土等級(jí)為C30。

圖3

3.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸取值

（1）錨桿孔直徑宜取錨桿直徑的3～4倍，即75～100?mm，且不得小于一倍錨桿直徑加50?mm，即不得小于75?mm，本基礎(chǔ)取85?mm，滿足規(guī)范要求。

（2）錨桿中心間距不小于6 d1，即510?mm，本基礎(chǔ)錨桿孔中心間距取值600?mm，滿足規(guī)范要求[6]。

（3）錨桿到基礎(chǔ)的邊距不應(yīng)小于150?mm，本基礎(chǔ)取值200?mm；錨桿鋼筋離孔底距離宜為50?mm；滿足規(guī)范要求。

（4）錨桿鋼筋錨入巖石的深度要大于40倍錨桿直徑，即40×25=1?000?mm，本基礎(chǔ)取值1?200?mm，滿足規(guī)范要求。

（5）錨桿插入上部錨固長(zhǎng)度應(yīng)大于0.14×360/1.43×25×1.0×1.0，即882?mm，本基礎(chǔ)取值為直立部分900+彎勾部分300=1?200?mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.5 基礎(chǔ)承載力計(jì)算

基礎(chǔ)底面彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：Mk=1?263.9+45.8×2.5=1?378.4?kN·m。

基礎(chǔ)自重標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=（2.8×2.8×1+1.8×1.8×1.5）×25=317.5?kN。

錨桿所受最大拔力為：

（1）90度風(fēng)向

（2）45度風(fēng)向

單根錨桿抗拔力特征值為：

3.6 基礎(chǔ)的強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋

3.6.1 單向偏心下基礎(chǔ)頂部的彎矩及配筋計(jì)算

故基礎(chǔ)頂面配筋為16@120。

3.6.2 雙向偏心下基礎(chǔ)頂部的彎矩及配筋計(jì)算

故基礎(chǔ)頂面配筋為16@120。

3.7 短柱配筋

（1）單向偏心受壓短柱按照大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算，根據(jù)《混凝土規(guī)范》6.2.17。

故短柱縱筋為52-φ25（25?532?mm2）。

（2）雙向偏心受壓雙向偏心受壓采用《混凝土規(guī)范》式6.2.21-3驗(yàn)算：（Nux及Nuy計(jì)算時(shí)，只考慮彎矩作用方向的對(duì)邊縱筋，忽略側(cè)邊縱筋）經(jīng)試算，取每側(cè)全部縱筋面積：Asx=6?480?mm2，Asy=6?480?mm2，四根角筋總面積近似按1257?mm2[7]。

滿足要求。

故短柱縱筋為52-φ25。

[1]中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院有限公司. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)措施[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.

[2]高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50135—2006[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007.

[3]通信建筑工程設(shè)計(jì)規(guī)范：YD 5003—2014[S]. 北京：北京郵電大學(xué)出版社，2014.

[4]鋼結(jié)構(gòu)單管通信塔技術(shù)規(guī)程：CECS 236：2008[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

[5]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50007—2011[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[6]王肇民. 高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

[7]朱炳寅. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

Application of Basic Technology of Rock Bolt in Communication Single Tube Tower

Yuan Xiaohui Su Chenglin

Beijing Zhongwang Huatong Design Consulting Co., Ltd., Beijing 100000

The paper introduces the application of communication single-tube tower in rocky areas. Promoting the application of the single-tube tower anchor foundation in the rock area can make full use of the advantages of the rock, solve the construction of the difficult site, and save the construction cost. The construction process is economical and environmentally friendly.

single tube tower; rock; anchor foundation

TU473.1

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