高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)形式的特點(diǎn)分析

楚永生

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

在我國(guó)各項(xiàng)技術(shù)水平不斷發(fā)展的情況下，高壓電力工程施工發(fā)展進(jìn)入全新階段，1 000 kV交流特高壓與800 kV直流特高壓線路建設(shè)工程已逐漸建設(shè)成功并投入使用。我國(guó)電力建設(shè)的市場(chǎng)中，桿塔基礎(chǔ)成為送電線路體系建設(shè)的重要組成部分，在送電線路桿塔建設(shè)和施工中，應(yīng)嚴(yán)格遵循行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)[1]。對(duì)高壓送電線路塔桿建設(shè)中的問(wèn)題進(jìn)行分析，現(xiàn)階段塔桿建設(shè)中存在的主要問(wèn)題是塔桿送電線路所連接的距離比較長(zhǎng)，涉及的范圍比較廣泛，塔桿建設(shè)沿途的風(fēng)景復(fù)雜，各種地基土的物理性質(zhì)具有較大差異，需要在施工中考慮各種因素。送電線路桿塔基礎(chǔ)需要較大荷載力、較長(zhǎng)施工工期和較大勞動(dòng)量，為了提高施工的進(jìn)度，保證施工方案的合理優(yōu)化，保證施工進(jìn)度，應(yīng)合理選擇線路塔桿。

1 高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)含義

高壓送電線路建設(shè)較大程度受到水文地質(zhì)特點(diǎn)的影響，因此在進(jìn)行桿塔形式選擇時(shí)，應(yīng)從當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)出發(fā)，遵循因地制宜的原則，按照不同的種類(lèi)將基礎(chǔ)分類(lèi)分為預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)澆制。正常情況下，澆制基礎(chǔ)包括地下水位、塔型、爆擴(kuò)樁等，預(yù)制基礎(chǔ)包括拉線盤(pán)、卡盤(pán)等，在具體的實(shí)踐過(guò)程中，還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行基礎(chǔ)選擇和處理，保證高壓送電線路桿塔的適用性和經(jīng)濟(jì)可靠性。如果施工的過(guò)程中需要根據(jù)施工的功能決定桿塔建設(shè)[2]，可以將桿塔分為直線塔和承力塔等。承力塔是施工中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)分段進(jìn)行設(shè)立，縮小施工的范圍，保證直線塔線路桿建設(shè)可以符合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2 高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)存在的問(wèn)題

2.1 風(fēng)荷載對(duì)桿塔基礎(chǔ)的損壞影響

在高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)建設(shè)中，因?yàn)槭┕さ貐^(qū)地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)建設(shè)會(huì)受到各種因素的干擾，如果施工時(shí)遇到臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等特殊的氣候環(huán)境，會(huì)嚴(yán)重威脅到桿塔基礎(chǔ)建設(shè)的安全。在進(jìn)行架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)建設(shè)時(shí)，應(yīng)提前對(duì)當(dāng)?shù)氐膭?dòng)力風(fēng)效應(yīng)情況進(jìn)行分析，以便充分對(duì)桿塔基礎(chǔ)和風(fēng)力的相互作用力進(jìn)行分析，降低風(fēng)荷載對(duì)桿塔基礎(chǔ)損壞的影響，減少安全隱患。

2.2 軟土地基對(duì)桿塔基礎(chǔ)建設(shè)的影響

在實(shí)際的桿塔基礎(chǔ)建設(shè)中，因?yàn)檐浲恋鼗淖陨硖攸c(diǎn)，會(huì)體現(xiàn)出較強(qiáng)的物理特點(diǎn)，無(wú)法對(duì)桿塔基礎(chǔ)的建設(shè)提供有效保證[3]，無(wú)法實(shí)滿足桿塔建設(shè)中的傾斜度要求和沉降要求，在輸電線路桿塔基礎(chǔ)形式建設(shè)中，應(yīng)充分優(yōu)化設(shè)計(jì)方式，減小軟土地基對(duì)桿塔基礎(chǔ)建設(shè)的影響。

2.3 其他特殊環(huán)境對(duì)桿塔基礎(chǔ)的影響

在實(shí)際的桿塔基礎(chǔ)施工中，往往會(huì)受到各種電路施工和施工過(guò)程的影響，還會(huì)因?yàn)楦鞣N特殊施工環(huán)境的變化，對(duì)桿塔基礎(chǔ)建設(shè)造成影響。例如，在施工的過(guò)程中遇到暴雨災(zāi)害或冰雪災(zāi)害，會(huì)嚴(yán)重影響桿塔基礎(chǔ)建設(shè)的穩(wěn)定性；東北地區(qū)冬天天氣寒冷，凍土?xí)w現(xiàn)凍脹特性，對(duì)架空輸電線路桿塔造成較大影響，造成桿塔基礎(chǔ)位置上升，影響桿塔建設(shè)的穩(wěn)定性。

3 高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)形式的特點(diǎn)分析

現(xiàn)階段，高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)形式施工中，基礎(chǔ)形式種類(lèi)比較多，不同的種類(lèi)具有不同的特點(diǎn)，主要可以分為原狀土基礎(chǔ)與大開(kāi)挖基礎(chǔ)等。

3.1 人工挖孔樁基礎(chǔ)

一般情況下，該基型可以被運(yùn)用在無(wú)地下水的硬塑、可塑黏土地基施工中，人工挖孔樁基礎(chǔ)主要的工作原理就是利用人工進(jìn)行孔樁開(kāi)挖，在孔中放入鋼筋籠，對(duì)混凝土進(jìn)行灌注的樁型，不僅具有耐受力較高的樁基礎(chǔ)[4-5]，還可以承受來(lái)自上方和下方的壓力，便于進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行施工，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和施工質(zhì)量提升具有積極保證，且具有物美價(jià)廉的特點(diǎn)，還可以保證地形的平坦，更好地滿足丘陵及山區(qū)地區(qū)的施工條件，特別是對(duì)于土質(zhì)變化明顯的地區(qū)施工，人工挖孔樁基礎(chǔ)是最有效的方法之一。

3.2 人工全掏挖式基礎(chǔ)

人工全掏挖基型的主要適用條件為沒(méi)有地下水的硬塑，可以進(jìn)行黏土地基的塑形，這種情況多在山地、丘陵地區(qū)較為常見(jiàn)。將其利用在基礎(chǔ)作用力較小、受力較大的鐵塔建設(shè)中，能夠保證基坑開(kāi)挖尺寸，但實(shí)際使用具有局限性。該基型需要掏挖較小的基坑，所以可以不動(dòng)基坑旁邊的原狀土，以便更好地利用原土的強(qiáng)度，節(jié)省混凝土方量，減少鋼材的用量，對(duì)土方的需求量也較少，施工量低，不會(huì)對(duì)施工地區(qū)的環(huán)境造成較大影響[6]，可以有效保證施工地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益提高。但在該基礎(chǔ)的使用過(guò)程中，對(duì)地質(zhì)情況具有更高的要求，尤其是進(jìn)行地下水開(kāi)挖時(shí)，具有較大的不穩(wěn)定性，針對(duì)塔位不成形的情況應(yīng)當(dāng)減少使用。為了更好地保證施工地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)需要，應(yīng)適當(dāng)抬高主柱高度，保證桿塔具有更好的穩(wěn)定性。在施工的過(guò)程中，應(yīng)控制填埋深度，適當(dāng)擴(kuò)大主柱直徑，將施工作用力控制在一定的范圍中，合理地控制施工的范圍，更好地滿足施工的技術(shù)需求。

3.3 巖石嵌固基礎(chǔ)

通常情況下，巖石嵌固基礎(chǔ)在巖石較多的山區(qū)地區(qū)應(yīng)用較為廣泛，該基礎(chǔ)施工可以充分利用巖石的堅(jiān)固特點(diǎn)，將底座嵌在巖石中，保證巖石的抗拔力，減少土方的開(kāi)挖量，促進(jìn)對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)。在施工中利用相對(duì)簡(jiǎn)單的模板，促進(jìn)施工的順利完成，完成桿塔的建設(shè)，提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此巖石嵌固基礎(chǔ)可以作為巖石地區(qū)建設(shè)的首選[7]。

3.4 插入式基礎(chǔ)

插入式基礎(chǔ)的使用，無(wú)須塔腳板與地腳螺栓，科學(xué)地將塔腿插入坡度合適的主要支柱中，在桿塔的底部采取錨固手段即可。一般情況下，插入式基礎(chǔ)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力方向合理等特點(diǎn)，讓其底板保證處于一種軸心拉的狀態(tài)，可以有效保證塔桿均勻受力，實(shí)現(xiàn)節(jié)約桿塔施工材料、保證尺寸合適的目的[8]。如果在施工的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)塔桿的基礎(chǔ)受力水平降低，應(yīng)適當(dāng)保證基礎(chǔ)側(cè)向進(jìn)行傾斜，使其滑移穩(wěn)定特點(diǎn)得到保證。

插入式基礎(chǔ)的主要適合條件是沒(méi)有地下水的硬塑，可塑性加強(qiáng)的黏性地基同樣可以使用，將其運(yùn)用在各種類(lèi)型的鐵塔建設(shè)中更有保證[9]。特別是在運(yùn)輸條件較為有限的山區(qū)地區(qū)，對(duì)運(yùn)輸材料的運(yùn)用能夠?qū)⒉迦胧交A(chǔ)的特點(diǎn)更充分地體現(xiàn)出來(lái)，以便加強(qiáng)的對(duì)工程的統(tǒng)籌規(guī)劃，插入式基礎(chǔ)是一種實(shí)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)形式。

插入式基礎(chǔ)根據(jù)不同的鐵塔材料形式，能夠分為角鋼插入式基礎(chǔ)和鋼管插入式基礎(chǔ)兩種，角鋼插入式基礎(chǔ)在傳統(tǒng)的桿塔建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛，而鋼管插入式基礎(chǔ)在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的研究，在國(guó)外的應(yīng)用比較多，如深圳供電規(guī)劃設(shè)計(jì)院在建設(shè)500 kV上寨至博羅送電線路工程中，對(duì)這種基礎(chǔ)形式進(jìn)行了應(yīng)用，且取得了比較滿意的成果，使插入式基礎(chǔ)在我國(guó)得以應(yīng)用。相對(duì)而言，插入式基礎(chǔ)也存在缺點(diǎn)，其不僅需要較大的開(kāi)挖面積，還會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成破壞，在長(zhǎng)時(shí)間施工干預(yù)下，容易造成施工地區(qū)的水土流失，如果施工人員的素質(zhì)和能力不高，會(huì)影響建筑的質(zhì)量，所以在現(xiàn)階段的桿塔線路施工中，逐漸減少了對(duì)插入式基礎(chǔ)的使用[10-11]。

3.5 現(xiàn)澆板式直柱基礎(chǔ)

現(xiàn)澆板式直柱基礎(chǔ)和插入式基礎(chǔ)具有較大的相似性，其板式基礎(chǔ)都具有柔性特點(diǎn)，都屬于直立式，將其和鐵塔進(jìn)行連接的時(shí)候，需要利用地腳螺栓和塔腳板進(jìn)行連接?，F(xiàn)澆板式直柱基礎(chǔ)主要適用條件和插入式使用的條件也相同，其可以應(yīng)用在各種類(lèi)型的鐵塔建設(shè)中，主要特點(diǎn)是可以淺埋，開(kāi)挖比較方便，尤其是在地下水位比較高的情況下，可以極大降低深挖泥水坑的難度，防止基坑坍塌，在施工中可以節(jié)省大量的施工材料和土石，更多采用鋼材，促進(jìn)施工成本的節(jié)約，保證電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提高[12]?，F(xiàn)澆板式直柱基礎(chǔ)在水資源豐富、水位較高的地區(qū)使用較多。

3.6 現(xiàn)澆臺(tái)階式直柱基礎(chǔ)

現(xiàn)澆臺(tái)階式直柱基礎(chǔ)是一種剛性基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)需要較大的開(kāi)挖量，適用范圍比較廣泛，其可以被運(yùn)用在各種類(lèi)型的桿塔建設(shè)中[13]，主要特點(diǎn)是需要較大的土石方量和混凝土方量，但施工程序比較簡(jiǎn)單，對(duì)于鋼材的耗量也比較少，可以有效保證施工的質(zhì)量，在實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際的高壓送電線路桿塔基礎(chǔ)形式建設(shè)中，應(yīng)注重對(duì)基礎(chǔ)特點(diǎn)的分析，本文列舉的基礎(chǔ)形式都是比較常用的基礎(chǔ)形式，各種基礎(chǔ)形式也會(huì)在運(yùn)用中得到不斷更新，以便更好地為高壓送電線路施工提供保證，保證線路施工的經(jīng)濟(jì)性和適用性。