輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的概念設(shè)計(jì) (3)_圖文

1、Industrial Construction Vol.38,Supplement ,2008工業(yè)建筑2008年第38卷增刊輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的概念設(shè)計(jì)許濤王浩王振江(煤炭工業(yè)濟(jì)南設(shè)計(jì)研究院有限公司濟(jì)南250031摘要:針對(duì)不少輸電線路鐵塔基礎(chǔ)造價(jià)偏高的情況,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,提出概念設(shè)計(jì)的思路:一是考慮回填土的抗拔作用;二是一般情況下,基礎(chǔ)深埋比淺埋更經(jīng)濟(jì);三是可考慮設(shè)計(jì)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)替代混凝土剛性基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)概念設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)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(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師注冊(cè)咨詢工程師(投資收稿日期:2007-05-29目前設(shè)計(jì)輸電線路鐵塔基礎(chǔ),相關(guān)規(guī)范如1對(duì)其僅作了原則性規(guī)

4、定,還不一定符合結(jié)構(gòu)規(guī)范2-3的要求,這方面的設(shè)計(jì)資料較少。事實(shí)上,設(shè)計(jì)同一塔型、自然條件類似的鐵塔基礎(chǔ),不同單位、不同人員設(shè)計(jì)的主材用量不盡相同,甚至相差很大,建設(shè)單位認(rèn)為基礎(chǔ)造價(jià)普遍偏高。對(duì)鐵塔基礎(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,提出了概念設(shè)計(jì)思路:一是考慮回填土的抗拔作用;二是一般情況下,基礎(chǔ)深埋比淺埋更經(jīng)濟(jì);三是可考慮設(shè)計(jì)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)替代混凝土剛性基礎(chǔ)。1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)111概念設(shè)計(jì)定義所謂概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,而是依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律性特征、主要屬性以及與其他事物聯(lián)系的本質(zhì),從整體的角度來把握設(shè)計(jì)方向?？梢栽谠O(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)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(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算,具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性。同時(shí),也是判斷電算程序輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。112優(yōu)化設(shè)計(jì)研究基礎(chǔ)受力主要有:上拔力、下壓力、水平力?；A(chǔ)大小在一般地質(zhì)條件下,均由上拔力控制。下面從抗上拔力方面進(jìn)行研究。11211回填土的抗拔作用有的設(shè)計(jì)人不考慮回填土的抗拔作用,僅考慮混凝土基礎(chǔ)自重抗拔,導(dǎo)致基礎(chǔ)混凝土用量偏多,造成無謂的浪費(fèi)。根據(jù)規(guī)范1,基礎(chǔ)的抗拔穩(wěn)定,應(yīng)滿足式:N G/R1+G 0/R2式中,N 為基礎(chǔ)上拔力標(biāo)準(zhǔn)值;G 0為基礎(chǔ)自重標(biāo)準(zhǔn)值;G 為應(yīng)考慮的土體豎向抗力標(biāo)準(zhǔn)值;R1、R2分別為土體上拔穩(wěn)定系數(shù)、基礎(chǔ)自重上拔穩(wěn)定系數(shù)。G 的計(jì)算,可按手

6、冊(cè)4,一般可采用土重法計(jì)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(duì)抗拔力的影響、相鄰基礎(chǔ)抗拔土體的重疊部分等?？紤]回填土G 的抗拔作用,可使基礎(chǔ)計(jì)算更精確、合理,大大降低基礎(chǔ)混凝土用量。如核算已建成的某礦井110kV 輸電線路鐵塔基礎(chǔ),其7732215型鐵塔基礎(chǔ)混凝土用量可由84124m 3減為54176m 3,147減少35%,大大降低了基礎(chǔ)造價(jià)。11212基礎(chǔ)深埋與淺埋的比較以7714218型鐵塔基礎(chǔ)為例,分別以埋深313、213m,在剛好滿足上拔力的情況下,設(shè)計(jì)基礎(chǔ)如圖1所示。設(shè)計(jì)條件:土體上拔角20°,計(jì)算內(nèi)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(chǔ)構(gòu)造由圖1可以看出:基礎(chǔ)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(chǔ)本身設(shè)計(jì),實(shí)際尚應(yīng)綜合考慮基坑降水、支護(hù),挖、填方,材料運(yùn)輸?shù)纫蛩?在地下水位較低、運(yùn)費(fèi)較高等條件下或者說其他費(fèi)用相差不大的情況下,基礎(chǔ)深埋比淺埋更經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先想到基礎(chǔ)盡量深埋。11213采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)與混凝土剛性基礎(chǔ)的比較目前設(shè)計(jì)的鐵塔基礎(chǔ),普遍為剛性基礎(chǔ),混凝土用量較大?？刹捎娩摻罨炷翑U(kuò)展基礎(chǔ)代替混凝土獨(dú)立基礎(chǔ),充分利用基礎(chǔ)底板以上的抗拔土體的作用。以7714218型鐵塔基礎(chǔ)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(shè)計(jì)基礎(chǔ)如圖2所示?；A(chǔ)底板上部鋼筋的計(jì)算,可參照有關(guān)手冊(cè)按懸臂板計(jì)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(shù)111?；A(chǔ)底板下部鋼筋的計(jì)算,按普通鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。由基礎(chǔ)所受下壓力、水平力求得。由上圖與規(guī)范21212條的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)比較可看出,鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)混凝土用量要少見表1。在地下水位較高、運(yùn)費(fèi)較高等條件下,可考慮設(shè)計(jì)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)替代混凝土剛性基礎(chǔ)。11214基礎(chǔ)所用主材的比較將前面算例的結(jié)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(jìn)行計(jì)算,進(jìn)行歸納比較,其主材用量詳見表1。247圖2

9、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)表1鐵塔基礎(chǔ)主材比較表(7714218混凝土用量/m3C25C15(墊層C15(螺栓保護(hù)帽鋼材用量/kg基礎(chǔ)基柱基礎(chǔ)底板剛性基礎(chǔ)深埋基礎(chǔ)(313m241831401257014010淺埋基礎(chǔ)(213m451251201241014010擴(kuò)展基礎(chǔ)淺埋基礎(chǔ)(213m34105160124101435112可以看出:一般情況下,基礎(chǔ)深埋比淺埋更經(jīng)濟(jì);可考慮設(shè)計(jì)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)替代混凝土剛性基礎(chǔ)。而且,基礎(chǔ)所受上拔力越大,其經(jīng)濟(jì)效果會(huì)越明顯。2結(jié)語輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),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(shè)計(jì)滿足適用、安全、經(jīng)濟(jì)的要求。參考文獻(xiàn)1G B50061-9766kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范2G B50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范3G B50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4能源部東北電力設(shè)計(jì)院1電力工程送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)1北京:水利水電出版社(上接第735頁4結(jié)語齊魯鞋城商業(yè)樓已于2007年初通過竣工驗(yàn)收并投入使用,且使用狀況良好。由此可見在地質(zhì)條件較好的情況下采用獨(dú)立基礎(chǔ)+防水