(2)在安全、可靠的前提下,尽量做到经济、环保,减少施工对环境的破坏;
(3)应尽可能采取合理的基础型式,减小基础所受的水平力和弯矩,改善基础受力状态。
(4)应尽可能充分利用原状土地基承载力高、变形小的良好力学性能,因地制宜采用原状土基础。
(5)针对煤矿采空区等不良地质特性提出处理措施。 (6)针对坑壁松散易坍塌的基坑提出处理措施。 4.2 基础型式简介及工程特性
表4.2-1 输电线路常用基础汇总表
序号 基础 型式 示 意 图 工程特性及优点 存在的问题和缺点 直掏挖 基础 掏挖扩底原状土基础 斜掏挖 基础 1 1、充分利用了原状土承载力高、变形小的特性。 2、“以土代模”,土石对地质条件有方开挖量小、弃土少,一定的要求。 施工方便,节省材料。 3、消除了回填土质量不可靠带来的安全隐患。 除具有直掏挖基础的优点以外,还具有斜立柱主角钢插入式基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致的结构特点,水平力和弯矩大大减小。 对斜掏挖施工工艺、地质条件要求高。 2 岩石 基础 岩石嵌固式基础 充分发挥了岩石力学性能,具有较好的抗拔性 能,混凝土量及耗钢量低,开方量小,对环保破坏小。 该基础型式对地质条件要求比较高,需逐基鉴定岩体的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固性及岩石风化程度,以确定使用该基础型式的塔位以及具体型式
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序号 基础 型式 示 意 图 工程特性及优点 1、充分发挥了岩石力学性能,具有较好的抗拔性能,地基变形比其它类型都小。 2、它以水泥砂浆或细石混凝土和地脚螺栓灌注于钻凿成型的锚孔中,从而大量地降低了基础材料的耗用量,特别是运输困难的高山地区更具有明显的经济效益。 1、充分利用了原状土承载力高、变形小的特性。2、“以土代模”,土石方开挖量小、弃土少,施工方便,节省材料。 3、可用于基础负荷较大,地形较差的塔位。 斜立柱插入式角钢基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致,水平力和弯矩 大大减小,基坑土石方量较直柱式小,钢筋量较低,混凝土方量小,综合造价低。 地脚螺栓固定容易,设计及施工经验非常成 熟,混凝土方量较小,造价低 与柔性板式基础相比,刚性台阶基础具有施工简单、周期短和耗钢量小但混凝土量偏大的特点。 存在的问题和缺点 采用岩石基础须逐基鉴定岩体稳定性、覆盖层厚度、岩石坚固性及风化程度等情况,岩石地基的工程地质鉴定方面比较复杂。 直锚式岩石 基础 3 人工挖 孔桩 1、施工工艺要求较高。 2、施工费用偏高。 1.土体扰动较大,回填土虽经夯实后亦难恢复到原状土结构强度。 2.开挖量大、植被破坏和水土流失严重,弃土易造成滑坡,影响基础稳定。 3.在山区斜坡地面处的塔基位置往往形成人工高边坡,容易崩塌滑坡造成基础滑移。 需要修建泥浆池,对环境有一定破坏,造价较高。 斜柱板式基础 4 开挖回填类 基础 直柱板式基础 台阶式基础 5 钻孔灌注桩 基础 承载力高、质量可靠,在地质条件差的地区费用相对较少 鉴于本工程沿线地貌低山丘陵、河流冲积平原,微地貌单元有岗地、漫滩等,因此推荐角钢塔基础型式采用挖孔桩基础、掏挖基础和钢筋混凝土板式基础;局部河流漫滩地段采用钻孔灌注桩基础;钢管杆基础采用灌注桩基础。
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4.3 基础选型
4.3.1 平地地区基础选型
通过现场实地勘测和调查,本工程线路约有50%为冲积平原区和山间凹地区,为黏性土地区,地下水较浅。
根据上文中常用基础汇总表的内容,大开挖类基础适用于此类地质条件。 (1) 开挖类基础简介
开挖类基础是平地(地下水较浅的粉质粘)、泥沼线路工程应用最为广泛的基础型式,适应性较广,施工工艺最为成熟,施工质量最为稳定,适用的地质条件为地基土为粘土、粉土、碎石土、素填土、碎石土等,地基承载力特征值100~180kPa。目前,我国输电线路常用的大开挖基础种类有以下几种:
表4.3-1 开挖类常用基础型式及其特点一览表
基 础 型 式 基 础 简 图 基 础 组 成 受 力 特 点 适用情况 刚性台阶式基础 直柱钢筋混凝土板式基础 斜柱钢筋混凝土板式基础 各类开挖式基础适用的地质条件为地基土为粘土、粉土、碎石土、素填土、碎石土等,地基承载力特征值80~1)与直柱台阶式基础相180kPa,有无地比,基础底板配筋,台下水均可,土壤配筋阶宽高比可放大到2.5,状态软塑~可直柱 基础耗用同样的混凝土塑,不适合直接+ 配的情况下,可获得较大掏挖成形。 筋的的底板,利于获得较多在地下水较浅处,底板钢筋不台阶的抗拔土体。 式底2)主柱与底板垂直,主易绑扎。其他情板 柱根部因承受较大双向况采用配筋的台弯矩作用而成为最为不阶式底板(直柱板式基础、斜柱利位置。 板式基础),当配筋减小偏心弯矩和水平荷载较大而地基斜柱 力,受力特点与斜柱台承载力相对较+ 不阶式相同,但基础底板小,需要最大限 配筋配筋,台阶宽高比可放度地扩大底板的台大到2.5。利于抗拔及下时,采用配筋的阶式压。 连续变截面底板底板 1)为满足刚性角要求,配筋通过增加台阶数和台阶直柱 高度来增加底板宽度。 +不配2)利用基础及其上覆土筋底体的自重来承担基础的板 上拔力 11
基 础 型 式 基 础 简 图 斜柱扩展柔板基础 基 础 组 成 配筋斜柱 + 配筋的 连续变截面底板 受 力 特 点 是斜柱板式基础的改进型,解决大荷载下B1/H1>2.5的问题;底板处基坑可采用掏挖施工,充分利用了地基土的抗剪强度,增大了基础抗拔承载力,减少了混凝土用量。 适用情况 (斜柱扩展柔板基础)。 针对本段的地质条件,在开挖类基础中选择斜柱板式基础和直柱板式基础作为典型基础,分别采用直线2E2-SZ1型和转角2E2-SJ1型的基础作用力,对以上四种基础进行综合技术经济比较,对比结果详见以下两表:
表4.3-2 直线塔基础经济指标对比表 基 础 类 型 埋深(m) 混凝土量(m3) 钢筋量(kg) 土方量(m3) 造价(万元) 刚性台阶式基础 2.6 18.6 674.5 51.7 2.34 直柱板式基础 斜柱板式基础 2.1 12.1 1048.3 32.4 1.87 2.2 11.7 1143.0 30.9 1.99 斜柱扩展柔板基础 2.0 10.9 980 32.5 1.82 表4.3-3 转角塔基础经济指标对比表 基 础 类 型 埋深(m) 混凝土量(m3) 钢筋量(kg) 土方量(m3) 造价(万元) 刚性台阶式基础 3.4 49.7 1930.2 136.5 5.86 直柱板式基础 斜柱板式基础 3.4 39.7 3548.1 136.7 6.06 3.6 37.26 3339.5 119.6 5.91 斜柱扩展柔板基础 2.5 41.6 3460.8 143.3 6.29 注:以上表格数据为一基塔四个基础的材料用量。 由上表可见,对于作用力较小的直线塔,由于斜柱扩展柔板基础材料量较小,施工费用较低,其经济性最好,而刚性台阶式基础由于开方量大,虽钢筋量最低,但总造价仍高于斜柱扩展柔板基础,经济性不佳。从环保效益的角度思考,应优先考虑斜柱板式基础和斜柱扩展柔板基础。因此推荐本段作用力小的直线塔优先采用板式基础。
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4.3.2 低山丘陵(岗地)基础选型
通过现场实地勘测和调查,本工程线路约有40%为低山丘陵(岗地)地区 根据上文中常用基础汇总表的内容,掏挖类基础和岩石地基基础适用于此类地质条件,本专题通过对这两大类基础的综合技术经济比较,确定本工程推荐的基础型式。
(1)掏挖类基础简介
掏挖基础和人工挖孔桩基础,施工时以土代模,直接将钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成形的土胎内,充分利用原状土承载力高、变形小的优点。施工过程中避免了大开挖,减少了对环境的破坏,同时也避免了对土体的过分扰动,充分发挥地基土的承载性能,所以可节约基础材料和施工费用。而且机械搬运量少,节省了模板,免除了回填土的工序,施工方便。
但是此类基础对地质条件要求较高,只适用于地质条件较好、地下水位低且开挖时易成型不坍塌的地基。目前,我国输电线路常用的掏挖基础种类有以下几种:
表4.3-5 掏挖类基础常用基础型式及其特点一览表
基础 型式 Ho基 础 简 图 b基础 组成 受 力 特 点 1)以天然土构成的抗拔土体与基础自重相互作用而保持基础的上拔稳定,最大限度地利用天然原状土的强度,具有良好的抗拔性能和较大的横向承载力。2)由于原状土基础可考虑侧向土对基础的有利影响,相同基础尺寸时,立柱及基础底板的弯矩均小于开挖回填基础,从而减少了立柱的钢筋配置,改善了基底受力。 适 用 情 况 1)无地下水,可塑或硬塑土。 2)各类掏挖基础适用的地质条件基本相同:地下水不高且开挖时易成形不坍塌的土直柱全掏挖基础 D Hc配筋直柱+不配筋的圆台底板 HHt
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