输电线路软土地基基础设计探讨

输电线路软土地基基础设计探讨

葛娜陈彦焰李静坤

（安徽华电工程咨询设计有限公司安徽合肥230022）

摘要：本文针对软土地基的地质条件及常用的基础型式，对软土地质条件下的基础选型及设计进行了探讨，并提出了相关设计建议。

关键词：输电线路；软土地基；基础设计

长江上游河道较窄水流湍急，携带泥沙量较大，至中下游后河道逐渐变宽，泥沙开始逐渐沉积，经过长久的淤积形成大面积冲积平原。冲积平原处地基多属于软土地基。软土地基的基础具有工程造价高、施工困难的特点。

1概述

软土地基具有压缩性高、强度低等特性，表现为其上建筑及构筑物的沉降大而不均匀、沉降速度快以及沉降稳定历时较长等特点。工程中一般将淤泥及淤泥质土统称为软土。输电线路在软土地基上常用的基础型式主要有板式基础、桩基础及复合基础。在进行基础选型及设计过程中应充分考虑塔位处的地质情况，选择合适的基础型式，以降低基础工程量、减小施工难度，节约工程投资。本文将结合地质条件及基础型式，对软土地基的基础设计进行论述。

2基础选型及设计

2.1板式基础

板式基础为输电线路最常用的基础型式之一，主要通过基础上部土体和自重的重力作用来抵抗基础上拔作用，通过具有一定承载力的地基抵抗下压作用。综合淤泥及淤泥质土的特点，板式基础在软土地基中使用具有多种不利因素。首先软土的上拔角较小，因此基础上部能够抵抗上拔作用的土体量就较小，同时软土的地基承载力也较小，所以在进行软土地基上的板式基础设计时往往加大底板尺寸。

其次在施工的过程中，首先需进行基坑开挖，考虑到软土形成的边坡易塌陷，因此软土地基的基坑边缘放坡多较缓，土方工程量大。且为防止失稳坠入基坑，保持基坑边坡稳定，大型机械难以在基坑边缘施工，只能采用小型机械或人工开挖的形式，大大提高工程造价及基础施工时间。

2.2桩基础

软土地基桩端承载能力较低，因此桩基础主要通过桩侧壁与土体的摩阻力来抵抗铁塔传递的上拔力及下压力，土体的上拔角及地基承载力对桩基础承载能力的提升十分有限。结合受力特点及其形式简洁、施工步骤简单易行的优点，桩基础适用于各类软土地基，是目前软土地基中最常采用的基础型式。但桩基础仅利用与侧摩阻力来抗铁塔传递的上拔力及下压力，承载方式单一，工程量较大，且单位混凝土造价较高，导致此类基础整体投资较大。根据桩基础的施工方法可将桩基础分为人工挖孔桩基础、钻孔灌注桩基础和预制桩基础。但由于软土地质区域人工开挖的基坑易产生坍塌，发生人员危险，或需进行地基处理，工程造价较高，因此不推荐在软土地基采用人工挖孔桩基础。

（1）钻孔灌注桩基础：钻孔灌注桩基础在施工时需先采用钻孔机械在规定位置成孔，后放入钢筋笼并浇筑混凝土，桩基成型后通过规定的养护，便可进行检测，然后投入使用。钻孔灌注桩基础对机械设备要求低，可采用小型机械施工，因此设备及材料运输方便，在输电线路中普及率高。

（2）预制桩基础：预制桩基础即为在工厂中提前将桩体预制，后运输到施工现场，采用打桩机将桩体打入规定位置。考虑到运输及施工设备的局限性，设计过程中多将桩体设计成直径较小，长度较短的管桩，施工时再将其拼接。预制桩利于工厂化运作，成品质量易得到保证，便于采用机械化施工，且施工流程少，速度快，比较适合于软土地区的输电线路杆塔。但基础往往较大，桩体运输也需要较好的交通条件，受到设备及材料运输限制，目前未得到大范围推广使用。

2.3复合基础

常见的适用于软土地基的复合基础为板式基础与桩基础结合的桩板复合基础，根据桩的截面大小可将其细分为变截面桩板复合基础、板式中型桩基础及微型桩复合基础。其主要优点如下：①适用于土层较厚、地下水位较浅或覆盖层土质较好且较厚（3～5m）的淤泥地质，板桩复合基础通过桩、板及土共同作用承担基础荷载，充分发挥浅、深基础的各自优势，既避免了采用板式基础产生的巨大开方量，大面积地表植被破坏以及严重的水土流失，又避免了采用常规桩基础导致工程总体造价大量的增加。②板桩复合基础桩数与长度布置灵活，可以将承载力往土体深度发展，特别是微型桩基础，可以将微型桩预制成管桩，减少混凝土的养护周期，机械化施工超挖量小，效率高，能够极大地提高工程建设进度。③能够发挥板式基础的优势，将板式基础部分的立柱设置为斜柱形式减少水平方向的作用力；将柱顶面设置为倾斜面，可以防止雨水在基础顶面的堆积，减少雨水对钢结构的腐蚀，同时避免地脚螺栓采取火曲处理方式，从而造成地脚螺栓的强度折减。

(1)变截面桩－板复合基础。该基础的结构型式为大直径桩（一般桩径大于800mm）与板式基础组合，即上部为板式基础，下部为单根大直径桩，可近似看做为单根桩在大板位置发生了截面变化，故称之为变截面桩－板复合基础。基本形式如图１所示。

(2)板式中型桩基础。该基础结构型式为中等直径桩（400mm＜d＜800mm）与板式基础组合，即上部为板式基础，下部为多根中等直径桩，由桩与板式基础共同承担上部传来的荷载。称之为“板式中型桩复合基础”。相对于变截面桩－板复合基础，板式中型桩复合基础的桩数、长度布置灵活，传力更均匀，但其施工过程会相对复杂，增加了施工难度。

(3)微型桩复合基础。该基础为微型桩（桩基一般小于400mm）与板式基础相组合的复合基础，根据微型桩的制作方式可将微型桩基础分为现浇微型桩基础与预制微型管桩基础。预制的微型管桩一般采用PHC管桩，长度为4～6m进行现场搭接如图2所示，选用此种规格的管桩不但成本较低，且运输方便，利于工厂化运作相对于现浇微型桩基础，微型管桩具有运输方便，施工机械化高，施工速度快。

结语

（1）在进行基础选型及设计过程中应充分考虑塔位处的地质情况，选择合适的基础型式，降低基础工程量、减小施工难度，节约工程投资。（2）板式基础受施工难度的影响，多适用于基础作用力较小的杆塔，在软土地基塔位应慎重选择。（3）桩基础适用于各种软土地基，且形式简洁，施工步骤简单易行，适用范围最广，但其工程量相对较大，造价相对较高。（4）桩板复合基础适用于有较厚覆盖层的软土地基，能充分发挥各土层的作用，施工相对简单，基础工程量小，有利于节省工程投资。

参考文献

[1]赵彤.安徽省长江沿岸地质灾害形成机理研究[D].合肥：合肥工业大学，2014.

[2]郑东.软土地基处理施工工艺及质量检验方法研究[D].成都：西南交通大学，2006.

[3]余烨.长短桩基础承载特性分析[D].保定：河北大学，2013.

[4]朱明，范建华.浅谈软土地基处理方法及施工工艺[J].西部探矿工程，2009（1）.

作者简介：

1.姓名：葛娜出生年1983性别：女籍贯：内蒙古通辽民族：蒙古族

学历:硕士研究生单位：安徽华电工程咨询设计有限公司

2.姓名：陈彦焰出生年：1984性别：男：籍贯：四川乐山民簇：汉

学历：大学本科单位：安徽华电工程咨询设计有限公司

3.姓名：李静坤出生年：1985性别：男籍贯：安徽阜阳民簇：汉

学历：硕士研究生单位：安徽华电工程咨询设计有限公司