灌注桩基础在山区输电线路工程中的应用_陆洲

些基础形式进行了技术经济比较， 最后介绍了其设计及施工要点。
关键词： 山区输电线路； 灌注桩； 桩基础
中图分类号： ＴＭ７５４， ＴＵ７５３．３
文献标识码： Ｂ
文章编号： ０４３－ ０３
１ 引言
灌注桩基础应用于山区输电线路， 能充分发挥 原状土的承载力， 防止陡坡塔位的浅表性垮塌。同 时， 做到基面零开方， 不破坏自然地貌、植被， 是山区 线路一种先进的基础形式， 其在软弱地基上的优势 毋庸置疑， 有时甚至是唯一的选择。灌注桩基础在线 路工程中的应用已有一定的历史， 但在山区输电线 路工程建设中， 由于受到施工器械的限制 （ 钻机笨 重） ， 并未得到推广。近年来， 随着各种轻便钻机的大 量涌现以及人工挖孔技术的日益成熟， 灌注桩基础 在一些山区 １１０～５００ ｋＶ 线路工程中得到了应用。本 文灌注桩基础的应用范围、优势以及设计施工要点 作一介绍， 以资交流。
（ ５） 端部扩大头并非必须使用， 设计中不能过于 依赖桩端扩大头的承载力。随着埋深的增加， 扩大头 的作用将逐渐减小。
（ ６） 设计中应规定， 每根单桩施工完毕均应进行 低应变法成桩质量检测。
（ ７） 施工中必须注意只开挖桩身范围， 禁止扰动 桩周原状土。 （ ８） 由于山区基岩面多 为斜面， 施工中若遇倾斜基 岩面， 应将岩石凿成阶梯状
干净， 以利于混凝土与基岩的牢固结合。
自然地貌的影响微乎其微， 是山区线路值得推广的
５ 结语
一种先进的基础形式， 随着目前对环境保护要求的 日益严格， 其使用范围势必逐步扩大。灌注桩基础目
福建地区八山一水一分田， 许多线路工程需要 前唯一的缺点是耗材偏大， 优化设计之路任重道远，
经过山区， 各个塔位的微地形相当复杂。在以往的工 还需要不懈的努力。
（ １） 该基础通常采用人工开挖， 但因埋深较大， 根据多条线路的设计及施工经验， 在埋深大于 ５ ｍ 时， 开挖中必须护壁， 同时设计直径不宜小于 １．０ ｍ， 《规定》中的 ０．８ ｍ 在实践中仍不便于施工。
（ ２） 基础埋入原状土越深， 越能充分发挥土体抵 抗基础上拔力的效力， 对山区塔位来说， 塔基发生浅 表性垮塌而危及线路安全运行的几率就越小。但由 于山区岩土坚硬， 不易于开挖， 设计中当计算埋深大 于 １０ ｍ 时， 应增大桩径。
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从 图 ５ 可 以 看 出 ， 线 路 在 高 频 段 （ 大 于 ２００ ｋＨｚ） 衰 减 较 大 ， 并 且 随 着 频 率 的 增 加 而 衰 减 增 大 ， 所以选择小于 ２００ ｋＨｚ 的频段作为载波通信的工作 频段比较合适。
后滨开关站至禾祥商城配变站的线路距离约为 ３００ ｍ， 如果是架空线路， 传输衰减小于 １０ ｄＢ， 但实 际传输衰减已达到 ３０ ｄＢ 以上， 这主要还是信号的 耦合方式不同造成的。采用卡接式电感耦合方式， 每 增加一级耦合， 传输衰减幅度将显著增大。比较后滨 开关站至禾祥商城配变站、后滨开关站至古龙商城 配变站的两条传输衰减曲线可知， 传输衰减最大增 加 ３０ ｄＢ， 最小也有 １０ ｄＢ。同样是卡接式电感耦合
图 １ 山区灌注桩基础示意图
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体力学参数好， 桩基础实际埋深无需太大， 便能充分 发挥原状土体的抗剪、抗水平推力性能， 经济指标合 理。 ２．２ 安全优势
由于桩基础属原状土基础， 施工中不扰动桩周 土体， 大大减少了施工弃土对表土的破坏， 塔基发生 浅表性垮塌而危及线路安全运行的概率微乎其微。 ２．３ 环境优势
灌注桩基础造价介于前两者之间， 能充分利用 原状土的特性， 提高基础抗拔承载力， 减少基础的侧 向变形； 由于浇筑混凝土时不需支模， 大大缩短了施 工周期， 该基础型式土石方量最小， 对地形和植被的 破坏也最小。缺点是地质条件要求较高， 对地下水位 较高、地质破碎、基坑开挖难以成形的塔位不能适 用， 但山区的地质条件一般都能满足桩基础的要求。 在塔位地形复杂、场地狭窄、高差较大， 基础外露较 高、外负荷较大时， 采用该基础型式效果很好。另外， 根据收集到的国外一些实际工程资料可以看出， 由 于对环保的重视， 发达国家对山区应用灌注桩基础 情有独钟。目前， 日本已建和在建的 １ ０００ ｋＶ 特高 压输电线路工程中， 经过山区时仍大量采用桩基础
上述测试表明基于电缆屏蔽层的载波数据通信 方式实现通信完全可行。
达到了配电自动化“三遥”的技术指标， 总体上满足
（ 收稿日期： ２００７－ １１－ ２０）
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行中的线路塔基浅表性跨塌也时有发生。灌注桩基
以防止桩基滑动， 并在浇制混凝土前将基岩面清洗 础能充分利用原状土的承载力， 做到基面零开方， 对
作为主要基础型式， 资料显示土石方量与砼量之比 仅为 １．３∶１， 远远小于国内目前非桩基础高达 ６∶１ 的 水平。
某院设计的某 ５００ ｋＶ 山区线线路Ⅱ标段， 原采 用常规方式配置基础， 后在地质条件满足要求的约 ４７％塔位采用了桩基础（ 包括掏挖基础） ， 表 ２ 是采 用桩基础前后标段主要材料、工程量的对比。
柔性斜柱基础混凝土量最少， 综合造价最低， 但 由于采用大开挖， 土石方工程量较高， 对自然环境有 一定的破坏。该基础型式由于经济指标最好， 在大部
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分地区可推荐使用。 ３．２ 刚性台阶基础
刚性基础埋深在三者之间最浅， 施工难度最小， 工艺成熟， 但基础混凝土量大， 综合造价最高， 施工 土石方量大， 对环境的影响很大。主要用于个别无法 保证基础边坡或足够的上拔土体， 以及依靠基础自 重抵抗上拔力的塔位。在一些基础开挖困难的沙土 地、地下水位较浅的塔位， 可适当采用。 ３．３ 灌注桩基础
２ 山区灌注桩基础的应用范围及优势
山区灌注桩基础典型形式如图 １ 所示。将其应 用于山区线路， 特别是位于陡坡地形的塔位， 在经济 效益、安全性以及环境保护方面， 都具有明显优势。 ２．１ 经济优势
山区输电线路工程， 塔位大多位于斜坡上， 地 质、地形条件较为复杂， 基塔的 ４ 个塔腿常处在不同 的高程。灌注桩基础主要用于坡度较陡的塔位， 在铁 塔采用最大级差的长短腿仍不能满足地形高差时， 采用桩基础的露出部分进行调节， 摆脱了普通基础 保护范围值的制约， 可以有效减少铁塔呼高或接腿 长度； 在坡度不太陡的地方， 同样能起到微调铁塔长 短腿与自然地形、地貌间高差的作用。由于山区的土
（ ３） 图 １ 中 Ｈ１、Ｈ２ 范围的桩长有时尽管较长， 甚 至长达 ４ ｍ 多， 但在计算中必须作为自由长度参与 计算， 不能考虑该范围内的承载力。
（ ４） 普通工程中采用的灌注桩基础砼等级一般 都在 Ｃ２５ 以上， 但对于山区桩基础， 由于自然条件限 制， 现场搅拌质量难以保证， 工程实践证明难以达到 Ｃ２５ 的强度等级， 故设计砼等级宜定为 Ｃ２０， 不宜过 高。
程中， 尽管采用了全方位不等高塔腿设计， 但仍需要 开挖一定数量的塔基平台， 对自然环境造成破坏， 运
（ 收稿日期： ２００７－ ０８－ １０）
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图中 ａ１、ａ２ 为普通基础保护范围值， 与铁塔形式 和基础形式、尺寸有关， 一般范围在 ２．５～５ ｍ 左右；
图 ２ 桩基础与普通基础应用示意图 （ ａ） 普通基础； （ ｂ） 桩基础
ｂ１、ｂ２ 为桩基础保护范围值， 按 ＤＬ／Ｔ ５２１９—２００５ 架 空送电线路基础设计技术规定（ 以下简称《规定》） ， 为 ２．５ ｄ 及 １．５ Ｄ 的较大值（ ｄ、Ｄ 分别为桩身与扩大 头的直径） ， 范围在 １．５～３ ｍ 左右。桩基础所需的保 护范围明显较小。另外， 虽然两种基础所需的保护范 围大致相同， 但其受力情况却有本质的区别： 对于普 通基础， 由于开挖基坑， ａ 范围内一半左右的土体必 然被扰动， 这就为将来的塔基浅表跨塌埋下了隐患， 特别是陡坡塔位； 而桩基础对周围原状土体并无扰 动， ｂ 值的引入目的仅在于 Ｈ１、Ｈ２ 的计算， 只要在桩 基础计算时将 Ｈ１、Ｈ２ 作为自由长度， 计算结果就能 满足安全性要求， 又能达到基面零开方的目的。
某山区 ５００ ｋＶ 线路工程典型地质情况为 ｆｋ＝２００ ｋＮ／ｍ２， γ＝１７ ｋＮ／ｍ３， α＝２０°， Ｃ＝３８ ｋＮ／ｍ２， #＝１３°， 采用同 样的实际基础负荷， 对柔性斜柱基础、刚性台阶基础 和桩基础进行具体技术经济比较， 结果见表 １。
表中土石方量指基坑开挖方量， 未包括开挖施 工基面的土石方量比较。 ３．１ 柔性斜柱基础
山区桩基础能解决场地土开挖的问题， 有效降 低基坑开挖量及小平台开挖量， 做到施工基面零开
方， 能保护塔基周围的自然地貌和植被不遭破坏。
３ 与其他基础类型在山区应用的比较
图 ２ 为一个典型坡地上应用普通基础和桩基础 的情况。在图 ２（ ａ） 中， 坡度较缓时， 还可通过加高基 础达到不开挖施工平台的目的。当坡度加大， 使用最 大级差长短腿配合加高基础仍不能满足基础保护范 围要求时， 小平台的开挖在所难免。
采用桩基后， 除砼量外， 其他各项目消耗都有不 同程度的减少。由于节省了模板， 缩短了施工周期，
与同时开工的相似长度、地形的Ⅲ标段相比， 基 础完工实际工期提前 １５ ｄ 左右， 而且完工后保持了 原来的自然地貌和植被。竣工验收中， 运行单位和业 主给予了很高评价。