输电线路基础与接地设计

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1、我国架空输电线路地基基础工程现状及存在的问题（国家电力公司电力建设研究所）1、引言随着我国国民经济的飞速发展，国家每年用于电力基础设施，特别是用于高压输电线路的投资日益增加。杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。据有关资料统计：输电线路基础工程施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程60%，费用约占整个工程15%～35%。基础选型、设计及施工的优劣严重影响着线路工程的建设。根据我国现有的技术规范，上部铁塔部分的设计和国外相比，较为合理和成熟，而设计的基础尺寸比国外大，设计较为

2、保守，因而基础施工等各方面的费用比国外要高出很多。同时,下部基础过大，若基础是大面积的开挖，势必会造成大面积植被的破坏和水土的流失。因此有必要加强对输电线路基础的研究，降低混凝土和钢筋的用量，减小土石方的开挖量，从而降低基础造价，节省资源，同时也减小对植被的破坏，加强环境保护，取得较好的经济效益和社会效益，实现可持续发展。但是目前我国尚未系统地开展新的基础型式的试验、测试和分析研究，杆塔基础已成为输电线路建设中十分薄弱的环节，地基处理及其基础型式选择与设计优化是当前输电线路工程迫切需要解决的重大课题。2、我国架空输电线路地基基础工程现状我

3、国幅员辽阔，各个地区的地质条件相差很大，所采用的输电线路基础形式也较为多样。其中西北地区主要为黄土地基，也存在部分沙漠及岩石地基。黄土地基使用的基础形式主要有刚性台阶式基础和插入式基础，部分软弱地基则主要采用钻孔灌注桩。西北地区黄土具有湿陷性，常采用二灰换添法，石灰和素土的比例一般采用2:8或3:7，对重点塔位的地基重点处理。沙漠地区地基抗剪强度低，比普通基础要多埋深1米。山区的岩石地基使用的基础形式主要有掏挖式基础等。在西北地区，出现倒塔一般不是基础原因，主要是有外界因素的作用，如滑坡、流沙、河流冲刷等。东北地区和新疆北部多为冻土地基，

4、使用的基础形式主要是插入式基础和掏挖式基础。同时，在东北的部分地区和新疆的南部也存在永冻土和岩石地基，使用的基础形式主要是斜插式基础。我国华北地区的石家庄以北、北京地区、和内蒙古地区的土质条件较好，天津地区有软土地基，土质条件较差。各地使用的基础形式主要有：嵌固式基础、锚杆式基础、插入式基础和掏挖式基础，同时还有灌注桩、挖孔桩、扩底桩等。我国华东地区河网密布，主要是软弱地基。在进行输变电杆塔建造时，有的对地基先进行处理，然后再建造杆塔基础。在这一地区采用的基础形式有：灌注桩、大板式基础、螺旋锚式基础、挤密碎石桩和挤密砂桩。螺旋锚用钢量大，

5、机具复杂。灌注桩造价高昂，且质量不易控制。中南地区的地质情况较为复杂，有软土、岩石、膨胀土等。（1）华中地区软土比较多，特别是江汉平原一带，土壤的内析水较多，采用的基础形式以大板式基础、桩基（钻孔灌注桩、沉管桩）为主，也有采用沉井替代。桩基础的费用是掏挖基础的4~5倍，造价非常昂贵。使用的其它基础形式主要有：刚性阶梯式基础、掏挖式基础等。（2）在三峡、宜昌地区，山区的花岗岩比较多，使用的基础形式主要有：岩石锚杆式基础和岩石插入式基础。（3）在鄂西北的丘陵地带，黄色粘土比较多，使用的基础形式主要有：刚性阶梯式基础、掏挖式基础等。（4）在其余

6、一些地区，多为粉土、砂土和可塑粘土地质条件，近几年来插入式基础用的较多，但该基础形式不适用于软土地基。西南地区主要以山区为主，地基主要是岩石。使用的基础形式主要是：岩石锚桩、嵌固式基础和斜插式基础。山区水塘附近的软土地基，地基处理的主要方法是：砂井、粉喷桩等。3、我国架空输电线路地基基础工程存在的问题3.1设计方面的问题我国架空输电线路地基基础工程在设计方面存在的问题有：（1）由于输电线路地基基础工程问题的特殊性和复杂性，目前《送电线路基础设计技术规定》还没有采用概率极限状态设计原则，仍然采用总安全系数法，而不是分项系数设计法。国内外很多

7、专家、学者都在致力于地基基础工程可靠度的研究。地基基础工程问题与结构工程问题实行同步的可靠度设计是国际趋势。输电线路地基基础工程如果继续在以后较长时间内沿用传统安全系数设计法的定值设计方法，显然是不合适的。如何尽快改变这种现状是一个紧迫且具有现实意义的问题。（2）由风荷载引起的输电线路杆塔的破坏常给经济建设和人民生活带来非常严重的影响，而且需要花费大量的资金和时间修复。据统计，在各类杆塔倒塌、导线断股等严重事故中，由风引起的约占30%。动力风荷载需要通过理论和试验的方法，根据风特性、结构自振特性以及风和结构地基基础的相互作用等多方面的参数

8、才能确定，因此，动力风效应分析的正确性和精度将关系到送电线路杆塔及基础设计的合理和安全。研究风与杆塔结构体系的相互作用，并且在输电线路设计中采取恰当的抗风措施，对保障线路结构体系的安全有非常重