3d、3d技术及其应用

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1、输电线路山区工程基础设计特点及处理方法葛保斌董建尧（华东电力设计院上海200063）【摘要】本文通过对山区工程基础的类型、设计和施工的特点以及可能出现的问题，提出了一些处理意见和解决的方法，从而达到节约工期、节省投资、保护环境等目的，以供线路结构专业的同行参考。【关键词】山区线路基础设计基础处理前言安全可靠、经济合理、技术先进是以往输电线路工程的基础设计的原则，如今随着人们环保意识的加强，环境保护、水土保持问题日益被社会各方和建设单位的重视，有的地方甚至提出了更高的要求。有效地保护环境、保护山区林木植被，不破坏绿化也顺应了目前建设资源节约型、环境友好型社会的潮流，这对山

2、区地形输电线路的设计、施工和运行维护提出了更高的要求。1　山区工程可选用的基础型式目前我国输电线路杆塔基础大致可分为利用原状土和非利用原状土两大类，利用原状土基础材料量省，承载能力高。签于山地和丘陵地区地基承载力较高，但覆盖层厚度各区域不尽相同，因此，基础型式考虑尽量利用原状土，对地基覆盖土层较厚及非岩石地基，推荐使用斜插式板式基础、半掏挖的柔性配筋板式基础和掏挖式基础；对岩石裸露或覆盖地很薄的塔位可采用岩石锚杆式基础和嵌固式基础，根据山区特有的地质条件进行优化设计，以进一步节省基础工程的投资，减少基坑的开挖和植被的破坏。1.1　直柱式、斜插式板式基础一般，在平地输电线

3、路中，钢筋混凝土现浇板式基础应用较多，此类基础主要优点是充分利用钢筋混凝土薄底板的受湾性能，可以节省混凝土用量，降低基础造价。该类基础与铁塔的连接方式有两种，即地脚螺栓式和角钢斜插式。由于没有偏心弯距，角钢斜插式板式基础比地脚螺栓式板式基础要节约混凝土和钢材。若在山地和丘陵地带使用斜柱式基础，对施工过程中的基础根开控制和插入角钢的就位要求较高。若设计考虑不周或施工不当极易引起基础外侧边坡不够或基础根开不准，因此山地和丘陵地带较平缓场地的板式基础（不易掏挖成形的）可以采用斜柱式，但在山坡较陡的塔位最好采用地脚螺栓直柱式基础。为使基础受力合理，充分利用地基强度，板式基础设计

4、中，主柱与底板根据负荷设置一定偏心，这种基础型式在以往线路工程中使用，均获得较好的经济效益。但是板式基础基坑土方量较大，回填土质量较难保证，底板钢筋绑扎较麻烦，施工工序繁琐。1.2　掏挖式基础、半掏挖式基础对覆盖土很厚的岩石地基或者土质好的非岩石地基，若地基土的特性满足掏挖基础的要求的话，将优先采用掏挖基础。这种基础形式在以往山区工程中应用较多，与传统的基础相比具有如下特点：原状土地基承载力高、变形小，消除了回填土质量不可靠带来的安全隐患；“以土代模”，基坑开方量较少，施工方便，节省钢材；施工作业时占地不大，施工措施得当可保证基础外侧边坡不受影响，可以充分地利用原状土的

5、力学性能；但基础施工过程中对于掏挖工艺要求较高。此外，斜柱式半掏挖基础具有主角钢斜插式基础水平力和弯矩小的优点。因此对土质较好的地基，将优先采用掏挖式、半掏挖基础，可提高基础抗拔和抗倾覆稳定性，对原有地形、地貌的影响降到最低，达到环保的要求。经过比较，当基础作用力较大时，掏挖式基础比板式基础混凝土方量大，因此在设计过程中应根据现场实际情况以及塔型基础作用力进行混凝土方量、开放量和环保等方面的综合考虑，从而达到节省基础工程的投资、保护环境的目的。1.3　岩石（嵌固式）基础嵌固式岩石基础与传统的基础相比具有如下特点：原状基岩承载力高、变形小，消除了回填土质量不可靠带来的安全

6、隐患；“以岩代模”，基坑开方量极少，施工方便，不需要立柱钢筋和底板钢筋；施工作业时占地不大，可以充分地利用原状基岩的力学性能；在施工时把岩基挖成倒锥形体，将斜插角钢或地脚螺栓用砼直接浇入嵌固式或半嵌固式基础中，既节省了石方开挖量，又大大减少混凝土的使用量，在山区使用较合理，又方便施工，具有显著的经济效益。1.4　岩石（直锚式）基础直锚式岩石基础采用机械钻孔，将底脚螺栓直接锚固于灌浆的岩石孔内，借岩石本身、岩石与细石混凝土和细石混凝土与锚筋的粘结力来抵抗上部铁塔结构传来的外力。直锚式岩石基础的经济性及施工简单是显而易见的。影响岩体承载力的主要因素是夹层和节理裂隙，在施工时

7、设计人员必须逐基到位，逐基逐腿进行鉴定，采取加大锚固深度等措施，以确保基础的安全可靠。这种基础对岩石的要求较高，施工难度较大，施工费用较高。图一　山区工程常用基础形式一览图2　山区工程基础设计和施工面临的问题探究以及应对策略以往山区工程的基础设计和施工一般存在以下的问题：一是基础形式单一，施工时往往简单地采用大开挖的形式施工，导致塔腿基面大、开方量大，造成了山区植被破坏和水土流失；二是铁塔根开小，基础作用力大，基础内边坡难以满足设计要求。如今有效控制土方开挖量、防止水土流失、保护环境已成为了山区工程所面临的难题。笔者认为首先勘测测量成果的