浅谈送电线路钢管杆基础设计

  浅谈送电线路钢管杆基础设计_电力/水利_工程科技_专业资料。第3 5卷 第 6期 2 0 0 9年 2 月 山 西 建 筑 S H ANXl ARCHI n CTURE . VO 1 . 3 5 NO 6

  第3 5卷 第 6期 2 0 0 9年 2 月 山 西 建 筑 S H ANXl ARCHI n CTURE . VO 1 . 3 5 NO 6 F e b 2 0 0 9 ? 1 4 3 ? 文章编号: 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 0 9 ) 0 6 — 0 1 4 3 — 0 3 浅 谈 送 电 线 路 钢 管 杆 基 础 设 计 丁 海 方 邓 永 宏 摘 要: 指 出送 电线 路 钢 管 杆 基 础 的设 计有 许 多 不 同于 常 规 铁 塔 基 础 的 特 点 , 基于此 , 对 钢 管 杆 基 础 设 计 要 点 作 了论 述 , 0 0 n ● 提 出钢管杆基础的设计应根据钢管杆所受 的外力及地质条件选择合理 的基 础形 式, 对设计 中须j 起注 意的几 _ 项设计要 十 寸。 T . 十 斗 毒牛●_ _ 牛 点进 行 了总 结 。 关键词 : 钢管杆基础 , 抗拔桩计算 , 桩基承 台 中图分类号 : TU 4 7 0 文 献标 识码 : A ; ( 1 【 x 】 n — ( x c 1 — 善 壹 n 【 x 【 x x 】一 童I z 一 焉 葛 ● ● ● . ; ‘ 0 引言 钢管杆 以其不影 响城市 规划 、 附件设计 灵活 多样 等优点 , 越 来 越 广 泛 地 应用 于城 区 、 市郊 输 电线 路 工 程 。但 送 电线 路 钢 管 杆 自然地坪下 l m为杂填 土 ; 2 m~3 m左 右为第 ②层 土粉质 黏土 , 地基 承载 力特征值 为 1 5 0 k P a , 桩极 限侧阻 力标准值 q = 8 4 k P a ; 3 n 1 ~6 m 左 右 为第 ③ 层 土 含 碎 石 粉 质 黏 土 , 地 基 承 载 力 7 0 k P a , 桩 极 限 侧 阻 力 标 准 值 =9 6 k P a ; 6 m 以下 为 基础具体设计有 许多不 同于常规铁塔基础 的特点 , 需综 合考虑地 特 征 值 为 1 第 ④ 层 土 碎 石 , 地 基 承 载 力 特 征 值 为 2 1 0 k P a , 桩 极 限 侧 阻 力 标 准 质情况 、 钢 管 杆高 度 及所 受 荷 载 大 小 等 因 素 。结 合 本 人 多 次 参 与 =1 4 0 k P a 。 设 计钢 管 杆 的经 验 , 以 山东 某 地 3 5 k V送 变 电 工 程 中 3 5 1 0 S J 8 4 — 1 8 值 q 钢 管杆 基 础 为例 , 对 送 电线 路 钢管 杆 基 础 的设 计 要点 作 一些 探 讨 。 3 基 础 设 计 3 . 1 设计 思路 本工程钢管杆底部 弯矩较大 , 达8 4 7 9 k N? m, 加之离 公路较 近, 如采用 深埋 的 阶梯 式刚 性 基础 其底 板 面 积较 大 ( 经计 算 需 1 0 8 . 1 6 n ) , 考 虑 开挖 难 及 临 路 的 限 制 , 决定采用桩基础。 1 钢 管杆本 身情 况 钢管杆全高 3 4 . 5 F n , 稍径 0 . 6 6 5 m, 根径 1 . 6 5 n - i , 钢 管 杆 及 基 础剖面图见图 1 。 3 . 2 基础 的初 步布 置 根 据 当地 地 质 情 况 , 初定 采 用 直 径 8 0 0 1 T I I T I 的泥浆护壤钻孑 L 灌注桩。底部承 台埋深定为 自然地坪 下 2 m, 位 于第 ②层 土粉 质 黏土上 , 承 台 尺 寸根 据 J G J 9 4 — 2 0 0 8建 筑 桩 基 技 术 规 范 中 有 关 桩 问 距 及 承 台 的 规定 初 定 为 4 m×4 m。桩 及 承 台布 置 见 图 3 。 3 . 3 基础 详 细计 算 3 . 3 . 1 钢管杆所受弯矩产生的桩上拔力计算 承 台及 上部 土 重 G=4 ×4 ×2 0 ×2 =6 4 0 k N, 钢 管 杆 自重 N = 3 4 8 k N, M =4 5 1 k N? m, My =8 4 7 9 k N? n 1 , 水 平 力 =3 8 1 k N, 水 平 力 根 据 电气 专 业 提 供 的 荷 载 图 可 看 f j j 将 对 钢 管 杆 产 图1 钢 管 杆 及基 础 剖 面 图 y向弯矩 , 故钢管杆在 承台底 的 Y向弯l 矩 M、 n =8 4 7 9 +3 8 1 ×2= 9 2 4 1 k N? m。 2 钢 管杆所 受的外 力及地质 情况 2 . 1 承 受 的 荷 载 钢管杆 承受 的外力 由导线 拉力及 风荷 载组 成 , 在 最 大 风 速 3 0 m 情况 下在 钢管杆 底部 产生 的弯矩 为 : M =4 5 1 k N? m, Mv = 8 4 7 9 t e n? n l , 总水 平 力 P h =3 8 1 k N。钢 管 杆 总 的垂 直 荷 载 N = 3 4 8 k N( 计算 过 程 略 ) 。线 。 桩所受最大 拔力 : Nl l : — — — 一一 一 j : 9 8 8 / 4 I 4 5 3 l l . ? 2 / , 5 3 . 7 6 9 241× 1. 2/ 5. 7 6= 桩 所 受 最 大 下 压力 : 一 向 一 T / + ’ , 豢 、 , ’ . r 2 + 9 8 8 / 4+ 4 5 l× 1 . 2 / 5 . 7 6+ 9 2 4 1× 1 . 2 / 5 . 7 6 3 . 3. 2 抗 拔 桩计 算 1 ) 建筑桩基规范 5 . 4 . 5节 的 有关 规 定 , 承 受 拔 的 桩 基 应 验 算群桩整体破坏 和呈非整体破坏时桩基的抗拔 承载力 : < 图2 线 ) NK < 2 . 2 地质情 况 收 稿 日期 : 2 0 0 8 — 1 0 — 2 0 T 为群桩整体破 坏时桩基抗拔极限承载力标准值 。 作者简介: 丁海方 ( 1 9 8 1 一) , 男, 助理工程师 , 中煤邯郸设计工程有限责任公 司, 河北 邯郸 邓永 宏 ( 1 9 8 1 一) , 男, 工程师 , 华 信 邮 电 咨询 设 计 研 究 院 有 限公 司 , 浙江 杭州 0 5 6 0 3 1 3 1 0 0 0 0 1 4 4 ? ? 2 0 0 9年 期 2 6 第3 5 卷第 月 山 西 建 筑 条的有关规定 , 钢 筋 混 凝 土 轴 心抗 拔 桩 的 正 截 面 受 拉 承 载 力 由下 式确定 : N <f y A 。 = 去 “ ∑ = 寺× 1 0 . 2 4  ̄ 0 . 7 × ( 8 4 × 1 . 4 + 9 6X 5. 8+1 4 0×8 . 8 ) :3 4 1 6. 3 k N。 其 中, U 为桩群外 围周长 ; , 为抗拔系数 , 对于黏性土取 0 . 7 。 G 为 群桩 基 础 所 包 围体 积 的桩 土 自重 与桩 数 之 比 。 ( 1 O . 2 4X 1 6× 1 9X0. 2 5 7 7 8 . 2 4 k N。 此外抗拔桩还应进 行裂缝计算 , 根据桩基规 范及 混凝 土结构 设计 规范 中的有关规定 , 本 工程 桩基 为允许 出现裂缝 的三 级裂缝 控制等级 的桩基 : 一 ≤l i m =0 . 3 m I n 。 本 工 程 采 用 HR B 3 3 5级 钢 , N =1 7 7 2 . 2 k N。故 本 工 程 的抗 拔桩纵筋配 2 2 ( b 2 2 满 足 可受 力及 控 制 裂缝 的需 要 , 也 满 足 规 范 中 T 为群桩呈非整体破坏时桩基抗拔极 限承载力标准值 。 T . k= 2 , 1 . i q . w , k l i 0 . 7 × 2 . 5 1 2 ×( 8 4 X 1 . 4 + 9 6×5. 8+1 4 0×8. 8 ) =3 3 5 2. 2 k N。 关于钻孔灌注桩最 小配筋 率的 要求 。另 外根据 规范 要求抗 拔桩 应通长配筋并在桩顶下 5 d范 围 内箍 筋 加 密 ( 采用 q 5 8 @1 0 0的 螺 其 中, l 为桩身周长 。 G 为 桩 基 自重 。 G☆ =0 . 5 0 2 4× 1 6X2 5:2 0 0. 9 6 k N。 旋箍筋 ) , 其余部分采用 螂 @2 0 0螺旋 箍筋 。 3. 3 . 3 承 台 的厚 度 选 择 及 配筋 本 工 程 承 台 主 要 承 受 固定 于 内 角 平 分 线 方 向上 的 弯矩 , 承 受 分别代入式 ( 1 ) 和式 ( 2 ) 可得 : N1 < N1 < / 2+ G =1 7 0 8 . 2+7 7 8. 2 4=2 4 8 6. 5 k N。 / 2+ G =1 6 7 6 . 1+2 0 0. 9= 1 8 7 6 . 9 k N。 的垂直荷载 No 很小 , 抵抗 弯矩起 作用 的钢筋必 须均 匀布设于线 路 内角平分线 z方 向上 ( 见图 2 ) 。一般对 于 4 5 。 以上 的转 角杆 , 底板受弯矩 的方 向固定 在线路 内角平 分线 方 向上 , 可按计算 结 果 配 置上 层 和下 层 钢 筋 , 与 之 垂 直 的 Y方 向 可 只 配 构 造 筋 。但 对 单桩竖 向极 限承载力标准值 : Q u K=“ 2 q s i k l i +q 肚 A 声 二2 - . 5 1 2 × ( 8 4 N 1 . 4 + 9 6×5 . 8十1 4 0X 8 . 8) +2 0 0 0X0. 5 0 2 4=5 7 8 8. 9 k N。 于直线 。 以内的转角杆 , 底 板受 弯矩 的方 向不一 定 固定 在 线 。 以 内转角杆 , 故承 台上 、 下层 的两个方 向 z, Y方 向应配 同量钢筋 以抵抗 杆身 弯矩作用 。经 计 算, 底 板 上 下 层 的 z, Y方 向分 别 配 中1 4 @ mo ( a =6 1 5 7舢 n 2 ) 可 满 足 抗 弯 需 要 。对 于 承 台 厚 度 选 择 1 0 0 0 m m >3 5 d+1 0 0 mm( 桩 头嵌 入 承 台深 度 ) +5 0 m m( 承 台混 凝 土保 护 层 厚 度 ) =7 7 0 +1 5 0= 9 2 0 mm, 满 足 桩基 规 范 对桩 内 钢筋 在 承 台 内 锚 固 长 度 的 要 求 。 3 . 3. 4 基 柱 的配 筋 其中 , q 壤为极 限端 阻力 标 准 值 ; A 为 桩 身 截 面 积 。 单桩竖向 极限承 载力特征 值R= {Q 。 其中, k = 2 , 故 = 2 8 9 4. 5 k N。 可见采用直径 8 0 0 mm 的泥浆护壁钻孔灌注桩 , 桩 长取 1 6 m 可 以 满 足 抗拔 和 承压 需 要 。 桩身摩擦力主要是抵消上拔力 的影 响 , 因此 对于抗拔桩来说 桩长将主要 由上拔力大小控 制 , 这一 点与一般桩 基不同 。一般 的 承压桩桩身承载力 除 了桩 身摩擦 力 的贡献外 还有桩 端 阻力 的贡 使地脚螺栓直 接伸 至承 台底 , 充 分 利 用 地 脚 螺 栓 来 抵 抗 弯 献, 因此 在 一 般 情 况 下 当满 足 抗 拔 力 需 要 时 , 均可满足承压需要。 螺栓 , 矩 的作用 , 以节 约 基 柱 的 配 筋 。应 当 注 意 , 基 柱 的 宽 度 和 长 度 应 2 ) 抗拔桩配筋。 保证钢管杆 的柱脚 能 内切 于其 内。本工 程 的基 柱 断面及 长度均 抗拔桩的配筋不 同于承压 桩 , 桩身要 承受 轴心拉 力 的作用 。 见图 3 ) 。 其配筋大小将主要取决于上拔 力的大小 , 由建 筑 桩 基 规 范 5 . 8 . 7 满足需要 ( C 3 5细 石 混 凝 土 二 次 浇 灌 层 本基 础的基柱受 弯矩 和下 压力 的作 用 , 必须 配筋 , 为 了节 约 钢材 , 可要求厂家在 加工 钢管杆 的地 脚螺 栓时 , 采 用 适 长 的 地 脚 b 图 3 桩 及 承 台 布 置 图 转 角 杆 的基 础 顶 面 应 设 置 向外 角 侧 方 向 的预 偏 , 由 于杆 身 施 刚性基础或 者钢 筋混凝 土柔 性基 础 已经 不合 适。其所 需基 础底 所需混 凝 土量和施 工 场地均 较大 , 优 工紧线等二次 变形 等 因素 , 预偏 坡 度应 稍大 于 钢管 杆 的设计 挠 板 面 积 很 大 而且 开 挖 困 难 , 度, 如 某 杆 型设 计 挠 度 为 1 2 % o , 宜采用 1 5 % o 基 础顶 面预 偏坡 度。 先推荐采用桩基础。 本工程钢管杆设 计 挠度 9 % 0 基柱 宽度 2 3 0 0 mm, 故 基顶 面 预偏 2 8 mm 。 一 2 ) 桩 中会 出现上拔 力 , 桩 长及配筋 由上拔 力控制 , 其 不同于 般的承压桩基 。目前钢管杆及基 础方面 与之相关 的规 程、 规范 缺乏 , 就需 要设计 、 施 工在实践 中不 断摸索和总结 , 才能设计 出安 全、 可靠 、 经济 、 施 工 方便 的 钢 管 单 杆 架 空 电 力 线 路 。 参考文献 : 4 结 语 本 文结 合 工 程实 例 介 绍 了送 电 线 路 钢 管 杆 基 础 抗 拔 桩 的典 型设计方法 , 论 述 了钢 管 杆 基 础 设 计 的要 点 。 1 ] J G J 9 4 , 2 0 0 8 , 建 筑桩 基技 术规 范 [ S ] . 1 ) 一般情况下在 钢管杆所受荷载较大 时, 采用深埋 的阶梯式 [ 第3 5卷 第 6期 2 0 0 9年 2 月 山 西 建 筑 SH XI ARCHI TECTURE Vo I l 3 5 No. 6 F e b . 2 0 0 9 ?1 4 5 ? 文章 编 号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 0 9 ) 0 6 — 0 1 4 5 — 0 2 浅 述 钻 孔 灌 注 桩 的 施 工 技 术 和 常 见 问 题 处 理 郭 嘉 摘 要 : 对 公 路 桥 梁 常用 的 钢 筋 混凝 土 钻孔 灌 注 桩 基 础 进 行 了分 析 , 从 施 工 中常 见 问题 和 病 害 防治 进 行 了论 述 , 提出了 解 决这 些 问题 的 方 法和 注 意 事 项 , 以保 证 钻 孔 灌 注 桩 的工 程 质 量 , 推 广 钻 孔 灌 注桩 的 应用 。 关键 词 : 钻孔灌注桩 , 施工技术 , 常 见 问题 , 处 理 中 图分 类 号 : TU 7 5 3 . 3 文 献标 识 码 : A 按 照 施 工 现 场具 体 情 况 , 埋设 一 定 长 度 的护 筒 。护 简 直 径 一 我 国幅员辽阔 , 地质条 件非常 复杂 , 但是 由于钻孔 灌注 桩基 0 0 m i t t , 以便钻 头在钻孔 内 自由升降 。根据 现场 础 的 独特 优 点 使 其 在 各 类 公 路 桥 梁 中 得 到 了广 泛 的 运 用 , 从 世 界 般应 比桩径大 1 屋脊到杭州海湾 , 从 广袤 的黑土地 到河 网密布 的江南水 乡 , 都有 土质情况 , 调配符合要 求的 泥浆 , 以便在钻 进过程 中及时 注入泥 可以考虑不注入泥浆 许多成功运用钻孔 灌注桩 的例子 。但 是 由于桩基属 于地下 隐蔽 浆护壁 。如果现场土质是 比较好 的黏性 土 , 工程 , 施 工工序较 多 , 工 艺流程相互 衔接紧密 , 环环 相扣 , 不 宜 长 或补水 , 直接钻进 。 时 间 中 间停 顿 ; 主要工序 的施工过 程都 在水下及 地下进 行 , 不 便 2. 3 钻 进 成 孔 监 视 。所 以影 响施 工 正 常 进 行 和 施 工 质 量 的 因 素 很 多 , 这 里 仅 以 一 护 筒 埋 设 完 成 后 即可 开机 钻 孔 , 钻 孔 作 业 应 采 用 多 班 连 续 进 行, 要 注 意 土层 变 化 , 捞取 渣样 , 以 便 与 设 计 的 地 质 剖 面 图 核对 。 根 据土 质变化 , 应及 时对 泥浆进 行 试验 , 不 符合要 求 时应 随时调 整 。 些 常见 l T艺 和病 害进 行 阐述 。 1 施 工 准 备 4 清 孔 首先应具备工 程地质 资料 和水文地质 资料 , 水、 水泥 、 砂、 砾 2. 钻 孔 完 成 后 进 行 清孔 作 业 , 并测 定钻孔 深度 , 当 钻 孔 达 到 设 ( 碎) 、 石、 钢筋 等 原 材 料 及 制 品 的 质 量 检 验 报 告 , 制 定 详 细 的 施 工 应立 即进行清孔作业, 一般 采用抽浆 组织计划 , 按 有关 规定 制 定 安 全 生 产 、 环 境 保 护 文 明施 ] j 等措 施 。 计标高并经检查符合要求后 , 其次是施工平台的准备。 清 孔 法 。经 清 孔后 的孔 内沉 积 厚 度 , 摩擦 桩 不 大于 0 . 4 d- -0 . 6 d( d , 柱 桩 不 大 于设 计 规 定 。 场地 为浅 水 时 , 宜 采 用筑 岛 法 施 工 。筑 岛 时 岛 面 应 比 施 工 最 为设 计 桩 径 ) 5 放 入 钢 筋 笼 高水位高 出 0 . 5 m-0 . 7 m, 有流冰时再适 当加高 , 筑岛尺寸应满足 2. 灌 注 桩 的施 丁需 要 , 采用透 水性 好 、 易 于压实 的砂 土或 碎石 土等 。 在完成清孔作 业并经 检查符 合规定后 , 应 及时 、 准确地将 钢 场地为深水时 , 可 采用钢管桩 施工 平台 、 双壁钢 围堰平 台等 筋骨架 吊放在钻孔 内, 并牢 固定位 , 以免在 灌注混 凝土过 程中被 固定 式 平 台 , 也可采用 浮式施工平 台。平台需牢靠稳 定 , 能 承 受 混 凝 土 顶 出 , 或 发生 位 移 等 事 故 。 工作 时 所 有 静 、亚美乐橙, 动 荷 载 。在 钻 进 中 不 应 产 生 位 移 或 沉 陷 , 如 出 现 2 . 6 放 入导 管 , 灌注水 下混凝 土 钢筋笼放置符合要求后 , 即可进行水下 混凝 土灌注作业 。在 钻 孔 内灌 注 水 下 混 凝 土 , 一般 用不漏 水的钢质 导管进 行 , 其 内径 一 位 移 或 沉 陷 要 及 时处 理 。 2 钻孔 灌注桩 的施工 2 . 1 钻 头 着地 初 钻 般为 2 5 c n 1 ~3 5 c m。在 灌 注 水 下 混 凝 土 的 过程 中 , 导 管 埋 在 混 . 0 I T I 或大 于 6 . 0 m。 当在 全 套 管 内 钻 机 就 位 后 即 可进 行 初 钻 , 仞 钻 时应 以 钻 头 自重 作 为 钻 进 压 凝 土 内 的深 度 一 般 不 宜 小 于 2 灌 注 混 凝 土 时 , 应逐 步 提 升 护 筒 , 护 筒 内混 凝 土不 得 过 高 , 但 不 应 力, 以便更 好 地 保证 桩 基 精度 。当 钻 头 内充 满 土 砂 料 时 , 应 将 钻 头 旋回提出孔外 , 将钻头 内的土砂 料倒在运土车 内。在将 钻头提 出 孔外时, 要注意孑 L 内地下水位情况 , 必要时应及 时补水 , 以防坍塌 。 小于 1 . 0 I T I , 以防护简内外侧摩 阻力超过起拔能力 , 拔不 出护简。 2 . 7 清理桩 头 , 沉 淤 回填 灌 注混 凝 土 达 到 桩 顶 时 , 应 高 出设 计 标 高 0 . 5 m~1 . 0 m。 当 2 . 2 埋设 护 筒 , 注 入 泥 浆 [ 2 ] 张殿 生. 电 力 工 程 高 压 送 电线 路 设 计 手 册 [ M] . 北京: 中国 电力 出版社 . 2 0 0 6 . 31. [ 4 ] 胡金会 . 桩基 设计 中计算公 式的应 用 [ J ] . 山西建筑 , 2 0 0 7 , 3 3 ( 6 ) : 9 5 — 9 6 . [ 3 ] 张 东升 . 送电线路钢管杆基础设计[ J ] . 供 用电, 2 0 0 3 ( 6 ) : 2 9 . On s t e e l t u b e f o u n d a t i o n de s i g n o f t r a ns mi s s i o n l i ne DI NG Ha i - f a n g DENG Yo n g - ho n g Ab s t r a c t :Th e p a p e r p o i n t s O U t t h a t t h e d e s i g n o f t h e s t e e } t u b e f o u n d a t i o n o f t h e t r a n s mi  ̄i o n l i n e i s d i f f e r e n t t O t h e c o n l mo n t o we r f o u n d a . t i o n,d i s c u s s e s t h e d e s i g n p o i n t s o f t h e s t e e l t u b e f o u n d a t i o n b a s e d o n t h i s .p u t s f o r wa r d t h a t t h e d e s i n g o f t h e s t e e l t U b e f o u n d a t i o n s h o u l d b e b a s e d o n t h e f o r c e o f t h e s t e e l t u b e a n d t h e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s t O s e l e c t t h e r e a s o n a b l e f o u n d a t i o n or f m ,s u mma r i z s e t h e d si e g n oi p n t s f o r a t — t e nt i on i n t h e d si e g n. Ke y wo r d s :s t e o l t u b e f o u n d a t i o n ,u p l i f t p i l e al c c u l a t i o n,c u s h i o n c a p o f p i l e f o u n d a t i o n 收稿 日期 : 2 0 0 8 + 1 0 — 1 2 作者简介 : 郭 嘉( 1 9 8 3 一) , 男. 助教, 湖南 交 通 职 业技 术学 院 , 湖南 长沙 4 1 0 0 0 4


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