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摘 要：输电线路铁塔基础设计对整个输电线路设计的影响至关重要，必须综合考虑，根据不同的地质情况，选择合理的基础形式，不仅可以减少材料的用量，同时也能更好的保护环境，本文结合工程实际，对比了各种基础形式的计算结果，选择了更加合理的基础形式。
关键词：基础选型、台阶基础、板式直柱基础、斜插基础、陶挖基础
一、引言
铁塔基础作为输电线路结构设计的重要组成部分，混凝土和钢材用量在整个线路工程费用中占有很大比重。输电线路铁塔的基础设计很多时候是可以用不同的基础形式进行计算的，只要能满足不同基础形式的特点，一般来说安全上面没有太大问题，但是现在的设计越来越趋向于经济设计，既保证安全又要最大限度的较少投资，这就需要对基础进行优化设计。
二、基础型式
输电线路杆塔的基础分为钢管杆、水泥杆基础和铁塔基础，基础形式的选择应根据杆塔形式、工程水文地质情况、沿线地形、施工运输等条件综合考虑确定，输电线路铁塔所采用的基础常用类型大致可分为以下几类：（1）“大开挖”基础类：这类基础是指埋置于预先挖好的基坑内并将回填土务实的基础，是以扰动的回填土构成抗拔土体满足基础的上拔稳定，由于是扰动过的土体，虽然经过务实也很难恢复原有土体的结构强度，因而按抗拔性能而言这类基础是不够理想的基础形式。包括台阶式基础、板式直柱基础。（2）陶挖基础类：这类基础是指混凝土和钢筋骨架放于人工或机械陶挖而成的土胎内，它是以天然土体构成的抗拔土体以保证基础的上拔稳定，应用于陶挖中无水进入基坑的粘性土中，他能冲分发挥原状土的特性，不仅具有良好的抗拔性能，而且具有较大的横向承载力。包括掏挖式基础。（3）斜插式基础类：斜插式铁塔基础作为一种新型基础，因其受力合理，能节省大量的材料，在输电线路的设计中得到了广泛的应用。包括插入式基础。4.桩基础类：桩基础又可分为钻孔灌注桩，预制桩，人工挖孔桩等，对应钻孔灌注桩和预制桩，主要适用于地下水位高的粘性土和砂土等地基、特别是跨河塔位等特殊的地形，人工挖孔桩主要用于地质情况较好，地下水位很深的山区等塔位地形受限制的地段。
三、不同基础形式的材料量及经济性比较
以下结合工程实际，在姜家营-北营II回220kv线路基础设计中，以某一基2G-SZ22-24m直线塔为例，根据现有的地质情况和作用力，按照山西院基础设计软件计算基础，采用不同的基础形式对混凝土、钢筋、地脚螺栓进行材料量对比，总结出怎么更加合理的进行基础选型，从而减少工程的材料量。
2G-SZ22-24m铁塔，呼高24米，基础根开6540mm，上拔力Te = 386.75 kN，Tx =42.62 kN，Ty =37.07 kN ；下压力Na=486.88 kN，Nx = 51.68 kN，Ny=44.80 kN。现有的地质情况为，0.0-1.0米，花岗片麻岩强风化，重度为22kN/m3，地基承载力500kpa，0.0-8.0米，花岗片麻岩， 中风化，重度为23kN/m3，地基承载力1200kpa。勘测深度内未见地下水。
1.台阶式基础，经计算后，采用两个台阶，第一个台阶宽500mm，高500mm，第二个台阶宽300mm，高300mm，主柱高2100mm，宽700mm，底板宽度2300mm，基础埋深2700mm，露头200mm，共采用混凝土为16.68 m3，钢筋（包括地脚螺栓）为996.6 kg。
2.插入式基础，经计算后，采用两个台阶的斜柱插入式基础，第一个台阶宽350mm，高300mm，第二个台阶宽400mm，高300mm，主柱高2400mm，宽700mm，底板宽度2200mm，基础埋深2800mm，露头200mm，共采用混凝土为12.90 m3， 钢筋（无地脚螺栓）为1502.6 kg。
3.陶挖式基础，经计算后，基顶直径采用800mm，基底直径1400mm，防护层厚100mm，基础埋深2300mm，基础高度2500mm，露头200mm，共采用混凝土为6.62 m3，钢筋（无地脚螺栓）为592.7 kg。
4.板式直柱基础，经计算后，采用两个台阶，第一个台阶宽350mm，高300mm，第二个台阶宽400mm，高300mm，主柱高2400mm，宽700mm，底板宽度2200mm，基础埋深2800mm，露头200mm，共采用混凝土为13.30 m3，钢筋（无地脚螺栓）为1791.5 kg。通过软件计算后的数据，可以清楚看到不同基础形式的区别和联系，以基础的材料量和总造价对比如下：（混凝土按380元/ m3，钢筋按4.85元/kg），
对比一：台阶式基础和板式直柱基础的对比，他们的主要区别在于台阶式基础底板不配筋，台阶尺寸要满足刚性角的要求，所以台阶的长和宽都是一样的，板式直柱基础的底板需要配筋，台阶尺寸没有刚性角的限制，通过计算书可以看出来，板式直柱基础由于没有刚性角的要求，台阶尺寸可以做成不等边的，以减少混凝土的用量，但是底板配筋了，所以钢筋量有所增加。
对比二：插入式基础和板式直柱基础，这两种基础形式的不同在于主柱是否倾斜，主柱倾斜的是插入式基础，反之是板式直柱基础，通过计算书可以看出来，插入式基础和板式直柱基础的基础尺寸没有什么不同，由于是角钢斜插到底，主筋数量相对较少，插入式基础也不用配地脚螺栓连接铁塔和基础，由此可以看出基础混凝土量差不多，钢筋量板式直柱基础要多一些。插入式基础由于主柱倾斜，有利于抗拔稳定，还可以进一步对主柱和底板尺寸进行优化。
对比三：陶挖基础与其他基础形式的比较，从表上可以看出，陶挖式基础的混凝土量和钢筋量远远小于台阶式基础、板式直柱基础和插入式基础，这是由于陶挖基础是将基础的钢筋和混凝土直接浇入人工掏挖成型的土胎内，以原状土体构成抗拨土体，与基础自重共同抵抗上拨稳定，这种基础形式最大限度地利用了天然原状土的强度，既具有较好的抗拨性能，也具有较大的横向承载力，但是陶挖基础仅在地质情况较好的且地下水位较深的地区采用。
以上通过对2G-SZ22-24M铁塔在同一种地质情况对各种可采用的基础形式进行了验算，此类地质情况采用陶挖基础是最经济的，同时开挖量也小，施工方便，而且更加利于环保。
四、总结
结合以上文章的分析和基础的优化原则，在地质情况较好的情况下，且勘测深度内无地下水，优先采用陶挖基础，可以减少混凝土和钢筋的材料量，而且还可以减少施工的难度；对于一般的地质情况，地下水位较高，转角大的铁塔可以选择用台阶式基础形式，一般的直线塔或者小转角铁塔为了可以减少材料量，又能满足安全要求，可以选择板式直柱基础或插入式基础形式；对于地质较差的情况，可以采用钻孔灌注桩。对于山区地质情况较好，塔位地形受限制的情况，可采用人工挖孔桩。无论采用哪种基础形式，在确保整个基础安全的前提下，应最大限度的减少投资，施工方便，节约材料量，减少工程成本。
参考文献：
[1]电力工程高压输电线路设计手册（第二版）[J].北京：中国电力出版社.2003
[2] 中华人民共和国行业标准.架空输电线路基础设计技术规定（GB5219-2005）[J].北京. 中国电力出版社.2005
关键词：基础选型、台阶基础、板式直柱基础、斜插基础、陶挖基础
一、引言
铁塔基础作为输电线路结构设计的重要组成部分，混凝土和钢材用量在整个线路工程费用中占有很大比重。输电线路铁塔的基础设计很多时候是可以用不同的基础形式进行计算的，只要能满足不同基础形式的特点，一般来说安全上面没有太大问题，但是现在的设计越来越趋向于经济设计，既保证安全又要最大限度的较少投资，这就需要对基础进行优化设计。
二、基础型式
输电线路杆塔的基础分为钢管杆、水泥杆基础和铁塔基础，基础形式的选择应根据杆塔形式、工程水文地质情况、沿线地形、施工运输等条件综合考虑确定，输电线路铁塔所采用的基础常用类型大致可分为以下几类：（1）“大开挖”基础类：这类基础是指埋置于预先挖好的基坑内并将回填土务实的基础，是以扰动的回填土构成抗拔土体满足基础的上拔稳定，由于是扰动过的土体，虽然经过务实也很难恢复原有土体的结构强度，因而按抗拔性能而言这类基础是不够理想的基础形式。包括台阶式基础、板式直柱基础。（2）陶挖基础类：这类基础是指混凝土和钢筋骨架放于人工或机械陶挖而成的土胎内，它是以天然土体构成的抗拔土体以保证基础的上拔稳定，应用于陶挖中无水进入基坑的粘性土中，他能冲分发挥原状土的特性，不仅具有良好的抗拔性能，而且具有较大的横向承载力。包括掏挖式基础。（3）斜插式基础类：斜插式铁塔基础作为一种新型基础，因其受力合理，能节省大量的材料，在输电线路的设计中得到了广泛的应用。包括插入式基础。4.桩基础类：桩基础又可分为钻孔灌注桩，预制桩，人工挖孔桩等，对应钻孔灌注桩和预制桩，主要适用于地下水位高的粘性土和砂土等地基、特别是跨河塔位等特殊的地形，人工挖孔桩主要用于地质情况较好，地下水位很深的山区等塔位地形受限制的地段。
三、不同基础形式的材料量及经济性比较
以下结合工程实际，在姜家营-北营II回220kv线路基础设计中，以某一基2G-SZ22-24m直线塔为例，根据现有的地质情况和作用力，按照山西院基础设计软件计算基础，采用不同的基础形式对混凝土、钢筋、地脚螺栓进行材料量对比，总结出怎么更加合理的进行基础选型，从而减少工程的材料量。
2G-SZ22-24m铁塔，呼高24米，基础根开6540mm，上拔力Te = 386.75 kN，Tx =42.62 kN，Ty =37.07 kN ；下压力Na=486.88 kN，Nx = 51.68 kN，Ny=44.80 kN。现有的地质情况为，0.0-1.0米，花岗片麻岩强风化，重度为22kN/m3，地基承载力500kpa，0.0-8.0米，花岗片麻岩， 中风化，重度为23kN/m3，地基承载力1200kpa。勘测深度内未见地下水。
1.台阶式基础，经计算后，采用两个台阶，第一个台阶宽500mm，高500mm，第二个台阶宽300mm，高300mm，主柱高2100mm，宽700mm，底板宽度2300mm，基础埋深2700mm，露头200mm，共采用混凝土为16.68 m3，钢筋（包括地脚螺栓）为996.6 kg。
2.插入式基础，经计算后，采用两个台阶的斜柱插入式基础，第一个台阶宽350mm，高300mm，第二个台阶宽400mm，高300mm，主柱高2400mm，宽700mm，底板宽度2200mm，基础埋深2800mm，露头200mm，共采用混凝土为12.90 m3， 钢筋（无地脚螺栓）为1502.6 kg。
3.陶挖式基础，经计算后，基顶直径采用800mm，基底直径1400mm，防护层厚100mm，基础埋深2300mm，基础高度2500mm，露头200mm，共采用混凝土为6.62 m3，钢筋（无地脚螺栓）为592.7 kg。
4.板式直柱基础，经计算后，采用两个台阶，第一个台阶宽350mm，高300mm，第二个台阶宽400mm，高300mm，主柱高2400mm，宽700mm，底板宽度2200mm，基础埋深2800mm，露头200mm，共采用混凝土为13.30 m3，钢筋（无地脚螺栓）为1791.5 kg。通过软件计算后的数据，可以清楚看到不同基础形式的区别和联系，以基础的材料量和总造价对比如下：（混凝土按380元/ m3，钢筋按4.85元/kg），
对比一：台阶式基础和板式直柱基础的对比，他们的主要区别在于台阶式基础底板不配筋，台阶尺寸要满足刚性角的要求，所以台阶的长和宽都是一样的，板式直柱基础的底板需要配筋，台阶尺寸没有刚性角的限制，通过计算书可以看出来，板式直柱基础由于没有刚性角的要求，台阶尺寸可以做成不等边的，以减少混凝土的用量，但是底板配筋了，所以钢筋量有所增加。
对比二：插入式基础和板式直柱基础，这两种基础形式的不同在于主柱是否倾斜，主柱倾斜的是插入式基础，反之是板式直柱基础，通过计算书可以看出来，插入式基础和板式直柱基础的基础尺寸没有什么不同，由于是角钢斜插到底，主筋数量相对较少，插入式基础也不用配地脚螺栓连接铁塔和基础，由此可以看出基础混凝土量差不多，钢筋量板式直柱基础要多一些。插入式基础由于主柱倾斜，有利于抗拔稳定，还可以进一步对主柱和底板尺寸进行优化。
对比三：陶挖基础与其他基础形式的比较，从表上可以看出，陶挖式基础的混凝土量和钢筋量远远小于台阶式基础、板式直柱基础和插入式基础，这是由于陶挖基础是将基础的钢筋和混凝土直接浇入人工掏挖成型的土胎内，以原状土体构成抗拨土体，与基础自重共同抵抗上拨稳定，这种基础形式最大限度地利用了天然原状土的强度，既具有较好的抗拨性能，也具有较大的横向承载力，但是陶挖基础仅在地质情况较好的且地下水位较深的地区采用。
以上通过对2G-SZ22-24M铁塔在同一种地质情况对各种可采用的基础形式进行了验算，此类地质情况采用陶挖基础是最经济的，同时开挖量也小，施工方便，而且更加利于环保。
四、总结
结合以上文章的分析和基础的优化原则，在地质情况较好的情况下，且勘测深度内无地下水，优先采用陶挖基础，可以减少混凝土和钢筋的材料量，而且还可以减少施工的难度；对于一般的地质情况，地下水位较高，转角大的铁塔可以选择用台阶式基础形式，一般的直线塔或者小转角铁塔为了可以减少材料量，又能满足安全要求，可以选择板式直柱基础或插入式基础形式；对于地质较差的情况，可以采用钻孔灌注桩。对于山区地质情况较好，塔位地形受限制的情况，可采用人工挖孔桩。无论采用哪种基础形式，在确保整个基础安全的前提下，应最大限度的减少投资，施工方便，节约材料量，减少工程成本。
参考文献：
[1]电力工程高压输电线路设计手册（第二版）[J].北京：中国电力出版社.2003
[2] 中华人民共和国行业标准.架空输电线路基础设计技术规定（GB5219-2005）[J].北京. 中国电力出版社.2005