CN101255699A - 新型结构斜插挖孔桩基础 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型结构斜插挖孔桩基础，由直立式基础桩(1)和位于基础桩顶部的斜柱(2)构成，其特征是：基础桩(1)建立在地基(A1)下、构成基础支撑受力点，斜柱(2)斜插在基础桩(1)的顶部并与基础桩(1)的顶部形成夹角α1；斜柱(2)的上部延伸出塔腿连接结构(3)，该塔腿连接结构(3)露出地面或连同斜柱(2)的上部一起露出地面，塔腿连接结构(3)上部设有多个螺栓孔(3－1)。本发明减小桩身在地面处的弯矩、改善基础桩受力状况，有利于基础桩及整个桩体的稳定，本发明还可减少挖桩工作量、节省混凝土、节约成本、提高工作效率；适用于高压送电线路塔位于山丘地区桩基础。

Description

新型结构斜插挖孔桩基础
技术领域
本发明涉及新型结构斜插挖孔桩基础，是一种高压送电线路的铁塔工程桩基础。属于送电线路工程技术的铁塔基础技术领域。
背景技术
目前，在地形较陡的山地，一般采用挖孔桩基础。传统的高压送电线路工程主要使用的是直柱挖孔桩，如图1所示，现有技术的直柱挖孔桩主要是由一个钢筋混凝土的圆柱桩形成，其圆柱桩由埋在地下段和外露地面段两部分组成，这样的结构形式主要缺陷是：直柱挖孔桩基础由于桩身露出地面较大，桩顶水平力对桩的弯矩较大，因此，这样的直柱挖孔桩不利于力的传递，计算所需的桩的直径和长度较大，一方面开挖的土方大、对植被的破坏大，另一方面混凝土的使用量大，这样不但不经济，并且工作量也比较大。
发明内容
本发明的目的，是为了改善现由于直柱挖孔桩露出地面段较大造成桩身弯矩较大的受力结构，提供一种经济效益高、稳定性好的新型结构的斜插挖孔桩基础。
本发明的目的可以通过采取如下措施达到：
新型结构斜插挖孔桩基础，包括有直立式基础桩、位于基础桩顶部的斜柱，其结构特点是：基础桩建立在地基下，构成基础支撑受力点，斜柱斜插在基础桩的顶部并与基础桩的顶部形成夹角α1；斜柱的上部延伸出塔腿连接结构，该塔腿连接结构露出地面或连同斜柱的上部一起露出地面，塔腿连接结构上部设有多个螺栓孔。
塔腿连接结构的规格和材质与电力输送塔的塔腿主材对应，螺栓孔的数量和布置与电力输送塔的塔腿主材端头的连接螺孔对应，夹角α1的角度即为斜柱的倾斜度，该角度与电力输送塔的塔腿倾斜度对应，这样，电力输送塔的塔腿通过螺栓固定连接在塔腿连接结构上，即与斜柱固定连接。
本发明的目的还可以通过采用以下的措施达到：
本发明的一种实施方式是：斜柱的上部可以设有与塔腿连接结构形状相同的孔槽，该孔槽沿塔腿连接结构可以从斜柱的顶部延伸至中部或底部。由于塔腿连接结构形状与电力输送塔塔腿的形状相同，因此所述孔槽的大小和形状与电力输送塔的塔腿对应。
本发明的一种实施方式是：直立式基础桩由混凝土和被混凝土包覆的直立式钢筋结构构成，斜柱由混凝土和倾斜式钢筋结构构成，倾斜式钢筋结构伸入直立桩中形成一体，塔腿连接结构由型钢构成，所述型钢的下部设置锚固件与斜柱形成一体、型钢的上部设有多个螺栓孔，倾斜式钢筋结构和塔腿连接结构的下部被混凝土包覆；或者斜插桩中省略倾斜式钢筋结构，直接由塔腿连接结构与直立式钢筋结构焊接成一体，塔腿连接结构的下部被斜插桩的混凝土包覆。
本发明的一种实施方式是：基础桩可以由钢筋混凝土浇注成圆柱桩、椭圆柱桩或方形桩构成。
本发明的一种实施方式是：塔腿连接结构可以由角钢、中空方型钢、中空三角形钢、中空圆桩形钢、中空椭圆柱钢或工字型钢构成，形成斜插式支撑钢柱。最佳实施方式为由角钢构成。
本发明的一种实施方式是：斜柱和塔腿连接结构与基础桩的顶部形成的夹角与塔腿主材与水平面夹角一致，一般为75°～85°，一般与塔腿主材与水平面之间的夹角相等。
本发明的优点及产生的有益效果如下：
1、本发明由于采用插入型钢(角钢或塔腿配套的其他形式结构的型钢)与斜柱和塔腿连接结构直接连接，斜柱和塔腿连接结构的坡度与铁塔的塔腿坡度一致，使铁塔等上部结构的力直接通过斜柱传入基础桩中，减小桩身在地面处的弯矩，降低桩边对原状坡的稳定距离要求，从而改善了基础桩受力状况，有利于基础桩及整个桩体的稳定。
2、本发明由于采用直立式基础桩基础与桩斜插桩相配合的结构，斜柱中设有塔腿连接结构，由塔腿连接结构与送电铁塔固定连接，改变了常规的塔腿座板通过地脚螺栓与直柱式挖孔桩基础的连接方式，可节省原有直柱挖孔桩所需的支撑承台。一方面可以使基础桩的整体长度和自重减小以及桩身的截面尺寸减小，从而节省混凝土，使得挖桩工作量大大减少，不但节约了成本，而且大大提高了工作效率；另一方面，塔腿连接结构露出地面，大大方便了现场施工。特别适用于超高压送电线路塔位在山丘地区，陡峭地形中的一种基础型式。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2为本发明具体实施例1的结构示意图。
图3为本发明具体实施例1中各部件之间连接结构示意图。
图4为本发明的具体实施1的应用示意图。
具体实施方式
具体实施例1：
如图2、图3所示，本发明具体实施例包括有直立式基础桩1和位于基础桩顶部的斜柱2，基础桩1建立在地基A1下、构成基础支撑受力点，斜柱2斜插在基础桩1的顶部并与基础桩1的顶部形成夹角α1；所述斜柱2的上部露出地面并延伸出塔腿连接结构3，该塔腿连接结构3的上部设有多个螺栓孔3-1。
本实施例中：
参见图3，斜柱2的上部设有与塔腿连接结构3形状相同的孔槽，该孔槽沿塔腿连接结构3从斜柱2的顶部延伸至中部或底部。孔槽的大小和形状与电力输送塔的塔腿对应。直立式基础桩1由混凝土1-1和被混凝土包覆的直立式钢筋结构1-2构成，斜柱2由混凝土2-1和倾斜式钢筋结构2-2构成，倾斜式钢筋结构2-2伸入基础桩1形成一体，所述塔腿连接结构3由型钢构成，所述型钢的下部设有锚固件与斜柱2形成一体、型钢的上部设有多个螺栓孔3-1，倾斜式钢筋结构2-2和塔腿连接结构3的下部被混凝土包覆。基础桩2由钢筋混合土浇注成圆柱桩、椭圆形桩或方形桩。塔腿连接结构3由角钢构成，形成斜插式支撑钢柱。斜柱2和塔腿连接结构3与基础桩1的顶部形成夹角α1＝80°。
参见图2、图4，基础桩1建立在地基A1上，与地面A2齐平或略高，基础桩1成为一支撑受力点，斜柱2位于基础桩1的顶部平面并与平面成倾斜角α1＝80°，斜插桩2牢固连接于基础桩1内部的钢筋2-2，形成受力支撑点。每个支撑点与塔K的支撑脚对应紧固连接，塔K的支撑脚由四个支撑脚(L1、L2、L3和L4)支撑，其支撑脚下分别设置为以塔的重心点为中心与地面A2形成与基础桩1对应相同的80°角α2(α2＝45°)。
表1所示为本发明的斜插挖孔桩基础与现有直柱挖孔桩在500千伏双回路4*LGJ-400/35导线塔中的技术比较，其中：最大设置风速Vmax＝35米/秒：
表1
Figure A20081002574100061
表2
  T   Htx   Hty   T   Htx   Hty
  800-1200   150-220   150-220   1200-1600   190-290   190-290
由上可得出双回路直线塔基础作用力在表2的范围时，斜插式挖孔桩基础比直柱式挖孔柱基础可节约混凝土29％--37％。而钢筋仅增加13.5％，综合费用平均节约16.3％，减少被受损面积30％，减少开挖的土方30％。
从上述比较可知，本发明的新型结构斜插挖孔桩基础，比现有技术传统直柱式挖孔桩更加合理，安全可靠、符合国情和更具有符合市场发展的需求。
具体实施例2：
本实施例的特点是：斜柱2中省略倾斜式钢筋结构2-2，直接由塔腿连接结构3与直立式钢筋结构1-2焊接成一体，塔腿连接结构3的下部被混凝土包覆。斜柱2和塔腿连接结构3与基础桩1的顶部形成的夹角为α1＝15°、30°、55°、60°、75°或者85°。其余同具体实施例1。
其他实施例：
本发明的最佳实施方式是采用角钢作为塔腿连接结构3，以实现最广泛地适用于电力输送塔的塔腿连接，因为现有的电力输送塔的塔腿大多数是由角钢构成。但是，当电力输送塔的塔腿采用其他形状的钢材构成时，塔腿连接结构3的形状也应与之相对应(吻合相同)，因此，本发明的其他实施方式中塔腿连接结构3的型钢也包括其他不同的形状，例如：中空方型钢、中空三角形钢、中空圆桩形钢、中空椭圆柱钢或工字型钢等。

Claims (6)

1、新型结构斜插挖孔桩基础，由直立式基础桩(1)和位于基础桩顶部的斜柱(2)构成，其特征是：基础桩(1)建立在地基(A1)下、构成基础支撑受力点，斜柱(2)斜插在基础桩(1)的顶部并与基础桩(1)的顶部形成夹角α1；斜柱(2)的上部延伸出塔腿连接结构(3)，该塔腿连接结构(3)露出地面或连同斜柱(2)的上部一起露出地面，塔腿连接结构(3)上部设有多个螺栓孔(3-1)。
2、根据权利要求1所述的新型结构斜插挖孔桩基础，其特征是：斜柱(2)的上部设有与塔腿连接结构(3)形状相同的孔槽，该孔槽沿塔腿连接结构(3)从斜柱(2)的顶部延伸至中部或底部。
3、根据权利要求1或2所述的新型结构斜插挖孔桩基础，其特征是：直立式基础桩(1)由混凝土(1-1)和被混凝土包覆的直立式钢筋结构(1-2)构成，斜柱(2)由混凝土(2-1)和倾斜式钢筋结构(2-2)构成，倾斜式钢筋结构(2-2)伸入基础桩(1)中形成一体，塔腿连接结构(3)由型钢构成，所述型钢的下部通过锚固螺栓和钢板固定在斜柱(2)中、型钢的上部设有多个螺栓孔(3-1)，倾斜式钢筋结构(2-2)和塔腿连接结构(3)的下部被混凝土包覆；或者斜柱(2)中省略倾斜式钢筋结构(2-2)，直接由塔腿连接结构(3)与直立式钢筋结构(1-2)焊接成一体，塔腿连接结构(3)的下部被斜柱(2)的混凝土包覆。
4、根据权利要求3所述的新型结构斜插挖孔桩基础，其特征是：基础桩(1)由钢筋混凝土浇注成圆柱桩、椭圆柱桩或方形桩构成。
5、根据权利要求3所述的新型结构斜插挖孔桩基础，其特征是：塔腿连接结构(3)可由角钢、中空方型钢、中空三角形钢、中空圆桩形钢、中空椭圆柱钢或工字型钢构成，形成斜插式支撑钢柱。
6、根据权利要求1或2所述的新型结构斜插挖孔桩基础，其特征是：斜柱(2)和塔腿连接结构(3)与基础桩(1)的顶部之间形成的夹角为α1＝75°～85°。
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