CN101349063A

CN101349063A - 架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础

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Publication number: CN101349063A
Application number: CNA2008100128743A
Authority: CN
Inventors: 孟庆波; 曾嵘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2028-08-21
Also published as: CN101349063B

Abstract

本发明涉及电力基础工程专用的桩或其他构件，特别是一种架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，是强风化岩层首选，同时也可用于中等或微风化岩层。本发明包括一个以钻孔机械成型的岩孔和置于岩孔中的钢筋，钢筋与岩孔径向间的空隙内浇灌砼，钢筋上部L段的外周设有减小与砼粘结强度的降粘层。本发明通过塔基的单根锚杆的受力状态分析而采取一系列技术措施，使其上拔荷载比以往同规格单根锚杆均有大幅度提高，具有突出的预想不到的效果，使500千伏与1000千伏高压架空送电线路的塔基设在强风化岩层上成为可能。另外，因采用钻孔机械成型岩孔，不仅提高施工效率，降低劳动强度，还节省大量原材料，降低施工成本，提高塔基安全系数。

Description

架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础

技术领域

本发明涉及电力基础工程专用的桩或其他构件，特别是一种架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础。是强风化岩层首选，同时也可用于中等或微风化岩层。

背景技术

随着我国电力事业的高速发展，500千伏高压架空送电线路和1000千伏的架空送电线路正在成为骨干网架。而且正在向多回路、多分裂，大截面400平方毫米和630平方毫米的导线发展。从而使线路杆塔基础上拔、下压与水平推力加大，明显增加塔基础的荷载。很多的架空送电线路要通过山区、高山区和风景区。按我国现行的设计规程要求，经过山区的铁塔基础，要铲出施工基础面，挖掘四个边长为3-5米的正方体基坑，在坑内设置钢筋，浇灌混凝土，来抵抗强大的铁塔上拔荷载和水平荷载。与此同时由于铲出施工基面和开挖基础的大量土石方顺山坡下泻也造成了严重的水土流失和植被的破坏，基于上述传统塔基施工方式存在诸如破坏植被、消耗材料多、土石方量大、运输量繁重、劳动强度高、耗时多、效率低等种种缺陷。近些年来科研人员通过对送电线路铁塔基础受力特点的研究发现，同一个基础在某种条件下同时承受下压荷载和水平荷载，而在另一条件下又同时承受上拔荷载和水平荷载。通过对各种形式的岩石锚杆基础破坏过程受力情况的研究分析，发现上拔荷载是基础稳定的主要控制条件，其实就是单根锚杆的破坏过程。因此，本领域的科研人员都在研究利用山上岩石层提高单根锚杆的上拔荷载，所以相继有轻型组合式岩石钻机和扩底锚杆的出现，并通过施工实践证明不仅克服了传统塔基实施方式存在的缺点，同时单根锚杆的上拔荷载也有一定程度的提高，深受施工单位的欢迎，取得了积极效果。然而尽管如此，我国目前的锚杆基础只能够用于中等风化的岩层，而对于大量的强风化岩层的使用非常谨慎，更不能满足大荷载塔基的使用要求。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的问题，提供一种能明显提高单根锚杆上拔荷载、机械钻孔、施工容易、消耗材料少、降低施工成本，安全可靠的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

包括一个以钻孔机械成型的岩孔和置于岩孔中的钢筋，钢筋与岩孔径向间的空隙内浇灌砼，其所述的钢筋地表面以下为上部L段缠绕朔料胶带，在钢筋的外周形成减小与砼粘结强度的降粘层。

所述的降粘层是在其钢筋L段上缠绕塑料胶带层、夯实的沙子和细石填充层中的一种。

所述的钢筋上部的L段其值为L＝(0.1-0.7)h，其中h为钢筋总长。

所述的钢筋的L段以下至底端为锚固段m＝h-L＝35D，其中D是钢筋的直径。

所述的钢筋是螺栓、地脚螺栓和钢筋中的一种。

所述的岩孔的直径比钢筋的直径D大10-100mm或(2-3)D。

一种架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，包括一个以钻孔机械成型的岩孔和置于其岩孔中的钢筋，其所述的钢筋的锚固段m与岩孔径向间的空隙内浇灌砼，而上部L段自下向上至地基面依次设有沙子或细石填料层的降粘层、砼层。

所述的岩孔的中心线与地面垂直。钢筋的轴线与岩孔同心。

当铁塔基础水平推力较大时所述的岩孔的中心线可以于地面线呈一倾角α，钢筋的轴线与岩孔同心。

所述的倾角α为10-60度。

本发明由于依据塔基的单根锚杆的受力状态分析得知：当钢筋浇注砼以后，与岩体形成粘结在一起的刚体，当上拔荷载作用时，钢筋和岩体同时受力，如埋深4.0米的钢筋，则地表面以下0米处的钢筋受力最大，但是地面以上的土抗力为0。而本发明仍以4米长钢筋为例，由于在钢筋的上部4米-3米段钢筋L段上缠绕一层塑料胶带或用沙子或细石填充于岩孔与钢筋之间形成填充层以尽量减小或消除钢筋该段与砼之间的粘接强度的技术措施，相当于给钢筋增加了1米厚的土抗，使得上部1米厚的岩层与该段钢筋同时承受拉力作用。进而比以往同规格锚杆的上拔荷载能力大幅度提高，以满足快速发展的架空送电线路在强风化岩层上建设铁塔基础工程的需要，使铁塔基础工程建造的技术水平又提升一个新的高度，开创了一个增加锚杆承载力新的技术途径。

本发明所述的强风化岩岩层是指岩石组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，长石、云石已风化成次生矿物，岩体的节理裂隙已成碎石状。

本发明与现有技术相比，由于通过塔基的单根锚杆的受力状态分析而采取了一系列的技术措施，并经按DL/T5219-2005《送电线路基础上拔静载试验要点》检测证明，其上拔荷载比以往同规格相同条件的单根锚杆均有大幅度的提高。如长度4米，直径110mm的锚杆，其上拔力为560KN，而本发明的缠绕锚杆的上拔力却是1120KN，提高一倍，可见其具有突出的预想不到的效果，进而使500千伏与1000千伏高压架空送电线路的塔基设在强风化岩层上成为可能。

除此之外，因其采用钻孔机械成型岩孔，不仅提高施工效率，降低劳动强度，而且还节省大量的沙、石、水泥等原材料，降低施工成本，提高塔基安全系数；又由于在转角塔与耐张塔的塔基的岩孔的轴线呈倾斜角设置的技术措施，在保证足够上拔力的同时大幅度提高承受水平力的能力。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明钢筋L段为填充降粘层的实施例。

图3是本发明钢筋L段自下而上依次设置填充层、砼层的实施例。

图4是本发明用于转角或耐张塔基的实施例。

图中，塑料胶带缠绕层1，钢筋2，砼3，填充层4，斜垫圈5，倾角α，m为锚固段，L为降粘段。

具体实施方式

本发明的实施例结合附图加以详细描述，但不受实施例所限。

实施例1：

如图1至图4所示，图1是本发明的主视结构示意图；图2是本发明钢筋L段为填充降粘层的实施例；图3是本发明钢筋L段自下而上依次设置填充层、砼层的实施例；图4是本发明用于转角或耐张塔基的实施例。

按常规方法加工一端有螺纹、直径为60mm，有效长度为4米的钢筋2，自螺纹段下端向下延伸至1米处为L段，用市售的宽塑料胶带在L段上至少均匀致密缠绕一层；然后用组合式轻型钻机在该强风化岩石层上钻孔径120mm，4.15米深的岩孔，钢筋2的下段m为锚固段，放入经清理后的岩孔中，定位后浇灌细石砼3，灌注至地基面，形成单根锚杆，再按现有技术建成塔基。

实施例2：

加工直径为110mm、有效长度4米的螺栓，L段取0.5米；用钻孔机械在强风化岩层上成型，孔径为130mm的岩孔，深4米，然后将螺栓放入岩孔中定位后浇灌细砼3至锚固段m的上端，即3.5米处，在强度上来后从岩孔口灌入沙子，至岩孔口用水沉法使沙层夯实，L段成为填充层4，或灌入细石至岩孔口夯实形成单根锚杆；按常规技术形成塔基。

实施例3：

加工直径为100mm、有效长度5米的地脚螺栓，岩孔径130mm，深5.15米，螺栓的下端放入清理过的岩孔中定位后，浇灌细石砼3至锚固段m的上端，即3.5米处，在强度上来后自岩孔口灌入细石至4.5米处夯实，后浇灌细石砼3至岩孔口，以利于既有较高的上拔力，又有很好的抗水平力。其他条件与实施例1相同。

实施例4：

按实施例1相同方法加工地脚螺栓，直径为130mm，有效长度为8米，其中锚固段m为5米，L段为3米；岩孔径150mm，深8米，岩孔轴线与垂线间呈一倾角α，α＝10-35度，将地脚螺栓放入经清理过的岩孔中，定位后浇灌细石砼3至锚固段m的上端，即5米处，待砼3凝固后从岩孔口灌入细石夯实，至L段的7米处，再灌入砼3至岩孔口即8米处，地脚螺栓上端设有斜垫圈5以利与螺帽配合，形成锚杆，一直到制成塔基。

通过本发明制成的塔基单根锚杆与现有技术同规格相同条件的锚杆，按《送电线路基础上拔静载试验要点》DL/T5219-2005规定方法检测。其结果见表1。

从下表1检测结果可见，在不增大锚杆直径、不增加锚杆埋深，不增加砼的浇灌量的前提下，只消耗宽胶带或沙子和/或细石填料，而明显大幅度提高单根锚杆的承载能力，进一步说明本发明设计的结构科学合理，并与塔基单根锚杆的受力状态分析的理论相吻合，同时与设计计算所承受荷载的理论值相一致。

表1 本发明单根锚杆与现有技术相同规格承载力对照表

Claims

1、架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，包括一个以钻孔机械成型的岩孔和置于岩孔中的钢筋(2)，钢筋(2)与岩孔径向间的空隙内浇灌砼；其特征在于所述的钢筋(2)上部L段的外周设有减小与砼粘结强度的降粘层。

2、根据权利要求1所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的降粘层是在其钢筋(2)L段上缠绕塑料胶带层(1)、夯实的沙子和细石填充层中的一种。

3、根据权利要求1所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的钢筋(2)上部的L段其值为L＝(0.1-0.7)h，其中h为钢筋总长。

4、根据权利要求1所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的钢筋(2)的L段以下至底端为锚固段m＝h-L＝35D，其中D是钢筋的直径。

5、根据权利要求1所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的钢筋(2)是螺栓、地脚螺栓和钢筋中的一种。

6、根据权利要求1所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的岩孔的直径比钢筋(2)的直径D大10-100mm，或(2-3)D。

7、一种架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，包括一个以钻孔机械成型的岩孔和置于其岩孔中的钢筋(2)，其特征在于所述的钢筋(2)的锚固段m与岩孔径向间的空隙内浇灌砼，而上部L段自下向上至地基面依次设有沙子或细石填料层(4)的降粘层、砼层。

8、根据权利要求7所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的岩孔的中心线与垂直线呈一倾角α，钢筋(2)的轴线与岩孔同心。

9、根据权利要求8所述的架空送电线路强风化岩层缠绕锚杆的铁塔基础，其特征在于所述的倾角α为0-35度。