杆塔基础施工

1专业技能单元一：配电架空线路施工技能单元制等级工能力培训讲义杆塔基础施工主编：江苏省电力公司生产技能培训中心2培训方式：脱产培训培训学时：8学时培训目标：1．掌握塔杆基础的相关知识，并能分析解决.2．解决基础施工的相关问题.3培训内容：1、基础的开挖2、底盘、卡盘的安装3、混凝土及其配制4杆塔基础施工5第一章杆塔基础施工6一、基坑开挖:杆塔基础：是保证杆塔不发生倾斜、下沉或倾覆的设施。作用：起固定杆塔的作用。基础开挖：不同土质、不同电杆的基础采用不同的开挖方式。土的力学特性：土是一种多孔性散粒结构，空隙中含有水分和空气，因此土具有渗透性、压缩性、抗剪性等力学特性。下面介绍一下关于地壤的一些概念：7土壤的基本性质：1）土的容重：土壤在天然条件下，单位体积的重量。随土壤中水份变化而变，一般取1.2~2.0T／m3，2）许可耐压力：单位面积上土壤允许承受的许可压力（T／m2）。（这一指标可验证电杆基础是否坚固，是否会发生下沉、是否会发生倾斜的条件）83）被动土上拔力（T）：土体对基础侧面的压力称为主动土压力，当基础受到外力作用时，基础对土壤施以推力，此时土体对基础产生反作用力，这反作用力称被动土上拔力，4）上拔角：基础埋在土壤中，当基础受到上拔力T的作用时，基础上的土壤形成倒截的锥台体拔出，它和柱体所成的夹角α叫上拔角。9倒锥台体土块容重:G＝［ｄ·ｌ·ｔ+（ｄ+l）ｔ2·ｔgα+（4／3）ｔ3·ｔg2α]·γ式中：ｄ—基础宽度（m）ｌ—基础长度（m）ｔ—由基础中心点到地面的距离（m）ｔ＝ｈ／sinβｈ—基础埋深（m）α—土壤计算上拔角γ—土壤的容重（公斤／米2）10基础坑的开挖基本要求：1）要熟悉被开挖基础的施工图及施工手册，了解对基础的要求及基础尺寸和开挖尺寸，2）杆塔基础的坑深应以设计图纸的施工基面为基准（施工基面—是计算杆塔基础埋深及定位高度的起始基面），如下图倾斜线与天然地平面相交于b点，过b点的水平面即为施工基面。11工作前先要操平工作基面，降基量小时，可以与基础坑开挖同时完成，拉线坑的坑深可以拉线坑中心地面的标高为施工基准面，3）基坑开挖时，要保护好分坑时所钉的辅助桩，特别是中心桩与辅助桩之间的位置对应关系，如在基坑开挖施工中，原钉的中心桩要受到干扰，则应移至不受干扰的地方搁置，即增设辅助桩以便恢复中心桩及中心位置。12开挖前要设置辅助桩：如图5米辅助桩与中心桩之间距离一般不小于5m13基础坑施工坑口尺寸根据基础形式及基础底面宽和坑深，加上基础开挖时的操作裕度来确定坑口尺寸，14由上图可见：坑口尺寸为：ａ=D+2·e+2·η·h设计坑深安全坡度坑底施工操作裕度基础底面宽坑口宽度坚硬的土一般取1：0.2215基坑坑深的控制要求：1）杆塔基坑坑深以施工基面为标高，拉线坑深以拉线坑中心基面为标高，2）基坑深度误差允许偏差为：超深＋100，超浅－50，同一基坑坑深在允许范围内，以较深的坑进行操平，3）岩石基础坑及拉线坑不允许有负误差（不准有超浅现象发生），164）实际坑深偏差超深100㎜以上时，按以下方法处理：铁塔现浇基础坑，其超深部分应辅石灌奖（疏砼）处理，钢筋砼电杆基础，深度超过规定值在100㎜~300㎜之间时，其超深部分以填土夯实处理，如超深在300㎜以上时，其超深部分以灌奖处理，拉线基础坑超深，对拉线基础的安装位置与方向要有影响时，其超深部分应填土夯实处理。172、各种土质坑的开挖方法:方法有：基坑施工有人力开挖，机械开挖（机械开挖机械移动固定费事，且挖机不能辨别地下管道、电缆建筑，会引发事故，故应用不理想）和爆破等方法，除坚硬岩石采用爆破方法以外，绝大部分基坑采用人力开挖。土坑开挖：人力直接用铲分层分段往下挖掘。（如1.7m深电杆坑应分二个台阶开挖，以防坍塌）水坑开挖：当挖至一定深度坑内出水时，应在坑的一角挖一集水小坑，然后用桶或抽水机排水，边挖边排水。18流动性淤泥土质开挖：流动性淤泥土开挖时容易坍塌，应做好防坍塌措施：1）坑挖到要求深度后立即立杆2）采用阶梯式边坡3）采用大开挖方式，四周用挡土板（固定式钢板支撑、短桩横隔板支撑、袋装土护壁）19开挖前的准备:单直线电杆：直线电杆的坑位可以不在标桩上，而在沿线路方向串动1米左右点上，以此点为中心画一圆或方坑口线，保留标桩；也可以在标桩位置上，以标桩为中心画一圆或方坑口线，这样，在挖坑时，标桩将被挖掉，因此要在通过标桩的线路中心线前、后距标桩5米左右的两点各加一辅助桩。单杆的主杆中心应在线路中心线上，当主杆中心桩被挖掉时，可通过主杆中心的前后辅助桩找回杆位中心点，确保电杆立在线路中心线上。20电杆坑的开挖:1）单电杆园形坑开挖（坑底比电杆根直径大10㎝，有卡盘时坑底应比卡盘大10㎝）2）方形直坑开挖（坑底尺寸应比底盘大20㎝左右）或根据开挖坡度系数来确定。3）阶梯形坑开挖（每一阶梯坑的高度约为埋深的1／3，每一阶梯的长度约为40㎝）。⅓213、电杆坑开挖的注意事项1）出土：挖出土一般要堆放在离坑边0．5m以外的周围以便回填土就地取材，2）水坑：在坑的一角挖一个集水坑，边排水边开挖，3）操平找正：坑挖到设计要求的坑深时，应操平坑底，用测杆测量坑深，4）马道长度：一般为坑深的1.5倍，马道应直通坑底，（有马道的电杆立杆时，马道一定要夯实，以免倒杆）22坑底操平（用经纬仪与塔尺配合）23电杆高度与埋深的关系电杆的高度与电杆的埋设深度及导线弧垂、上下横担间的距离等因素有关：H=hx+f+λ+D+d+L式中：H——要求电杆高度；f——导线最大弛度；hx——导线对地距离；λ——绝缘子串及金具长度、横担厚度；D——上、下横担间距离；d——上横担与避雷线间的距离；L——电杆埋深。24电杆的埋深直接影响电杆高度,当然与地面物体也有关。25例：一10kV高压配电线路，已知某处电杆的埋深h1＝1.8m，导线对地限距h2＝5.5m，导线最大弧垂fmax＝1.4m，自横担中心至绝缘子顶槽的距离h3＝0.2m，横担中心至杆顶距离h4＝0.9m，试确定该处电杆的全高为多少并选择电杆?26解：电杆的全高为H＝h1＋h2＋fmax＋h4－h3＝1.8＋5.5＋1.4＋0.9－0.2＝9.4(m)所以该处电杆的全高应为9.4m，根据电杆的高度形式应选择10m的拔梢水泥杆。27二、电杆的埋深电杆的埋深应按导线截面、导线数量、杆长、电杆埋设部分土质、并按当地气象条件来选择并验算。一般地质下的电杆埋深为：h=杆高的1/10+0.7m，但最少不能少于1.2m,最多不超过3m，带拉线的电杆埋深，最多不超过2m．在设计未作规定时，若埋深不能满足电杆安全运行要求时，应增设卡盘、底盘或拉线及拉线盘来增加电杆的抗倾覆力矩。28表3-1配电线路电杆最小埋设深度m杆高8.09.010.011.012.013.015.018.0埋深1.51.61.71.81.92.02.32.6~3.0注：1)电杆的埋深一般按电杆长度的1/10＋0.7m来计算；2）遇有土松软较高等情况时，应做特殊处理；3)变压器台的电杆在设计未作规定时，其埋设深度不应小于2m.。29（1）垂直荷重：电杆垂直荷重由以下几个方面构成：电杆本身质量；导线、横担、金具、避雷线的质量P1、P2、G1、G2以及冰重；安装检修时，工人、工具以及附件质量。垂直荷重的结果是使基础有发生下沉的趋势。如图：运行过程中影响电杆的稳定因素有：30（2）水平荷重：电杆水平荷重由以下几个方面构成：A、导线和避雷线风压力；P=9.8C·d·L·v2×10-3/16（N）B、电杆本身风压力；P=9.8K·S·v2/16（N）C、转角电杆上导线和避雷线角度张力及不平衡张力（T）。C—导线风荷系数；d—导线截面；S—电杆受风面积；K—电杆风荷系数；水平荷重的结果是使电杆有发生倾斜的趋势（水平荷重对地面产生的弯矩应小于电杆允许的最大弯矩）。31钢筋砼电杆的底、卡盘砼电杆在运行过程中由于水平荷重、垂直荷重作用，加上各地土质坚硬程度的不同，可能会引起电杆的倾斜、倾倒、基础下沉、上拔等因素发生，为了保证电杆在运行过程中的不倾倒与下沉，在电杆基础中增加埋深、增设卡盘、底盘或拉线。砼电杆基础稳定程度由埋设深度及是否装设底盘、卡盘拉线决定，常以安全系数来衡量，即其值应不小于：M=MHP/K直线杆K=1.5耐张杆K=1.8转角杆、终端杆K=2.0MHP-—电杆最大抗翻力矩M—电杆运行过程中允许受到力矩3233电杆的埋深：电杆在土壤中固定，当受到外力所引起的力矩作用时，电杆埋入地下部分就会围绕某一方向转动，但这一转动将被土壤侧面反作用力所产生的力矩抵消。但如果电杆埋深不够，则会由于其受外力作用而导致歪斜甚至倾斜。由此可见，电杆高度与埋深有直接关系。电杆越高，埋入土中部分就越深，抗倾覆力也就越大，相反就越少。电杆固定在土壤中的最大抗翻力矩MHP由下式决定：电杆埋深的检验：34电杆固定在土壤中的最大抗翻力矩由下式决定：式中：h——电杆埋入土中深度，mA——被动土抗力，硬塑黏性土A=61.5KN/m3，b——电杆计算宽度（m），对圆电杆为埋入土中部分电杆直径的二倍。μ—地壤的坚硬系数，坚硬土μ=12.735电杆的埋深可用下式计算：1）配电线路中电杆的埋深为：h=杆长的L/10+0.7m.来确定。2）用以下公式检验：h式中：M=MHP/K当电杆受到极限力矩的作用时，就会出现电杆偏移或倾斜。所以作用在电杆上的力矩M应比允许最大力矩MhP小，才能保证电杆不歪斜，不倾覆。K——基础的安全系数。37.12AbMK36例：一条三相三线制线路，导线采用LGJ—240，杆高10m，埋深为1.7m，梢径Ø150，在风速25m/s的气象区，档距为60m，请验证电杆为直线杆、耐张杆、终端杆埋深都为1.7m时是否稳定。解：1、LGJ-240导线在风速25m/s时单根导线上风荷载为8.14N/m，则导线产生的弯矩为：M1=8.14×（10－1.7）×3×60=12.161KN·m2、在风速为25m/s时，圆形砼电杆的风荷载（梢径Ø150杆高10m）为390N/m，则弯矩为：M2=390×8.3÷2=1.618KN·m，3、电杆的总弯矩为M=M1+M2=13.76KN·m。374、验算电杆的埋深：当电杆埋设在坚硬土内μ=12.7，A=105KN/m3M=13.76KN·m，电杆埋入地下的直径为：Ø=283－1.7m×13.3㎜=283－22.6=260㎜b=0.26×2=0.52m，（电杆的拔梢率为1/75）h=3√12.7×13.76×K÷105÷0.52=3√3.2K37.12AbMK381、当电杆为直线杆时：K=1.5，h=3√3.2K=1.69（m）2、当电杆为耐张杆时，K=1.8h=3√3.2K=1.79（m）3、当电杆为终端杆时，K=2.0h=3√3.2K=1.86（m）以上埋深均为1.7m时，对耐张、终端杆埋深是不够的，应增加埋深或采取补强措施，如增加卡盘、底盘、拉线来增加电杆的抗倾覆力矩。配电线路中常用三盘来稳固电杆40三盘的安装三盘是指底盘、卡盘、拉盘。底盘的安装：1）底盘验算：底盘的总面积（㎡）＝作用在底盘上的总下压力（㎏）÷地基许可耐压力（㎏／㎡）式中——底盘上的总下压力以下三种力的总和：A）杆塔的垂直下压荷重，（一档导地线的重量、绝缘子、金具、横担、杆身），B）底盘上的土重，C）底盘自重，地基许可耐压力，根据不同土质选择。41例题：一条高压配电线路使用12m电杆（根部Φ＝310，壁厚50mm，重量1000Kg）导线为LGJ-50，水平档距为120m，埋深为2m，横担及附件总重为50Kg，土质为亚粘土（土地耐压力20T/m2)，问可否不用底盘？（已知LGJ-50导线为0.195kg/m）42解：垂直荷重：导线重量＝0.195×120×3＝70.2kg水泥杆重量＝1000kg横担及铁件重量＝50kg垂直荷重＝70.2＋1000＋50＝1120.2Kg水泥杆底面积：土质承受单位荷重：显然27.420需要加底盘。2222.408])502310(310[4cm22/44.27/744.22.40