一种输电铁塔装配式承台锚索基础及施工方法与流程

1.本发明属于输变电工程技术领域，尤其涉及一种适用于在山区覆盖层较厚、下伏基岩较完整的复合地层中修建大角度转角输电塔的装配式承台锚索基础。


背景技术：

2.装配式基础是各类输电线路杆塔基础中综合效益最优的基础型式，开展输电线路装配式杆塔基础研究及应用示范，能促进杆塔基础标准化、模块化、工业化加工生产，提高杆塔基础质量；同时装配式基础不需现场混凝土养护，能有效缩短输电线路杆塔基础施工周期，提升输电线路工程建设效率；装配式基础可通过机械化运输与现场拼装，提升输电线路杆塔基础机械化施工水平，有效减少现场人工作业工作量和施工工序。
3.我国东南沿海山区存在大量的覆盖层较厚、下伏基岩工程性状较好的复合地层。对于这类地层，目前常用的输电线路基础，如掏挖基础，存在土石方开挖量大，环境破坏严重，且承台埋深和尺寸大，混凝土用量多，水泥、砂石、钢材等材料运输需求高，成本较高；而普通岩石锚杆基础适用于下伏基岩较浅的情况，对于覆盖层较厚的地层，受到普通岩石锚杆长度限制，需要较大的基础开挖量或采用其他深基础型式，在山区施工困难，且造价较高。普通岩石锚杆基础多为传统的全长粘结型锚杆，其抗拉承载力不仅与锚杆材料强度有关，而且受锚杆与岩体及砂浆粘结强度有关，单根锚杆不能提供较大的抗拔力。而大角度转角输电塔，因其荷载的不对称性，铁塔基础需要承受较大的上拔荷载及水平荷载，因此需要设计一种能够针对复杂工况下的新型装配式铁塔基础。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题就是提供一种输电铁塔装配式承台锚索基础，适用于覆盖层较厚、下伏基岩工程性状较好的复合地层，能够承受上拔荷载及水平荷载综合作用下的复杂工况。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种输电铁塔装配式承台锚索基础，安装于具有上部位土覆盖层、下部位基岩的二元复合地层，包括：
6.预制承台，所述预制承台用于安装输电铁塔塔脚；
7.支撑短柱，若干支撑短柱支撑在预制承台下方，并与预制承台固定；
8.其中，所述预制承台和支撑短柱埋设于上部位土覆盖层内；
9.压力型锚索，所述压力型锚索依次穿过预制承台、支撑短柱且锚入下部位基岩内。
10.优选的，所述预制承台包括位于上层的若干平行设置的预制承台主梁和位于下层的若干平行设置的预制承台次梁，所述预制承台主梁和预制承台次梁垂直交错且搭接部位通过锚固螺栓固定，所述预制承台主梁和预制承台次梁在搭接部位贯穿设置有用于供压力型锚索穿过的锚索孔位。
11.优选的，所述预制承台主梁的上表面设置有用于与铁塔塔脚板相连接的地脚螺栓。
12.优选的，所述支撑短柱为预制混凝土短柱，所述预制混凝土短柱在中间位置贯穿设置有用于供压力型锚索穿过的锚索孔位。
13.优选的，所述支撑短柱为方形短柱，所述支撑短柱通过锚固螺栓和预制承台相固定。
14.优选的，所述压力型锚索竖直或倾斜布置。
15.优选的，所述压力型锚索的锚索体由钢绞线制成。
16.优选的，所述钢绞线的外部套设有保护套管。
17.优选的，所述预制承台设于混凝土垫层上。
18.本发明还提供了一种上述输电铁塔装配式承台锚索基础的施工方法，包括如下步骤:
19.①
预制承台主梁、预制承台次梁以及支撑短柱的预制；
20.②
运输预制构件到施工现场；
21.③
现场进行基坑开挖,并对开挖后的场地进行操平找正，浇筑混凝土垫层；
22.④
安装压力型锚索，孔洞注浆；
23.⑤
依次吊装支撑短柱、预制承台主梁、预制承台次梁，通过锚固螺栓进行连接；
24.⑥
压力型锚索进行张拉固定；
25.⑦
安装铁塔塔脚板，土方回填。
26.本发明采用的技术方案，通过压力型锚索、支撑短柱和预制承台分别承担上拔、水平和下压工况下铁塔基础受力。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.1、本发明采用的装配式预制承台，包括若干单独加工而成的预制承台主、次梁，使得每个装配式单体的体积和重量得以轻量化便于制作、运输和安装，并且无需现场混凝土养护，减少基础开挖土方量、混凝土用量及对环境的破坏，缩短工期，具有经济环保的优势。
29.2、采用压力型锚索替换传统的全长粘结拉力型锚杆，锚索可穿过覆盖层且底部锚入基岩一定长度，将输电铁塔所需的抗拔力传递至稳定地层，传力途径更加明确合理，充分利用下伏完整基岩较高的地基承载力，有效提高基础的抗上拔和抗水平承载力；且锚索注浆体处于受压状态，可充分发挥注浆体抗压性能强的优势；单根锚索能够提供较大的抗拔承载力，可根据上拔荷载灵活布置所需锚索的数量和布置方式，以及灵活调整锚索长度，具有极高的场地适用性，有利于提供安全可靠的抗拔承载力。
30.3、由于抗拔承载力由压力型锚索承担，而装配式预制承台仅需满足下压承载力要求，故设计时可大大减小装配式预制承台的埋深和截面尺寸。
31.本发明采用的具体技术方案及其带来的有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图中予以详细的揭露。
附图说明
32.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
33.图1是本发明装配式承台锚索基础的主视示意图；
34.图2是图1中1
‑
1方向视图；
35.图3是图2中a
‑
a剖面示意图；
36.图中：1
‑
预制承台主梁；2
‑
预制承台次梁；3
‑
方形短柱；4
‑
压力型锚索；5
‑
混凝土垫层；6
‑
塔脚；7
‑
锚固螺栓。
具体实施方式
37.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
38.实施例一
39.参考图1至图3所示，一种输电铁塔装配式承台锚索基础，适用于山区覆盖层较厚、下伏基岩性状较好的复合地层，包括上部由预制承台主梁1和预制承台次梁2构成的预制承台和下部的方形短柱3以及若干压力型锚索4。
40.其中，所述预制承台用于安装输电铁塔塔脚6，所述预制承台设于混凝土垫层5上。所述预制承台包括位于上层的若干平行设置的预制承台主梁1和位于下层的若干平行设置的预制承台次梁2，所述预制承台主梁1和预制承台次梁2垂直交错且搭接部位通过锚固螺栓7固定，所述预制承台主梁1和预制承台次梁2在搭接部位贯穿设置有用于供压力型锚索穿过的锚索孔位。若干方形短柱3支撑在预制承台下方，并与预制承台固定。所述预制承台主梁1、预制承台次梁2和方形短柱3埋入覆盖层，所述压力型锚索4的一端穿过覆盖层，并依次穿过预制承台主梁1、预制承台次梁2、方形短柱3且锚入基岩。
41.其中，所述方形短柱为预制混凝土短柱，所述预制混凝土短柱在中间位置贯穿设置有用于供压力型锚索穿过的锚索孔位。所述方形短柱通过锚固螺栓和预制承台相固定。
42.优选的，所述压力型锚索竖直或倾斜布置。所述压力型锚索的锚索体由钢绞线制成。所述钢绞线的外部套设有保护套管。
43.该装配式承台锚索基础通过压力型锚索4、方形短柱3和预制承台主梁1、预制承台次梁2分别承担上拔、水平和下压工况下铁塔基础受力，采用压力型锚索4替换传统的全长粘结拉力型锚杆。
44.装配式预制承台的结构设计，使得每个装配式单体的体积和重量得以轻量化便于制作、运输和安装，并且无需现场混凝土养护，减少基础开挖土方量、混凝土用量及对环境的破坏，缩短工期，具有经济环保的优势。
45.锚索可穿过覆盖层且底部锚入基岩一定长度，将输电铁塔所需的抗拔力传递至稳定地层，传力途径更加明确合理，充分利用下伏完整基岩较高的地基承载力，有效提高基础的抗上拔和抗水平承载力；且锚索注浆体处于受压状态，可充分发挥注浆体抗压性能强的优势；单根锚索能够提供较大的抗拔承载力，可根据上拔荷载灵活布置所需锚索的数量和布置方式，以及灵活调整锚索长度，具有极高的场地适用性，有利于提供安全可靠的抗拔承载力。
46.由于抗拔承载力由压力型锚索承担，而装配式预制承台仅需满足下压承载力要求，故设计时可大大减小装配式预制承台的埋深和截面尺寸。
47.实施例二
48.本发明实施例一中的输电铁塔装配式承台锚索基础的施工方法如下:
49.①
先按照基础尺寸,进行预制承台主梁1、预制承台次梁2、方形短柱3的预制；
50.②
运输上述的预制构件到现场；
51.③
现场进行基坑开挖,并对开挖后的场地进行操平找正，浇筑混凝土垫层5；
52.④
定位钻孔，安装压力型锚索4，孔洞注浆；
53.⑤
依次吊装方形短柱3、预制承台主梁1、预制承台次梁2，通过锚固螺栓6进行连接；
54.⑥
压力型锚索4进行张拉固定；
55.⑦
安装上部结构，土方回填。
56.本发明提供的装配式承台锚索基础，适用于覆盖层较厚的上土下岩复合土层，可充分利用下伏完整基岩较高的地基承载力，单根锚索提供的抗拔承载力更大，适用于上拔荷载较大的大角度转角铁塔；同时可大大减少承台基础的截面尺寸和埋深，减少基础开挖土方量、混凝土用量及对环境的破坏，缩短工期，具有经济环保的优势。
57.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。