输电杆塔掏挖基础抗拔设计极限状态分析

基于不同地基、尺寸条件下掏挖基础单向上拔或上拔与水平荷载联合作用下荷载试验结果,分析了掏挖基础抗拔极限状态时极限荷载和位移值、荷载与位移关系曲线特征、地表裂纹分布特征、典型承载失效模式,结合影响上部杆塔结构正常使用功能发挥的基础位移限值,研究了上拔状况下掏挖基础承载特性及最不利极限状态。研究表明:掏挖基础上拔荷载与位移关系呈陡降型脆性破坏,承载失效主要是由于地基土体整体剪切破坏所致,地基开裂破坏时并未影响掏挖基础及上部结构的正常使用,即掏挖基础上拔状况下最先超越地基承载能力极限状态。因此,上拔状况下输电杆塔掏挖基础埋深、基底直径等参数按地基承载能力极限状态设计,基础作用力按相应状态荷载组合计算确定,主要采用由可变作用控制的基本组合。     

110kV～220kV输电线路岩石锚杆基础标准化应用研究

在地形、地质、荷载等条件组合下,开展110kV～220kV输电线路岩石锚杆基础标准化应用研究,设计形成含锚杆直径、锚孔直径、锚杆埋深、锚杆数量、锚孔间距、上部结构(板柱、掏挖)嵌岩深度等关键信息的标准化设计成果,并依托工程开展试验研究和工程建设应用,结果表明岩石锚杆基础标准化有利于实现基础机械化施工,减少施工现场人力投入,提高施工机械化程度,有利于环保型基础的推广应用,提升工程建设经济、环保效益,对电网标准化建设具有重要意义。     

输电线路直柱锚杆复合基础试验研究

针对安徽省南部丘陵山地存在的上覆砂质粘土、土层以下为风化岩层的输电线路工程地质条件,提出了环保型直柱锚杆复合基础。通过10组基础的现场施工与原位试验,得到了不同加载工况下基础的荷载位移曲线,分析了直柱锚杆复合基础的承载机理、设计方法与关键设计参数取值。研究结果可为直柱锚杆复合基础的设计与施工提供参考。复合基础施工宜采用"先直柱开挖、后岩体植筋"的作业流程。立柱嵌岩深度对复合基础的上拔承载力与水平承载力影响显著,复合基础上拔承载力计算中的上部立柱部分极限强度发挥系数取0.55~0.6,下部岩石锚杆部分极限强度发挥系数取1.0。复合基础的施工工艺可靠、承载性能良好,可在丘陵山区输电线路工程中试点应用。     

山地风电场风机基础优选方案探讨

岩石锚杆基础较传统扩展基础增加了锚杆部分,在场地岩石上钻孔,然后放入锚杆并灌浆,让锚杆与基础及岩石之间有可靠连接。利用锚杆的拉力来抵抗上部结构产生的偏心拉力,从而有效地缩小了基础底面积,该造价在诸多基础形式中最低,有较大经济优势。因此在山地风电场中,建议用岩石锚杆基础。     

掏挖基础设计及其经济分析

文章对掏挖基础在上拔力和下压力作用下,非岩石和岩石地基中的受力情况进行了分析,推导出了相应的计算公式,并对掏挖基础的经济性进行了分析比较.     

输电线路岩石掏挖基础爆破掏挖技术

岩石掏挖基础具有施工简单、对环境破坏小、抗压拔力强等优点,但爆破掏挖成型难度大;人工掏挖工作量大,施工工期长.结合工程实际,针对岩石掏挖基础的特点,介绍了爆破与人工开凿相结合的掏挖方式,详细阐述了爆破施工工艺流程、爆破漏斗试验、爆破安全保证措施等.结果证明,该技术施工的基坑成型效果好、安全性强、工效高.     

输电线路强风化软岩挖孔基础抗拔试验研究

山区风化程度高的岩基塔位采用挖孔基础,包括直柱挖孔桩、坛子型嵌固、扩底掏挖等3种模型。通过在强风化软岩中开展17组不同模型的挖孔基础上拔试验,分析基础承载性能与破坏机理。荷载位移曲线表明:浅埋时基础呈线性状态分布,深埋时呈缓变型分布;地表竖向位移变化规律表明,基础周围出现显著裂缝表征着基础即将整体破坏,破坏状态为基础本体与周围土体被整体拔出,基础发生整体剪切破坏;基础破裂角随埋深迅速降低,但达到一定埋深后破裂角基本不变;强风化软岩的岩石等代极限剪切强度取32kPa;以单位体积混凝土能承担的上拔承载力为准进行经济性分析,扩底掏挖型模型的经济效益显著。     

输电线路岩石锚杆基础试验研究

岩石锚杆基础已逐渐在输电线路工程中获得广泛应用,针对节理裂隙发育的灰质板岩岩体,进行了现场拉拔真型试验。试验结果表明:在满足锚筋自身强度的情况下,应以锚孔表面混凝土的位移值来确定基础的极限荷载;当锚杆达到一定长度后,再单纯依靠增加锚杆长度提高极限抗拔承载力效果甚微;适当改善锚筋外表面的粗糙度可提高锚筋与混凝土间的界面粘结强度;在岩石锚杆基础设计中要注意群锚效应的削弱作用。     

输电线路深井掏挖桩井壁外敷接地特性研究

现行杆塔混凝土桩基内部钢筋骨架受混凝土介质电阻率的影响散流效率低，提高掏挖桩基散流性能可有效降低接地电阻并减少耕地开挖面积。本研究根据实际杆塔掏挖桩基结构与施工工序，提出深井掏挖桩井壁外敷接地结构模型并验证其降阻效率。首先，根据实际杆塔深井掏挖桩尺寸结构，建立柔性接地材料缆体外敷、面状外敷和组合外敷3种垂直接地模型。然后，分别计算3种井壁外敷结构在单桩情况下的接地电阻变化规律及影响因素，并分析不同接地模型的混凝土桩基散流密度特征。最后，计算整塔四桩基采用井壁外敷结构的降阻效率并与常规方框射线型接地网进行对比。研究结果表明：杆塔掏挖桩基采用井壁垂直外敷，可以明显改变深井掏挖桩基在垂直维度上的散流结构与电流密度分布规律，相比于常规方框外延射线型接地结构，3种井壁外敷方式均能有效降低杆塔接地电阻并节省水平耕地开挖面积。仿真结果可为在有限施工面积下设计掏挖桩基接地结构提供参考。     

掏挖式桩基础在输电线路工程中的应用发展

桩基础作为输电线路工程的杆塔基础,在工程中的重要性可想而知.掏挖式桩基础在狭窄的地方,也能用简单的设备进行施工,可降低工程造价,节约成本,减轻劳动强度,保护环境,是一种值得推广的先进的基础施工工艺.从保护环境、节约成本、美化环境等方面来看,掏挖式桩基础具有显著优点.     

深基坑边塔吊地基加固设计及变形控制分析

随着城市建设地下空间开发需要,深基坑支护工程日益增多.深基坑开挖卸荷作用会引起岩土体应力应变效应,进而诱发周围建(构)筑物地基产生变形.某建筑工程由于施工场地限制,不得不将塔吊基础布置于深基坑围护结构边缘,而塔吊结构的运转荷载会对基坑安全造成隐患,故在基坑开挖前需要对塔吊地基进行加固设计,并对施工过程中塔吊地基变形进行...     

深废矿坑高陡边坡极限承载力计算方法研究

针对深废矿坑高陡边坡极限承载力问题,综合考虑锚索锚固岩体的压力墙和组合梁作用,结合Hoek-Brown强度准则,采用特征线法推导得到了矿坑高陡边坡极限承载力计算方法。结合工程实例,就坡度α、岩石力学参数GSI、m₀以及锚索的主动支护力等影响因素对矿坑岩壁岩石地基极限承载力的影响进行了分析,研究表明: (1) 承载力系数随坡度的增加呈线性降低,当GSI为45、m₀为7时,也即矿坑岩壁岩体为质量较差的石灰岩时,加锚后其承载力约为加锚前承载力的1.32~1.54倍,考虑锚索的组合梁作用可作为安全储备;(2)随着岩体质量越来越好,地基极限承载力系数增长的幅度越来越大,当坡度α为60°、GSI取85,坑壁为好岩体时,承载力系数值为1.28;GSI取45,坑壁为较差岩体时,承载力系数值为0.23;前者约为后者的6倍,表明岩体质量指标的好坏对承载力的影响较大。     

坝陵河大桥西锚洞岩溶围岩分级

 坝陵河大桥隧道锚洞工程周边围岩的岩溶较发育,勘察设计阶段确定其围岩级别为II～IV级。根据实际开挖所揭露的岩溶状况,需要调整超前支护和初期支护参数,以保证锚洞施工安全。在岩溶地质预报和一般地下工程岩体质量分级基础上,专门针对围岩为不同岩溶发育状态的岩体进行质量分级修正,建立锚洞岩溶围岩分级的物理模型和数学模型。根据岩体波速测试、岩体抗压强度以及岩溶发育程度修正系数等参数的确定,计算锚洞岩溶围岩级别主要为V级。事实上,在整个锚洞施工过程中,均采用超前小导管、超前锚杆、型钢拱架、挂网及喷射混凝土等强支护措施,锚洞开挖采用台阶法分步开挖。锚洞开挖完毕后对周边的破碎岩体及溶洞进行了注浆加固处理,也就是说,锚洞施工的超前支护和初期支护参数实际均按照V级围岩实施。实践表明,本工程岩溶围岩分级是合理的,对其他同类工程可提供借鉴。     

大断面隧道下穿既有高压输电铁塔施工方案比选及其应用

 李家冲大断面公路隧道下穿既有高压输电铁塔,施工风险高。在风险分析的基础上,提出可能的应对措施,通过建立高压输电铁塔与大断面隧道施工相互作用的三维数值模型,对注浆加固山体后采用双侧壁导坑法开挖、H型框架梁加固塔基后三台阶留核心土法开挖、以及塔基托换后三台阶留核心土法开挖等方案进行比选,提出采用H型框架梁将高压输电铁塔塔基连成整体的加固方案。数值计算及现场实施效果表明：采用H型框架梁对铁塔基础进行加固,铁塔基础成为整体结构后再进行大断面隧道三台阶留核心土开挖,可有效控制铁塔的累计沉降及不均匀沉降,铁塔受力与变形均在容许的范围之内,在保证铁塔和隧道施工安全的同时,加快了施工进度,技术经济效果非常明显,可供类似工程参考。     

输电线路岩石嵌固式基础抗拔试验研究

 针对输电线路工程新型环保基础–岩石嵌固式基础,进行现场真型试验,得到基础的上拔荷载–位移曲线与水平荷载–位移曲线,分析基础的承载特性与破坏机制,给出岩石等代极限抗剪强度的取值,采用极限平衡理论验算基础的稳定性,探讨地脚螺栓的荷载传递特性,并对其经济效益进行比较分析。研究结果表明,岩石嵌固式基础可应用于风化性较强的山区岩石地基,具有较好的经济性和环保性。     

深基坑桩锚支护结构受力与变形特性现场试验

在成都地区某基坑支护工程开展了深基坑条件下桩锚支护结构受力与变形特性现场试验,研究了冠梁上土压力与内力变化规律、锚索轴力及支护桩侧向位移分布特征。结果表明:①在基坑中部,冠梁对桩顶侧向位移有一定的协调作用,角点处冠梁协调作用较弱,应适当提高冠梁刚度,并将其与其他部位断开;②锚索轴力沿基坑深度呈类抛物线型分布,且(0～2/3)倍基坑最终开挖深度h_e范围内的中上层锚索对支护桩顶侧向位移影响比较明显,施工时应尽量控制该深度范围的开挖速度及重点关注中上层锚索预应力损失;③受边界效应影响,基坑变形具有空间效应特征,具体表现为基坑中部大于角点处、长边大于较短边,边界效应对其影响范围大致为1h_e。     

冲洪积-海积阶地基坑支护方案实例分析

冲洪积-海积阶地的基坑属于淤泥质基坑。结合一个住宅工程淤泥质基坑支护案例,介绍了排桩支护方案和放坡喷锚支护方案。排桩支护方案安全可靠,但造价较高;放坡喷锚方案要求周边场地较开阔、基坑开挖深度较浅,同时场地岩土特性和水文条件较有利。根据该基坑工程的开挖深度、周边环境以及特定的淤泥质场地的岩土特征和水文条件选择了放坡喷锚方案。介绍了放坡喷锚施工过程的注意事项如分段开挖、及时硬化和排水、水位和位移观测等。该放坡喷锚方案确保了该工程基坑开挖的顺利进行,也取得了良好的经济效果。     

内撑式与锚拉式排桩相结合的深基坑支护技术

某工程基坑开挖深度大,施工环境复杂.经过方案比选,采用内撑式排桩与锚拉式排桩相结合的基坑支护结构形式,基坑上部设2道钢筋混凝土支撑,下部设2道预应力锚索.详细介绍了旋挖灌注桩、旋喷桩、内支撑以及预应力锚索的施工技术,提出了施工注意事项.监测结果表明,基坑变形小,技术经济效益明显.     

Validation of models and empirical equations to estimate deformations in jointed rock through the monitoring of a 40-storey tower foundation

There is a pressing need in Rock Mechanics for the calculation of deformations and stresses of structures in rock. With this aim, the rock mass modulus must be estimated and a model chosen to perform the calculations. Monitoring the foundation of twin towers in Tenerife Island has allowed validating both the rock mass modulus estimated from empirical equations and the model. In this paper, only the second tower (tower N) with a structural height of 137.4 m above foundation has been studied, because the first tower had been previously presented by Justo et al. [Int J Rock Mech Min Sci 2006;43;267–81]. The foundations of both towers are supported by jointed, vesicular and weathered basalt, and scoria. The parameters have been deduced from the simple empirical equations proposed by several authors as a function of geological strength index (GSI) or rock mass rating (RMR). Three-dimensional, elastic and advanced elasto-plastic finite element (FE) programs have permitted calculation of the displacements of tower N, the stresses in the slab and the factor of safety (FOS) of the excavation. The installation of rod extensometers at different depths below the slab has permitted comparison between measured and calculated displacements. Good fit has been obtained in this type of rock. These results increase our confidence in the use of classification schemes to estimate the deformations in jointed rock.In construction processes that involve unloading–reloading, it is important to use a material model that considers these processes. The use of advanced elasto-plastic methods increases the calculated settlements even if there are no failure points, as the pre-consolidation stress and the mobilized angle reached during the excavation phase are exceeded at many points during the loading phase. Tension cut-off points also increase deformations with respect to linear-elastic behaviour. The hardening-soil model improves fit between measured and calculated settlements as well.     

单管通信塔底部连接节点受力性能研究

单管塔与其基础相连主要通过预埋在基础内的地脚螺栓连接固定,在计算地脚螺栓内力时,现有国家及行业标准规范并没有明确的计算方法。本文通过有限元来模拟分析底法兰、基础、地脚螺栓及其螺母间的受力状态,确定底法兰相对合理的旋转轴,确定旋转轴后采用《高耸结构设计规范》(GB 50135-2019)中半刚接法兰节点公式计算地脚螺栓最大拉力。在实际工程设计中,单管塔底法兰节点可按《高耸结构设计规范》(GB 50135-2019)和《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》(YD/T 5131-2019)中法兰与加劲板强度计算。