2023架空输电线路基础设计规程.pdf
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1、 架空输电线路基础设计规程架空输电线路基础设计规程 i 目 次 前前 言言.I 1 总总 则则.1 2 术语和符号术语和符号.2 2.1 术 语.2 2.2 符 号.4 3 基本规定基本规定.14 3.1 一般规定.14 3.2 基础材料.17 4 构件承载力计算及构造要求构件承载力计算及构造要求.20 4.1 一般规定.20 4.2 钢筋混凝土基础主柱正截面承载力计算.20 4.3 素混凝土基础主柱正截面承载力计算.24 4.4 钢筋混凝土基础底板正截面承载力计算.24 4.5 素混凝土基础底板正截面承载力计算.27 4.6 斜截面承载力计算.29 4.7 地脚螺栓承载力计算.31 4.8
2、插入角钢、钢管的承载力计算.31 4.9 构造要求.31 5 扩展基础扩展基础.35 5.1 一般规定.35 5.2 上拔承载力计算.35 5.3 下压承载力计算.39 5.4 倾覆稳定计算.44 5.5 主柱和底板计算.44 5.6 构造规定.49 6 掏挖基础掏挖基础.50 6.1 一般规定.50 6.2 上拔承载力计算.50 6.3 下压承载力计算.54 ii 6.4 基础立柱计算.55 6.5 构造要求.56 7 岩石嵌固基础岩石嵌固基础.57 7.1 一般规定.57 7.2 上拔承载力计算.57 7.3 下压承载力计算.58 7.4 基础立柱计算.58 7.5 其他要求.58 8 岩
3、石锚杆基础岩石锚杆基础.59 8.1 一般规定.59 8.2 作用效应计算.59 8.3 基础承载力计算.60 8.4 锚杆和承台计算.62 8.5 构造要求.63 9 桩基础桩基础.65 9.1 一般规定.65 9.2 桩顶作用效应计算.65 9.3 桩下压承载力计算.66 9.4 桩上拔承载力计算.79 9.5 桩水平承载力与位移计算.82 9.6 桩身和承台计算.87 9.7 桩基构造.100 10 复合式沉井基础复合式沉井基础.104 10.1 一般规定.104 10.2 上拔承载力计算.104 10.3 下压承载力计算.105 10.4 沉井和承台计算.107 10.5 构造要求.1
4、07 11 装配式基础装配式基础.109 11.1 一般规定.109 11.2 上拔承载力计算.109 11.3 下压承载力计算.109 iii 11.4 直柱铰接型基础侧向倾覆稳定计算.109 11.5 直柱铰接型基础侧向滑动稳定计算.112 11.6 构件计算.112 11.7 构造要求.113 12 螺旋锚基础螺旋锚基础.115 12.1 一般规定.115 12.2 上拔承载力计算.115 12.3 下压承载力计算.119 12.4 水平承载力计算.120 12.5 构件计算.120 12.6 构造要求.121 13 电杆基础及拉盘电杆基础及拉盘.124 13.1 一般规定.124 13
5、.2 电杆基础倾覆稳定计算.124 13.3 拉线盘基础上拔承载力计算.130 13.4 构件计算.131 13.5 构造要求.133 14 特殊土地基及基础特殊土地基及基础.134 14.1 腐蚀土.134 14.2 盐渍土.136 14.3 湿陷性黄土.137 14.4 冻土.138 14.5 戈壁碎石土.140 14.6 风积沙.141 15 附属设施附属设施.144 15.1 一般规定.144 15.2 挡土墙.144 15.3 砌体护坡.146 15.4 截(排)水沟.146 15.5 爬梯.148 15.6 保护帽.148 16 水土保持和环境保护水土保持和环境保护.149 iv
6、17 试验与检测试验与检测.150 17.1 试验.150 17.2 检测.150 附录附录 A 基础在洪水时的局部冲刷、漂浮物撞击力、基础在洪水时的局部冲刷、漂浮物撞击力、流水动压力的计流水动压力的计算算.153 附录附录 B 基础上拔、下压及倾覆稳定和地基承载力计算基础上拔、下压及倾覆稳定和地基承载力计算用表用表.157 附录附录 C 地基岩(土)分类及承载力特征值地基岩(土)分类及承载力特征值.159 附录附录 D 土与混凝土基础土与混凝土基础接触面的摩阻系数接触面的摩阻系数.168 附录附录 E 地脚螺栓有效面积表地脚螺栓有效面积表.168 附录附录 F 输电线路基础静载试验要点输电线
7、路基础静载试验要点.169 附录附录 G 整体基础、独立基础整体基础、独立基础的倾覆稳定计算的倾覆稳定计算.180 附录附录 H 冻土地区基础承载力计算冻土地区基础承载力计算.186 附录附录 J 剪切法无因次计算参数剪切法无因次计算参数.191 附录附录 K 水平荷载作用下桩的内力、位移计算水平荷载作用下桩的内力、位移计算.197 本标准用词说明本标准用词说明.200 引用标准名录引用标准名录.201 附:附:条条 文文 说说 明明.202 1 1 总总 则则 1.0.1 为了在架空输电线路杆塔基础的设计中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境
8、友好,制定本标准。1.0.2 本标准适用于适用于架空输电线路(含大跨越)杆塔的基础设计。1.0.3 本标准确定了架空输电线路杆塔基础的设计原则,给出了杆塔基础的设计计算方法。1.0.4 杆塔基础设计,应从实际出发,结合地区特点,积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。1.0.5 杆塔基础设计采用新理论、新材料或新结构型式,当缺乏实践经验时,应经过试验验证。1.0.6 杆塔基础设计,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 2 术语和符号术语和符号 2.1 术术 语语 2.1.1 原状土基础原状土基础 Foundation in und
9、isturbed soil 利用机械(或人工)在天然土(岩)中直接钻(挖)成所需要的基坑,将钢筋骨架和混凝土直接浇注于基坑内而成的基础。通常指掏挖基础、岩石嵌固基础、岩石锚杆基础。2.1.2 掏挖基础掏挖基础 Drilled shaft foundation 将钢筋骨架和混凝土直接浇入人工或机械掏挖成型的土胎内一次浇注成型的基础。上部按普通基础开挖、底板在原状土内掏挖的基础称为半掏挖基础。2.1.3 岩石嵌固基础岩石嵌固基础 Drilled rock foundation 利用机械(或人工)在岩石地基中直接钻(挖)成所需要的基坑,将钢筋骨架和混凝土直接浇注于岩石基坑内而成的基础。2.1.4 岩
10、石锚杆基础岩石锚杆基础 Rock anchor foundation 以锚杆作为主要受拉构件,以岩体作为锚固主要持力层的基础。2.1.5 扩展基础扩展基础 Spread foundation 由底板和主柱组成的扩散上部结构荷载的开挖回填基础。通常指混凝土台阶基础、钢筋混凝土板柱基础、重力式基础等。2.1.6 混凝土台阶基础混凝土台阶基础 Stepped concrete foundation 基础底板的台阶高宽比不小于 1.0,基础底板内不配置受力钢筋的混凝土基础,简称台阶基础。2.1.7 钢筋混凝土板柱基础钢筋混凝土板柱基础 Pad and chimney foundation 立柱和底板内
11、均配置受力钢筋,其底板的台阶宽高比不小于 1.0(不宜大于 2.5)的钢筋混凝土基础,简称板柱基础。当基础的立柱与基础底板不垂直时简称斜柱基础。2.1.8 重力式基础重力式基础 Gravity foundation 抗拔稳定主要靠基础的自重、不考虑基础上部土体抗拔作用的基础。2.1.9 整体基础整体基础 Monolithic foundation 单块混凝土组成,塔脚或地脚螺栓埋在混凝土内的基础。2.1.10 独立基础独立基础 Separate foundation 用于传递单杆或单个塔腿荷载的单独基础。3 2.1.11 桩基础桩基础 Pile foundation 由基桩或基桩和连接于桩顶端
12、的承台组成的基础,桩基础分为单桩基础和群桩基础。2.1.12 微型桩基础微型桩基础 Micropiles foundation 由小直径现场灌注钢筋混凝土桩和连接于桩顶承台共同组成的基础,又称树根桩基础。2.1.13 挤扩支盘桩基础挤扩支盘桩基础 Pile with expanded branches and plates 采用挤扩工艺在桩侧不同部位形成若干分支和承力盘的桩基础。2.1.14 嵌岩桩基础嵌岩桩基础 Rock-socketed pile 桩底嵌固于岩石中一定长度的桩基础。2.1.15 预应力高强混凝土管桩基础预应力高强混凝土管桩基础 Prestress high strength
13、 concrete pile 采用预应力工艺法制成的一种空心筒体细长混凝土预制桩基础。2.1.16 复合式沉井基础复合式沉井基础 Combined cassion foundation 上部为混凝土承台,下部是薄壁钢筋混凝土沉井联合组成的基础,称为复合沉井基础。2.1.17 装配式基础装配式基础 Fabricated foundation 用两个或两个以上预制构件经装配、连接拼装组合而成的基础。2.1.18 螺旋锚基础螺旋锚基础 Helix anchor foundation 由锚杆、锚盘和锚头共同组成螺旋锚,螺旋锚基础可分为单锚和群锚。2.1.19 预制基础预制基础 Prefabricate
14、d foundation 采用工厂化一次性预制而成的(如电杆的底盘、拉盘、卡盘等)基础。2.1.20 不等高基础不等高基础 Unequal foundation 在一基塔的基础中某一个腿的基础,其立柱露出设计基面线的高度 H0与其它腿基础不同时(如图 2.1.20),就称该铁塔的基础为不等高基础。基础二基础一上拔角设计基面线上拔角山体自然坡度山体自然坡度htH0H0ht图4.1.10不等高基础示意图 4 图 2.1.20 不等高基础示意图 2.1.21 原状抗拔土体原状抗拔土体 Undisturbed soil against uplift resistance 处于天然结构状态的黏性土或经夯
15、实后达到天然密实状态的砂类回填土等。2.2 符符 号号 2.2.1 作用与作用效应作用与作用效应 pE被动土压力;aE主动土压力;lF 地基土净反力;局部受压面上作用的局部荷载或局部压力;F 设计冻结深度内的切向冻胀力标准值;kF荷载效应标准组合轴心竖向力作用下的下压力;kG基础及上覆土自重(挡土墙每延米自重);fG基础的自重;K1G 与沉井和承台同体积的浮力;gpG 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数;pG 单桩(土)或基桩(土)自重;H作用于基础顶面上的横向力;kH作用于基础上的水平力标准值;M 计算截面处弯矩;0M作用于基础顶面上的弯矩 hM 作用于基底截面上的弯矩;1 1M
16、、2 2M计算截面11、22的弯矩;xM、yM 作用于基础底面、任一截面或承台顶面上x、y方向的力矩;kN荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基桩的平均竖向力;oN扣除底板上土重的作用于底板上的轴向压力;iN i 桩桩顶承受的轴向压力;bvN、bcN每个螺栓的承剪、承压承载力;5 kp基础底面处的平均压力标准值;czp软弱下卧层顶面处土的自重压力;cp基础底面处土的自重压力;kP上卡盘横向压力;kmaxp基础底面边缘的最大压力;kminp基础底面边缘的最小压力;0p 基础底面计算截面上的压力;底板平均压力设计值;基础底面处的附加压力标准值;1p、2p 底板I、II平均压力;sp 基础底
17、面单位面积上的土反力;zp软弱下卧层顶面处的附加压力;jp地基土单位面积净反力;kQ 下卡盘作用力;BR 作用于底板上的水平力;T 拉线盘垂直平分面内的拉线拉力;ET 基础上拔力设计值;EiT 单根锚筋或地脚螺栓强度的上拔力;桩顶拔力;0T 作用于计算截面上的纵向拉力;fT 冻结期基础上拔力标准值;kT基础上拔力标准值;TT 60%基本风速对应的风荷载、100的线条张力及永久荷载共同作用下产生的基础上拔力标准值;0S 上部结构水平作用力;V 计算截面剪力;sV 垂直于插入角钢的剪力;X 土压力;s 地基最终沉降量;s 按分层总和法计算出的地基变形量;si 在计算深度范围内,第i层土的计算变形值
18、;sn 在由计算深度向上取厚度为z的土层计算变形值;max 主柱侧向最大土压力值;z 作用于软弱下卧层顶面的附加应力。6 2.2.2 材料性能与抗力材料性能与抗力 cE混凝土弹性模量;EI抗弯刚度;siE基础底面下第i层土的压缩模量;sE钢筋弹性模量;压缩模量当量值;s1E上层土压缩模量;s2E下层土压缩模量;PI 塑性指数;skQ、pkQ 分别为单桩总极限侧阻力和总极限端阻力;ukQ单桩下压极限承载力;R基桩或复合基桩竖向承载力特征值;1R、2R上部基础、锚杆部分上拔承载力特征值;bR锚杆与岩层间的极限粘结承载力标准值;aR单桩竖向承载力特征值;sR岩体的抗剪极限承载力标准值;TkR地基单向
19、抗拔极限承载力标准值;skR 季节活动层以下的桩基冻结力特征值;pkR 季节活动层以下的桩基端阻力特征值;R石材的极限抗弯强度;jM极限倾覆力矩;jS极限倾覆力;gkT群桩呈整体破坏时基桩的上拔极限承载力;ukT单桩或基桩的上拔极限承载力;csV 构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力;c 按饱和不排水剪或相当于饱和不排水剪方法确定的黏聚力;akf 地基承载力特征值;af 修正后的地基承载力特征值;azf软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值;ciaf桩侧各层土与基础间的冻结强度特征值;rkf岩石饱和单轴抗压强度标准值;cf 混凝土轴心抗压强度设计值;7 ckf 混凝土轴心抗压强度标准值;
20、gf 地脚螺栓抗拉强度设计值;tf 混凝土轴心抗拉强度设计值;tkf 混凝土轴心抗拉强度标准值;yf 钢筋抗拉强度设计值;/yf 钢材的抗压强度设计值;f 钢材的抗剪强度设计值;y0f 钢材的抗拉或抗压强度设计值;ykf 钢材最低抗拉强度标准值;bvf、bcf 螺栓的抗剪和构件的承压强度设计值;fpaq 桩端冻土端阻力特征值;sikq 桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;pkq 极限端阻力标准值;y屈服点;b抗拉强度;i 软弱层顶面以上各土层重度设计值;a 钢筋与砂浆或细石混凝土间的黏结强度;b 锚杆与岩土层间极限粘结强度标准值;f 冻土的抗剪强度;i 各层土中单位切向冻胀力标准值;s岩体等代极限
21、剪切强度标准值;土的内摩擦角;f寒季冻结期基础作用力折减系数;等代内摩擦角;c 混凝土的重度;s 基础底面以上土的加权平均重度;2.2.3 几何参数几何参数 a 锚杆群的外切圆直径;8 A 基础底面面积、构件截面面积;bA 局部受压时的计算底面积;cA 承台底地基土净面积;eA 地脚螺栓的有效面积;hA计算截面的混凝土面积;iA 设计冻深内与各层土冻结在一起的基础侧表面积;kA卡盘的侧面面积;0A计算截面折算面积、桩群外缘矩形面积的长边长;桩端面积;sA纵向受拉钢筋截面面积;sv1A单肢箍筋截面面积;sxA正截面平行于X轴两侧钢筋的截面面积;syA正截面平行于Y轴两侧钢筋的截面面积;lA 混凝
22、土局部受压面积、冲切荷载多边形面积;nA 混凝土净截面面积,单根锚筋截面面积;B 方形底板宽度;0B 桩群外缘矩形面积的短边长;0d基柱的直径;eD 桩端等代直径;D、0D 圆形底板直径、计算截面直径;oH 作用点至设计地面处的距离;gH 杆塔高度;I 截面的惯性矩;l基柱的入土深度;L 长度或距离;基底展开角(剪切法)、岩体等代剪切角;1 基础底板上平面坡角(土重法);0V 基础体积;tV ht埋深内的土和基础体积;W 截面抵抗矩;xW、yW 基础底面绕X和Y轴的抵抗矩;0W 换算截面弹性抵抗矩;9 pW 桩底截面抵抗矩。iX、iY 通过群锚重心X、Y轴的距离;Z 基础底面至软弱下卧层顶面的
23、距离;xZ 平行于Y轴两侧纵向钢筋截面面积重心间距;yZ 平行于X轴两侧纵向钢筋截面面积重心间距;0a、ob基础的计算宽度;1a、b 基础宽度;oxh 计算截面有效高度;ba 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长;ga 截面边缘至纵向钢筋截面中心的距离;ta 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长;ma 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;0 挡土墙基底的倾角;1b、1l 底板处柱截面的长度和宽度;1d 上卡盘厚度、锚筋或地脚螺栓直径;2d 上卡盘宽度;3d 下卡盘厚度;4d 下卡盘宽度;0d 柱的计算直径或宽度;d 圆形截面的直径,钢筋或地脚螺栓直径;D 圆形底板直径、锚杆直径;e
24、、0e 轴向力对截面重心的偏心距;天然孔隙比;ae 附加偏心距;0 xe ET沿X轴方向的偏心距;10 0ye ET沿Y轴方向的偏心距;h 自设计地面算起的锚固深度、截面高度、锚杆基础在岩土层内的埋深;挡土墙高度;bh 基础冲切破坏锥体的有效高度;ch 基础上拔临界深度;fh 基础埋入多年冻土层的深度;0h 截面的有效高度、有效锚固深度;th 基础的埋置深度;1h 设计地面至卡盘中心的距离;ih 承台底面以下各层土的厚度;l 矩形基础的长度;al 锚筋、地脚螺栓的锚固长度;bl锚杆在岩土层内计算锚固长度;il 与第 i 层土对应的桩长;0l 悬臂、有效锚固长度;sr 纵向钢筋所在圆周的半径;r
25、 角钢内圆角的半径、圆形截面的半径;gr截面中心至纵向钢筋截面中心的距离;s 钢筋的间距;t 角钢厚度;u 设计周长;iu 破坏表面周长;Lu 桩群外围周长;x 土压力、反力分布长度、混凝土受压区高度;0 x 挡土墙重心距墙趾的水平距离;ix、iy 通过重心轴y、x的距离;11 iX、iY锚杆i至通过群锚形心Y轴和X轴的距离;y 自设计地面起算的深度;1y 设计地面至上卡盘的距离;2y 设计地面至下卡盘的距离;z 地面至软弱层顶面的深度、土压力作用点离墙踵的距离;hz 活动层厚度;nz 沉降计算深度;iz、1iz 基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离;V(tchh)范围内的基础体积;tV
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