摘要：要加強(qiáng)架空輸電線路地基基礎(chǔ)工程的研究，成立專門的輸電線路地基基礎(chǔ)工程實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)輸電線路桿塔基礎(chǔ)的共性、前沿和關(guān)鍵的科學(xué)問題，探索輸電線路桿塔基礎(chǔ)的機(jī)理和規(guī)律，從而形成我國(guó)系統(tǒng)完整的“送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和計(jì)算”的理論體系。

    關(guān)鍵詞：輸電線路  地基基礎(chǔ)  問題  原因

    1 輸電線路設(shè)計(jì)方面的問題
    我國(guó)架空輸電線路地基基礎(chǔ)工程在設(shè)計(jì)方面存在的問題有：

    1.1 由于輸電線路地基基礎(chǔ)工程問題的特殊性和復(fù)雜性，目前《送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》還沒有采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，仍然采用總安全系數(shù)法，而不是分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)法。國(guó)內(nèi)外很多專家、學(xué)者都在致力于地基基礎(chǔ)工程可靠度的研究。地基基礎(chǔ)工程問題與結(jié)構(gòu)工程問題實(shí)行同步的可靠度設(shè)計(jì)是國(guó)際趨勢(shì)。輸電線路地基基礎(chǔ)工程如果繼續(xù)在以后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沿用傳統(tǒng)安全系數(shù)設(shè)計(jì)法的定值設(shè)計(jì)方法，顯然是不合適的。如何盡快改變這種現(xiàn)狀是一個(gè)緊迫且具有現(xiàn)實(shí)意義的問題。

    1.2 由風(fēng)荷載引起的輸電線路桿塔的破壞常給經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活帶來非常嚴(yán)重的影響，而且需要花費(fèi)大量的資金和時(shí)間修復(fù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各類桿塔倒塌、導(dǎo)線斷股等嚴(yán)重事故中，由風(fēng)引起的約占30%。動(dòng)力風(fēng)荷載需要通過理論和試驗(yàn)的方法，根據(jù)風(fēng)特性、結(jié)構(gòu)自振特性以及風(fēng)和結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)的相互作用等多方面的參數(shù)才能確定，因此，動(dòng)力風(fēng)效應(yīng)分析的正確性和精度將關(guān)系到送電線路桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理和安全。研究風(fēng)與桿塔結(jié)構(gòu)體系的相互作用，并且在輸電線路設(shè)計(jì)中采取恰當(dāng)?shù)目癸L(fēng)措施，對(duì)保障線路結(jié)構(gòu)體系的安全有非常重要的意義。

    1.3 在軟土質(zhì)地區(qū)，由于其桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不僅要滿足一般桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)滿足塔基沉降量、傾斜度等要求，因此軟土質(zhì)地區(qū)桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有其特殊性。在軟弱地基中使用灌注樁，造價(jià)很高，質(zhì)量不易控制；在軟弱地基中如果使用大板式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)的尺寸約為7×8m，成本較高，土的開方量大，施工復(fù)雜，鋼筋用量在7、8t。且大板式基礎(chǔ)有時(shí)在鐵塔安裝前，基礎(chǔ)已經(jīng)發(fā)生了不均勻沉降。由于我國(guó)以往在軟土質(zhì)地區(qū)地基處理及其桿塔基礎(chǔ)方面的研究存在許多不足之處，導(dǎo)致軟土質(zhì)地區(qū)桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平較低，與國(guó)際先進(jìn)水平相比存在較大的差距，其基礎(chǔ)部分的造價(jià)占線路總體投資的比例一般在25％－35％左右，有的甚至更高，而又未系統(tǒng)的開展新的基礎(chǔ)型式的試驗(yàn)、測(cè)試和分析研究，因此軟土質(zhì)地區(qū)桿塔基礎(chǔ)已成為輸電線路建設(shè)中十分薄弱的環(huán)節(jié)，而地基處理及其基礎(chǔ)型式選擇與設(shè)計(jì)優(yōu)化則是軟土質(zhì)地區(qū)輸電線路工程迫切需要解決的重大課題。

    另外，我國(guó)架空輸電線路地基基礎(chǔ)工程在設(shè)計(jì)方面除上述問題比較突出以外，還存在以下問題：在我國(guó)的東北和西北地區(qū)，由于凍土的凍脹使基礎(chǔ)位置抬高，怎樣處理凍土地基成為重要課題；在近海區(qū)建造輸變電線路，在海水中，基礎(chǔ)抗腐蝕性的問題不可忽視。

    2 勘測(cè)方面的問題
    在山區(qū)，由于勘測(cè)點(diǎn)較多，勘測(cè)比較粗淺，對(duì)變電站和塔位的地質(zhì)情況的了解不是很準(zhǔn)確，有時(shí)易發(fā)生滑坡現(xiàn)象。所以使用巖石地基盡管基礎(chǔ)造價(jià)可以降低很多，但鑒定巖石物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)的方法、手段等需要改進(jìn)。

    3 工程施工方面的問題
    在山區(qū)施工，現(xiàn)有的施工機(jī)具難以進(jìn)入場(chǎng)地進(jìn)行施工，鋼筋、混凝土的運(yùn)輸和基礎(chǔ)的開挖等較為困難。在軟土地基施工，水網(wǎng)密布，各種施工機(jī)具難以進(jìn)入場(chǎng)地，各種基礎(chǔ)形式的施工比較困難。因此，需要研制輕巧、高效的施工機(jī)具以解決施工方面存在的問題。

總之，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范，上部鐵塔部分的設(shè)計(jì)和國(guó)外相比，較為合理和成熟，但根據(jù)現(xiàn)有的《送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過于保守，設(shè)計(jì)理論一直延用前蘇聯(lián)規(guī)范，基礎(chǔ)的尺寸要比國(guó)外同等級(jí)別的基礎(chǔ)大，基礎(chǔ)的安全系數(shù)過高，基礎(chǔ)砼及鋼筋用量過大，基礎(chǔ)的施工工程量占總體工程量的比重較大，約為20％，其中，僅土石方的開挖費(fèi)用就為2500－3000元/m3，鋼筋、混凝土的運(yùn)輸費(fèi)用也較高。基礎(chǔ)的施工費(fèi)用約為工程造價(jià)的15－25％，基礎(chǔ)施工等各方面的費(fèi)用比國(guó)外要高出很多，工期較長(zhǎng)，在國(guó)外投標(biāo)中，和國(guó)外設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)相比，處于不利的地位。

    4 存在問題的原因分析
    我國(guó)架空輸電線路地基基礎(chǔ)工程存在上述問題的原因?yàn)椋?/p>

    4.1 一般輸電線路所經(jīng)地區(qū)的地形、地質(zhì)條件差異較大，設(shè)計(jì)和施工要考慮的邊界條件較多，加之科研條件和研究經(jīng)費(fèi)的制約，在輸電線路桿塔基礎(chǔ)方面的科研工作較薄弱，科研成果較少，技術(shù)儲(chǔ)備不足。

    4.2 對(duì)地基基礎(chǔ)問題國(guó)內(nèi)外專家和學(xué)者已做了大量的研究工作，取得了許多有價(jià)值的成果，但大多數(shù)都把注意力集中在某些結(jié)構(gòu)（如建筑物、橋梁等）的基礎(chǔ)上，這些研究成果由于下列原因而限制了它們?cè)陔娏€路上使用：

①抗拔荷載經(jīng)常是各種輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的控制條件，而對(duì)建筑物和橋梁來說上拔力卻是次要的。

②輸電線路桿塔基礎(chǔ)所在的土質(zhì)勘測(cè)，無論在精確性還是在詳細(xì)程度上，都無法與建筑物和橋梁相比。

③一條線路上可能使用許多基本相同的桿塔，但它們的基礎(chǔ)則因土質(zhì)不同而不同。

④線路桿塔常位于無人居住之處，而且除了施工、檢修和維護(hù)外并不危及人們的生命安全。

    這些不同導(dǎo)致電力工業(yè)的桿塔基礎(chǔ)有其獨(dú)特的分析、設(shè)計(jì)方法，這些內(nèi)容在一般的基礎(chǔ)書籍中是難以找到的，例如：一般的基礎(chǔ)工程教科書對(duì)基礎(chǔ)上拔問題僅附帶提一下，對(duì)鋼框結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)很少涉及。這樣就導(dǎo)致在輸電線路基礎(chǔ)方面受過專門訓(xùn)練的國(guó)內(nèi)人才偏少，專門從事輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的高級(jí)研究人員則更少。

    4.3 國(guó)內(nèi)電力行業(yè)對(duì)桿塔基礎(chǔ)也做了一些研究工作，但還沒有建立專門的基礎(chǔ)工程實(shí)驗(yàn)室，對(duì)不同特性地基、不同型式基礎(chǔ)展開系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。目前，世界上電力工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，非常重視桿塔基礎(chǔ)的研究，尤其是美國(guó)、加拿大等國(guó)，除了理論分析計(jì)算外，還建立了專門的巖土工程實(shí)驗(yàn)室，對(duì)不同特性地基、不同型式基礎(chǔ)進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，有效保證了線路的安全運(yùn)行，同時(shí)降低了線路基礎(chǔ)造價(jià)。美國(guó)、加拿大等國(guó)可以針對(duì)輸電線路所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)狀況，提出合理的基礎(chǔ)型式。因此建立我國(guó)專門的輸電線路桿塔基礎(chǔ)工程實(shí)驗(yàn)室，可為各種基礎(chǔ)型式的試驗(yàn)研究提供保障，對(duì)提高線路的可靠性，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步有重要意義。

    5 小結(jié)

    我國(guó)國(guó)家電力公司提出加強(qiáng)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造，建設(shè)西電東送的北、中、南3條大通道，因此非常有必要加強(qiáng)架空輸電線路地基基礎(chǔ)工程的研究，成立專門的輸電線路地基基礎(chǔ)工程實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)輸電線路桿塔基礎(chǔ)的共性、前沿和關(guān)鍵的科學(xué)問題，探索輸電線路桿塔基礎(chǔ)的機(jī)理和規(guī)律，形成我國(guó)系統(tǒng)完整的“送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和計(jì)算”的理論體系。瞄準(zhǔn)國(guó)家急需解決的“西電東送”工程中出現(xiàn)的一系列地基基礎(chǔ)工程關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，進(jìn)行地基處理、巖土邊坡加固、巖土工程環(huán)境保護(hù)等設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)等關(guān)鍵控制技術(shù)的探索與創(chuàng)新，研究開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的科技成果為工程建設(shè)服務(wù)，徹底改變我國(guó)送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)保守落后的現(xiàn)狀，開創(chuàng)我國(guó)21世紀(jì)送電線路基礎(chǔ)工程 “技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)安全合理”的全新局面。