通信鐵塔基礎(chǔ)選型與設(shè)計初探

1、內(nèi)容提示：通過對工程中常見的兩種通信鐵塔工程實例的分析，詳細(xì)闡述了針對不同地質(zhì)情況時，基礎(chǔ)選型的一般原則和方法，通過合理選擇基礎(chǔ)形式，達(dá)到了減少投資、便于施工的效果。延伸閱讀：基礎(chǔ)選型樁基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)通信鐵塔0引言通信鐵塔是裝設(shè)通信天線的一種高聳結(jié)構(gòu)，其特點是結(jié)構(gòu)較高，橫截面相對較小，橫向荷載（主要是風(fēng)荷載和地震作用）起主要作用。通信鐵塔基礎(chǔ)將上部結(jié)構(gòu)的全部荷載安全可靠地傳遞到地基，并保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，是構(gòu)成通信鐵塔結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通信鐵塔基礎(chǔ)選型與上部結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)布置、外部荷載作用類別、建筑場地以及所在區(qū)域的地質(zhì)條件等有著非常密切的關(guān)系。合理的基礎(chǔ)選型和設(shè)計，對于降低工程造價，縮短工程

2、建設(shè)周期,保證結(jié)構(gòu)安全可靠至關(guān)重要。由于風(fēng)荷載屬于隨機(jī)荷載，風(fēng)力的大小和方向具有任意性和脈動性，基礎(chǔ)受力同樣也具有任意性和脈動性的特征，所以基礎(chǔ)設(shè)計選用荷載取值時，需根據(jù)不同的鐵塔形式，選用最不利方向的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)計。通信鐵塔所采用的空間桁架結(jié)構(gòu)自重相對較輕，而且掛設(shè)通信天線的平臺豎向荷載也不大，因此三角形或四邊形桁架塔塔下基礎(chǔ)頂面的拉力或壓力呈交變性，拉力值一般可達(dá)壓力值的以上故桁架塔的基礎(chǔ)抗拔計算特別重要彳艮多時候基礎(chǔ)的抗拔設(shè)計起主導(dǎo)作用。根據(jù)河北聯(lián)通近幾年來通信基站建設(shè)中的常用兩種類型鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計，筆者針對四角塔和三管塔簡要分析如何進(jìn)行鐵塔基礎(chǔ)的選型與設(shè)計。1四邊形角鋼塔的基礎(chǔ)

3、選型與設(shè)計四邊形角鋼塔簡稱四角塔，是近幾年常見的通信塔形式。鐵塔跟開一般約為鐵塔高度的1/7，基礎(chǔ)形式通常采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)、灌注樁基礎(chǔ)，計算基礎(chǔ)所選用的荷載組合，一般取上部結(jié)構(gòu)傳至塔腳下最不利的第二方向（即45。角方向），在正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合荷載，有下壓力，上拔力和水平剪力，基礎(chǔ)形式需依據(jù)基站所在位置的巖土工程勘察報告和周圍建筑物情況，場地平整情況等綜合選定。鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)此種基礎(chǔ)形式適用于地基持力層承載力較好，一般基礎(chǔ)持力土層承載力特征值要大于80kPa,且土質(zhì)比較均勻的情況下適用。其優(yōu)點是施工簡便,投資費用較低，施工速度快。塔體柱腳一般與基礎(chǔ)柱墩錢接，同時連接在柱

4、腳上的構(gòu)件還有斜桿，柱內(nèi)軸向力（壓力或拉力）以及斜桿內(nèi)軸向力（壓力或拉力）通過柱腳構(gòu)造傳遞給柱墩。柱墩一方面將上部結(jié)構(gòu)的豎向力傳遞至基底，同時柱墩和獨立基礎(chǔ)還共同承受上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的水平力。獨立基礎(chǔ)之間設(shè)置連梁，連梁能平衡大部分由柱和斜桿傳來的水平力分量，僅由風(fēng)荷載累加的水平力不能由連梁平衡，必須由柱墩承擔(dān)。設(shè)11連梁后，大多數(shù)基礎(chǔ)柱墩所承受的最大水平力約為未設(shè)連梁的1/3，所以連梁的設(shè)置是十分必要的。以河北聯(lián)通清河徐家閣基站為例，52m角鋼塔，跟開7mX7m,地質(zhì)條件描述為：層雜填土，層厚約1.5m,層粉質(zhì)粘土，層底埋深約5m,層粉土，本層土揭露深度7m,勘察深度范圍內(nèi)未見地下水。本基站所

5、在區(qū)域比較開闊，基坑開挖不受限制，宜采用獨立基礎(chǔ)，以層粉質(zhì)粘土為基底持力層，地基承載力特征值fak=120kPa,經(jīng)抗壓和抗拔驗算，基礎(chǔ)采用3mx3m,埋深3m,即能滿足要求，這種情況下持力層承載力較好，基礎(chǔ)的大小由抗拔控制。另外，如果基礎(chǔ)持力層承載力較小時，可以擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，而不必加大埋置深度，以減小基礎(chǔ)自重，滿足地基承載力的抗壓要求，此種情況下基礎(chǔ)的大小由抗壓控制。以河北聯(lián)通黃驊市王官莊村基站為例，52m角鋼塔，跟開7mX7m,勘察期間場地地下水埋深為2.6m,層粉質(zhì)粘土，承載力90kPa,層底埋深約5m,地下水對混凝土具弱腐蝕性。本基站地下水埋藏較淺，基坑開挖什么是冷流道技術(shù)冷流道技術(shù)

6、特點高中畢業(yè)沒有美術(shù)基礎(chǔ)可以學(xué)習(xí)室內(nèi)設(shè)計嗎不宜太深，否則需要降水，增加施工成本和難度，宜采用獨立基礎(chǔ)，以層粉土為基底持力層，地基承載力特征值按fak=90kPa進(jìn)行抗壓計算，基礎(chǔ)采用3.4m3.4m,埋深2.5m,即能滿足抗壓要求。為便于施工墊層，可以在基底墊0.2m厚級配碎石，每邊寬出基礎(chǔ)邊0.15m。由于地下水對混凝土具弱腐蝕性，故本基站攪拌混凝土?xí)r應(yīng)采用礦渣硅酸鹽水泥。鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)當(dāng)場地地基表層的軟弱土層較厚時，或者地下水埋藏較淺且降水又很困難，上部荷載大而且集中，鐵塔結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用淺基礎(chǔ)已不能滿足地基承載力和變形的要求，采用樁基礎(chǔ)，將荷載通過樁傳遞至深層的堅硬持力層。樁基礎(chǔ)承載力

7、高，穩(wěn)定性好，沉降量小，而且還可以有效地抵抗水平荷載和上拔力。根據(jù)荷載情況、工程地質(zhì)條件，可以選用鋼筋混凝土預(yù)制樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、鋼管樁等樁型。以唐山聯(lián)通豐南區(qū)黃各莊鎮(zhèn)揚家泊村基站為例:57m角鋼塔，跟開7.9mX7,9m。地質(zhì)條件見表1表1豐田區(qū)揚家泊村基站艷后條件土拓名林、用二城，層陳用球?qū)覯in地培射感”特M忸/LP*惚曜側(cè)時力也很值.11.一叱日端432H10KX的陶砧141H0-K2ift0-占27015i劑以120201260；於叫間物業(yè)地卜水理理為L7n地卜卡時泄江1小乳腐他件本基站地下水埋藏較淺，層粉質(zhì)粘土承載力較低，以每個塔腳下一根直徑0.9m的樁為例，樁凈長1

8、4.4m,進(jìn)入層細(xì)砂約1m,采用一柱一樁，樁與樁之間設(shè)置拉梁，這樣承臺采用1mxim,節(jié)省混凝土用量。如果采用兩根樁，如兩根0.6m直徑輪胎模具新清新技術(shù)激光干冰室內(nèi)設(shè)計選擇油漆的要點大不便，增加了投資，施工周期長。確定樁基方案時，必須根據(jù)巖土工程勘察報告，設(shè)計合理的樁徑和樁數(shù)，做到既不浪費又安全可靠，以達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計目的。2三角形鋼管塔的基礎(chǔ)選型與設(shè)計三角形鋼管塔的塔柱即主材采用鋼管，鋼管每個方向的回轉(zhuǎn)半徑相同，符合鐵塔受力要求，平面形式做成正三角形，通常稱為三管塔。由于四角塔占地面積較大，在城市里建造受場地影響較大，于是為節(jié)約用地，近幾年通信鐵塔設(shè)計采用三管塔的非常普遍。三管塔跟開較小，

9、塔柱斜率小，故每個塔柱下的拉應(yīng)力相對較大，基礎(chǔ)形式可以根據(jù)基站的巖土工程勘察報告和所在區(qū)域場地情況采用鋼筋混凝土筏板整體基礎(chǔ)，或者采用樁基礎(chǔ)。鋼筋混凝土筏板整體基礎(chǔ)由于三角形鋼管塔（三管塔）的跟開一般不會太大，塔重較小，但由于鐵塔較高，所以塔體彎矩和水平力較大，因此，常采用筏板整體基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)屬于柔性基礎(chǔ)，由于底板配置了鋼筋，以承受由地基反力引起的彎矩和剪力，底板的懸挑部分任一截面均具有足夠的強(qiáng)度，它可以不受剛性角的限制，所以底板厚度可以較小，而懸挑部分尺寸可以較大，以便于抵抗彎矩。此類基礎(chǔ)形式適用于場地較開闊，基坑開挖不受限制，地下水埋藏較深，持力層承載力不宜小于110kPa。其優(yōu)點是施工

10、速度快，成本低，一般采用商品混凝土一次澆筑完成，不容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，整體性較強(qiáng)。以河北電信新樂市東張村基站為例，47m角鋼塔，跟開3.65mX3.65mx3.65m,地質(zhì)條件描述為：層粉質(zhì)粘土,層底埋深約5m,地基承載力特征值fak=120kPa,層粉土，地基承載力特征值fak=90kPa,本層土揭露深度7m,本基站所在區(qū)域比較開闊，基坑開挖不受限制，宜采用筏面包屑導(dǎo)航的好處面包屑種類應(yīng)力107kPa,最小壓應(yīng)力5kPa,并對第層粉土進(jìn)行軟弱下臥層驗算，滿足抗壓承載力要求。鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)當(dāng)場地地基表層的軟弱土層較厚時，或者地下水埋藏較淺，采用樁基礎(chǔ)，可以有效地抵抗垂直荷載和上拔力。根據(jù)工

11、程地質(zhì)條件，一般選用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，每個塔柱下一根樁，也可以一個塔柱下兩根樁，需要根據(jù)計算確定。以唐山聯(lián)通灤南縣胡各莊鎮(zhèn)南圈基站為例:42m三管塔，跟開3.3m刀.3m人.3m,地質(zhì)條件見表2。表2注W一局基玷出質(zhì)條叱土層再梆tn鵬第in地世原技力r打小rm樓削班城力機(jī)速制/kPa概跟第jj|卜滿值A(chǔ)PaL5溺增釉上35HO射汽仁樸H226WO20105132S0TOO60江：初居期向場地地F4理端為21皿地卜小才混慰卜不14席獨性本基站地下水埋藏較淺，以每個塔腳下一根直徑0.9m的樁為例，樁凈長11m,進(jìn)入層粉土約1m,采用一柱一樁,樁與樁之間設(shè)置拉梁，承臺采用1mX1m,單樁抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1637k