李遥1 韦宏2
1广州杰赛科技股份有限公司 广东 广州 510000
2中国铁塔股份有限公司铜川市分公司 陕西 铜川727000
摘要:随着通信网络发展,新建通信塔桅不断增多,地面塔往往可实现多家运营商共用,塔基则是塔之基石,本文主要从通信塔选型及塔基设计方面入手,重点介绍塔基的类型及选择,为有效提升通信塔建设提供参考。
关键词:通信塔;塔基选型;塔基设计;
引言:新建地面塔基础应综合考虑方案合理性、塔基选型、塔基设计规范性等情况,为实现精准塔基方案,应重点关注铁塔选址、塔基选型、塔基设计3方面。
1 选址
新建地面塔选址应避开高压线、交通要道、轨道交通、地势低洼、易受洪涝灾害、古河道、古井、古墓、洞穴、回填土层厚度大、边坡以及存在塌方、滑坡、泥石流、塌陷等不良地质灾害区域,避免由此导致的工程量大幅增加,当不能避开时应及时换址。
2 塔基选型
基础按照施工模式不同,整体上分为开挖类基础与原状类基础。原状类基础包含干作业的挖孔桩基础、地下水位高的灌注桩基础、桩基础及岩石锚杆基础;开挖类基础包括独立基础和筏板基础。
2.1常见基础适用场景
a.单管塔
独立基础: 适用于场地开阔,地基土承载力高,地下水埋深较深,基础持力层及下卧层无软弱土层的情况;
单桩基础(人工): 适用于土层稳定性好、地下水位埋深较深或场地狭小情况,一般采用支模护壁或沉管护壁;
单桩基础(机械): 适用于地下水高、地层涌水量大的土层、砂层、圆砾层及小粒径卵石等,采用钻机施工,泥浆护壁。现场要挖泥浆池,且钻机体积较大,对施工场地要求较高;
群桩承台基础(机械钻孔):同单桩基础,土层承载力低,采用单桩方案经济性不佳时;
岩石锚杆基础:岩石覆盖层薄、岩性较好、坡度较缓时宜选择岩石锚杆基础,选用岩石锚杆基础时要结合当地具体条件,选择技术力量强的施工队伍。
预制基础及装配式基础:适用于场地开阔,地基土承载力高,地下水埋深较深,基础持力层及下卧层无软弱土层的情况。
b. 三管塔、角钢塔
独立/筏板基础:适用于场地开阔,地基土承载力高,地下水埋深较深,基础持力层及下卧层无软弱土层的情况。
单桩基础(人工):适用于土层稳定性好,地下水位埋深较深的情况。一般采用支模护壁或沉管护壁。
单桩基础(机械):适用于地下水高、地层涌水量大的土层、砂层、圆砾层及小粒径卵石等层,采用反循环或正循环钻机施工,泥浆护壁。
岩石锚杆基础:同单管塔岩石锚杆基础。
2.2基础选型要点
基础选型不仅要考虑基础材料使用量,也要结合当地施工机械水平和施工技术人员的能力,综合考虑土方开挖回填、临时道路修筑、现场施工安全保证等。
a.现浇基础的耐久性、可靠性和经济性均优于预制基础,在对施工进度无急迫要求时优选现浇基础;
b.深埋基础可以有效利用场地土作为配重,减少混凝土使用量,其经济性明显好于无埋深基础。
c.在丘陵山区,土体覆盖层较厚时优选选择人工挖孔桩基础;土体覆盖层薄,岩性较好、坡度较缓时优选岩石锚杆基础;
d.当单管塔采用桩基础时,对于一般场地,单桩基础经济性优于群桩基础;
e.在山区岩石区,采用岩石锚杆基础经济性优于人工挖孔桩和开挖基础。
3 方案设计
当基础类型确定后,仍可通过基础埋深、规格、岩土参数等方面优化,实现塔基精准化。减少混凝土量、钢筋量、土石方工程量是设计重点优化的技术方向,但要结合现场地形地质和施工方案确保综合性最优。
3.1独立/筏板基础
a.合理选择基础埋深
独立/筏板基础在满足承载力前提下,埋深越深,基础底板越小,板厚也越小,同时基础柱长度增加。应综合考虑土方开挖回填、原材料使用、施工、安全措施等多方面因素,通过多方案对比选取最佳埋深。
b.合理选择基础底板厚度
《建筑地基基础设计规范》GB50007提出独立基础台阶的宽高比b/h≤2.5的要求,其本质是对地基反力线性分布的要求,当b/h>2.5时,地基反力按线性分布的假定不再适用,尤其当地基承载力特征值fa较大时,更应注意。
c.基础形式及配筋优化
将独立基础底板由平板式优化为锥形或台阶形,将减少混凝土及钢筋用量。采用台阶形基础时严禁将施工缝设在上下台阶交接处。底板配筋可根据底板的实际面积计算最小配筋量,并将其配置在基础的全宽范围。当钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于2.5米时,底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍,并宜交错布置。详见《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中8.2.1条。
3.2桩基础
a.合理确定m值
水平抗力系数的比例系数m(为对桩的水平承载力主要影响深度2(d+1)范围内的值),宜通过单桩水平静载试验确定。
b.采用筒式基础(刚性短桩)
《高耸结构设计标准》GB 50135-2019的7.3.25条提出“高耸结构可根据工业化制造、施工条件、岩土工程勘察资料等,选用筒式基础。筒式基础的设计应包括地基土承载能力、筒式基础变形以及筒式基础强度验算等内容”。具体计算方法可参考7.3.25条的条文说明。
c.优选小直径桩
对于单管塔刚性短桩基础,一般通过增加桩长来提高竖向和水平承载力的效率高于增加桩径。在确定单桩方案时,应在满足预埋件构造的前提下,结合施工条件,尽可能选择小的桩径,通过调整桩长来满足承载力要求。
d.合理选择钢管桩防腐措施
钢管桩应进行防腐蚀处理,防腐蚀措施的选择应根据腐蚀环境、结构部位、施工可能性、维护方法等,经技术经济比较确定。选取防腐措施时,宜同时采用两种或两种以上措施,不宜单独采用预留腐蚀裕量的措施。当采用热浸锌防腐措施时,锌层应覆盖桩身全长,且锌层厚度不小于86μm。采用外壁加覆防腐涂层时,覆盖范围应包含地面以上及地面以下不小于1.5米,且不应低于地下水位波动区的最大深度以下0.5米处。
4 结束语
总之,在通信业务快速发展的当今时代,影响通信铁塔基础建设的因素多种多样,铁塔基础建设模式多种多样,基础选型及精准设计将更有利于推进通信基础设施建设。
参考文献:
[1]卢小煌. 通信铁塔选址与基础设计的关系. 中国新通信, 2020, 22(02)
[2] 陈佳. 通信工程中铁塔基础的选择及设计方法. 信息通信, 2018(10)
作者信息:姓名:李遥(1992.02);性别:男,民族:汉籍贯:陕西省铜川市,学历:本科 , 现在职称:初级助理工程师 研究方向:移动通信铁塔设计