《杆塔基础施工》PPT课件.ppt
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1、专业技能单元一:配电架空线路施工技能专业技能单元一:配电架空线路施工技能单元制等级工能力培训讲义单元制等级工能力培训讲义杆塔基础施工杆塔基础施工主编:江苏省电力公司生产技能培训中心主编:江苏省电力公司生产技能培训中心培训方式培训方式:脱产培训:脱产培训 培训学时培训学时:8学时学时 培训目标培训目标:1掌握塔杆基础的相关知识,并能分析解决掌握塔杆基础的相关知识,并能分析解决.2解决基础施工的相关问题解决基础施工的相关问题.培训内容培训内容:1、基础的开挖、基础的开挖2、底盘、卡盘的安装、底盘、卡盘的安装3、混凝土及其配制、混凝土及其配制 杆塔基础施工杆塔基础施工第一章杆塔基础施工一、基坑开挖:
2、杆塔基础:是保证杆塔不发生倾斜、下沉或倾 覆的设施。作用:起固定杆塔的作用。基础开挖:不同土质、不同电杆的基础采用不同的开挖方式。土的力学特性:土是一种多孔性散粒结构,空隙中含有水分和空气,因此土具有渗透性、压缩性、抗剪性等力学特性。下面介绍一下关于地壤的一些概念:土壤的基本性质:1)土的容重:土壤在天然条件下,单位体积 的重量。随土壤中水份变化而 变,一般取1.22.0Tm3,2)许可耐压力:单位面积上土壤允许承受的 许可压力(Tm2)。(这一指标可 验证电杆基础是否坚固,是否会发生下 沉、是否会发生倾斜的条件)3)被动土上拔力被动土上拔力(T):):土体对基础侧面的压力称为主动土压力,当基
3、础受到外力作用时,基础对土壤施以推力,此时土体对基础产生反作用力,这反作用力称被动土上拔力,4)上拔角:上拔角:基础埋在土壤中,当基础受到上拔力T的作用时,基础上的土壤形成倒截的锥台体拔出,它和柱体所成的夹角叫上拔角。倒锥台体土块容重:G+(+l)2 g+(43)3 g2 式中:基础宽度(m)基础长度(m)由基础中心点到地面的距离(m)sin基础埋深(m)土壤计算上拔角土壤的容重(公斤米2)基础坑的开挖基本要求:1)要熟悉被开挖基础的施工图及施工手册,了解对基础的要求及基础尺寸和开挖尺寸,2)杆塔基础的坑深应以设计图纸的施工基面为基准(施工基面是计算杆塔基础埋深及定位高度的起始基面),如下图倾
4、斜线与天然地平面相交于b点,过b点的水平面即为施工基面。工作前先要操平工作基面,降基量小时,可以与基础坑开挖同时完成,拉线坑的坑深可以拉线坑中心地面的标高为施工基准面,3)基坑开挖时,要保护好分坑时所钉的辅助桩,特别是中心桩与辅助桩之间的位置对应关系,如在基坑开挖施工中,原钉的中心桩要受到干扰,则应移至不受干扰的地方搁置,即增设辅助桩以便恢复中心桩及中心位置。开挖前要设置辅助桩:如图 5米辅助桩与中心桩之间距离一般不小于5m基础坑施工坑口尺寸 根据基础形式及基础底面宽和坑深,加上基础开挖时的操作裕度来确定坑口尺寸,由上图可见:坑口尺寸为:=D+2e+2h设计坑深安全坡度坑底施工操作裕度基础底面
5、宽坑口宽度坚硬的土一般取1:0.22基坑坑深的控制要求:1)杆塔基坑坑深以施工基面为标高,拉线坑深以拉线坑中心基面为标高,2)基坑深度误差允许偏差为:超深100,超浅50,同一基坑坑深在允许范围内,以较深的坑进行操平,3)岩石基础坑及拉线坑不允许有负误差(不准有超浅现象发生),4)实际坑深偏差超深100以上时,按以下方法处理:铁塔现浇基础坑,其超深部分应辅石灌奖(疏砼)处理,钢筋砼电杆基础,深度超过规定值在100300之间时,其超深部分以填土夯实处理,如超深在300以上时,其超深部分以灌奖处理,拉线基础坑超深,对拉线基础的安装位置与方向要有影响时,其超深部分应填土夯实处理。2、各种土质坑的开挖
6、方法:方法有:基坑施工有方法有:基坑施工有人力开挖,机械开挖人力开挖,机械开挖(机械开挖(机械开挖机机 械移动固定费事,且挖机不能辨别地下管道、械移动固定费事,且挖机不能辨别地下管道、电缆建筑,会引发事故,故应用不理想)和电缆建筑,会引发事故,故应用不理想)和爆破爆破 等方法,除坚硬岩石采用爆破方法以外,绝大部等方法,除坚硬岩石采用爆破方法以外,绝大部 分基坑采用人力开挖。分基坑采用人力开挖。土坑开挖:人力直接用铲分层分段往下挖掘。(如土坑开挖:人力直接用铲分层分段往下挖掘。(如1.7m1.7m深电杆坑应分二个台阶开挖,以防坍塌)深电杆坑应分二个台阶开挖,以防坍塌)水坑开挖:当挖至一定深度坑内
7、出水时,应在坑的一水坑开挖:当挖至一定深度坑内出水时,应在坑的一角挖一集水小坑,然后用桶或抽水机排角挖一集水小坑,然后用桶或抽水机排水,边挖边排水。水,边挖边排水。流动性淤泥土质开挖:流动性淤泥土开挖时容易坍塌,应做好防坍塌措施:1)坑挖到要求深度后立即立杆2)采用阶梯式边坡3)采用大开挖方式,四周用挡土板(固定式钢板支撑、短桩横隔板支撑、袋装土护壁)开挖前的准备:单直线电杆:单直线电杆:直线电杆的坑位可以不在标桩上,而在沿线路方向串动1米左右点上,以此点为中心画一圆或方坑口线,保留标桩;也可以在标桩位置上,以标桩为中心画一圆或方坑口线,这样,在挖坑时,标桩将被挖掉,因此要在通过标桩的线路中心
8、线前、后距标桩5米左右的两点各加一辅助桩。单杆的主杆中心应在线路中心线上,当主杆中心桩被挖掉时,可通过主杆中心的前后辅助桩找回杆位中心点,确保电杆立在线路中心线上。电杆坑的开挖:1)单电杆园形坑开挖(坑底比电杆根直径大10,有卡盘时坑底应比卡盘大10)2)方形直坑开挖(坑底尺寸应比底盘大20左右)或根据开挖坡度系数来确定。3)阶梯形坑开挖(每一阶梯坑的高度约为埋深的13,每一阶梯的长度约为40)。3、电杆坑开挖的注意事项1)出土:挖出土一般要堆放在离坑边)出土:挖出土一般要堆放在离坑边05m m以外的周以外的周围围以便回以便回填填土就地取材,土就地取材,2 2)水坑:在坑的一角)水坑:在坑的一
9、角挖挖一一个个集水坑,集水坑,边边排排水水边边开挖开挖,3 3)操平找正:坑)操平找正:坑挖挖到到设计设计要求的坑深要求的坑深时时,应应 操平坑底,用操平坑底,用测测杆杆测测量坑深,量坑深,4 4)马马道道长长度:一般度:一般为为坑深的坑深的1.5 1.5 倍,倍,马马道道应应直通坑底,(有直通坑底,(有马马道的道的电电杆杆 立杆立杆时时,马马道一定要夯道一定要夯实实,以免倒杆,以免倒杆)坑底操平(用经纬仪与塔尺配合)电杆高度与埋深的关系电杆的高度与电杆的埋设深度及导线弧垂、上下横担间的距离等因素有关:H=hx+f+D+d+L式中:H要求电杆高度;f导线最大弛度;hx导线对地距离;绝缘子串及金
10、具长度、横担厚度;D上、下横担间距离;d上横担与避雷线间的距离;L电杆埋深。电杆的埋深直接影响电杆高度,当然与地面物体也有关。例:一10kV高压配电线路,已知某处电杆的埋深h11.8m,导线对地限距h25.5m,导线最大弧垂fmax1.4m,自横担中心至绝缘子顶槽的距离h30.2m,横担中心至杆顶距离h40.9m,试确定该处电杆的全高为多少并选择电杆?解:电杆的全高为 Hh1h2fmaxh4h3 1.85.51.40.90.29.4(m)所以该处电杆的全高应为9.4m,根据电杆的高度形式应选择10m的拔梢水泥杆。二、电杆的埋深电杆的埋深应按导线截面、导线数量、杆长、电杆的埋深应按导线截面、导线
11、数量、杆长、电杆埋设部分土质、并按当地气象条件来选电杆埋设部分土质、并按当地气象条件来选择并验算。择并验算。一般地质下的电杆埋深为:一般地质下的电杆埋深为:h=杆高的杆高的1/10+0.7m,但最少不能少于但最少不能少于1.2m1.2m,最多不超过最多不超过3m3m,带拉,带拉线的电杆埋深,最多不超过线的电杆埋深,最多不超过2m2m在设计未作在设计未作规定时,若埋深不能满足电杆安全运行要求规定时,若埋深不能满足电杆安全运行要求时,应增设卡盘、底盘或拉线及拉线盘来增时,应增设卡盘、底盘或拉线及拉线盘来增加电杆的抗倾覆力矩。加电杆的抗倾覆力矩。表表3-1 3-1 配电线路电杆最小埋设深度配电线路电
12、杆最小埋设深度m杆高 8.0 9.010.0 11.012.013.015.018.0埋深 1.51.61.71.81.92.02.32.63.0注:注:1)1)电杆的埋深一般按电杆长度的电杆的埋深一般按电杆长度的1/101/100.7m来来计计算;算;2 2)遇有土松软较高等情况时,应做特殊处理;)遇有土松软较高等情况时,应做特殊处理;3)3)变压器台的电杆在设计未作规定时,其埋设深度不应小于变压器台的电杆在设计未作规定时,其埋设深度不应小于2m.2m.。(1)垂直荷重:电杆垂直荷重由以下几个方面构成:电杆本身质量;导线、横担、金具、避雷线的质量P1、P2、G1、G2以及冰重;安装检修时,工
13、人、工具以及附件质量。垂直荷重的结果是使基础有发生下沉的趋势。如图:运行过程中影响电杆的稳定因素有:运行过程中影响电杆的稳定因素有:(2)水平荷重:电杆水平荷重由以下几个方面构成:A、导线和避雷线风压力;P=9.8CdLv210-3/16(N)B、电杆本身风压力;P=9.8KSv2/16(N)C、转角电杆上导线和避雷线角度张力及不平衡张力(T)。C导线风荷系数;d导线截面;S电杆受风面积;K电杆风荷系数;水平荷重的结果是使电杆有发生倾斜的趋势(水平荷重对地面产生的弯矩应小于电杆允许的最大弯矩)。钢筋砼电杆的底、卡盘砼电杆在运行过程中由于水平荷重、垂直荷重作用,加上各地土质坚硬程度的不同,可能会
14、引起电杆的倾斜、倾倒、基础下沉、上拔等因素发生,为了保证电杆在运行过程中的不倾倒与下沉,在电杆基础中增加埋深、增设卡盘、底盘或拉线。砼电杆基础稳定程度由埋设深度及是否装设底盘、卡盘拉线决定,常以安全系数来衡量,即其值应不小于:M=MHP/K 直线杆K=1.5 耐张杆K=1.8 转角杆、终端杆K=2.0 MHP-电杆最大抗翻力矩 M电杆运行过程中允许受到力矩电杆的埋深:电杆在土壤中固定,当受到外力所引起的力矩作用时,电杆埋入地下部分就会围绕某一方向转动,但这一转动将被土壤侧面反作用力所产生的力矩抵消。但如果电杆埋深不够,则会由于其受外力作用而导致歪斜甚至倾斜。由此可见,电杆高度与埋深有直接关系。
15、电杆越高,埋入土中部分就越深,抗倾覆力也就越大,相反就越少。电杆固定在土壤中的最大抗翻力矩MHP由下式决定:电杆埋深的检验:电杆固定在土壤中的最大抗翻力矩由下式决定:式中:h电杆埋入土中深度,mA被动土抗力,硬塑黏性土A=61.5 KN/m3,b电杆计算宽度(m),对圆电杆为埋入土 中部分电杆直径的二倍。地壤的坚硬系数,坚硬土=12.7电杆的埋深可用下式计算:1)配电线路中电杆的埋深为:h=杆长的 L/10+0.7m.来确定。2)用以下公式检验:h式中:M=MHP/K当电杆受到极限力矩的作用时,就会出现电杆偏移或倾斜。所以作用在电杆上的力矩M应比允许最大力矩MhP小,才能保证电杆不歪斜,不倾覆
16、。K基础的安全系数。例:一条三相三线制线路,导线采用LGJ240,杆高10m,埋深为1.7m,梢径150,在风速25m/s的气象区,档距为60m,请验证电杆为直线杆、耐张杆、终端杆埋深都为1.7m时是否稳定。解:1、LGJ-240导线在风速25m/s时单根导线上风荷载为8.14N/m,则导线产生的弯矩为:M1=8.14(101.7)360=12.161KNm2、在风速为25m/s时,圆形砼电杆的风荷载(梢径150杆高10m)为390N/m,则弯矩为:M2=3908.32=1.618KNm,3、电杆的总弯矩为M=M1+M2=13.76KNm。4、验算电杆的埋深:当电杆埋设在坚硬土内=12.7,A
17、=105KN/m3M=13.76KNm,电杆埋入地下的直径为:=2831.7m13.3=28322.6=260b=0.262=0.52m,(电杆的拔梢率为1/75)h=312.713.76K1050.52=33.2K1、当电杆为直线杆时:K=1.5,h=33.2K=1.69(m)2、当电杆为耐张杆时,K=1.8 h=33.2K=1.79(m)3、当电杆为终端杆时,K=2.0h=33.2K=1.86(m)以上埋深均为1.7m时,对耐张、终端杆埋深是不够的,应增加埋深或采取补强措施,如增加卡盘、底盘、拉线来增加电杆的抗倾覆力矩。配电线路中常用三盘来稳固电杆三盘的安装三盘是指底盘、卡盘、拉盘。底盘的
18、安装:底盘的安装:1)底盘验算:底盘的总面积()作用在底盘上的总下压力()地基许可耐压力()式中底盘上的总下压力以下三种力的总和:A)杆塔的垂直下压荷重,(一档导地线的重量、绝缘子、金具、横担、杆身),B)底盘上的土重,C)底盘自重,地基许可耐压力,根据不同土质选择。例题:一条高压配电线路使用12m电杆(根部310,壁厚50mm,重量1000Kg)导线为LGJ-50,水平档距为120m,埋深为2m,横担及附件总重为50Kg,土质为亚粘土(土地耐压力20T/m2),问可否不用底盘?(已知LGJ-50导线为0.195kg/m)解:垂直荷重:导线重量0.195120370.2kg 水泥杆重量1000
19、kg 横担及铁件重量50kg 垂直荷重70.21000501120.2Kg水泥杆底面积:土质承受单位荷重:显然 27.420 需要加底盘。电杆基础受力大于基础的抗压力不加底盘时PP与T合力大于电杆底面积上允许压力时T电杆基础会下沉拉线会自动伸长电杆就会向P力方向倾斜。必须加底盘。三、底盘、卡盘、拉盘的安装方法1、底盘的安装:底盘的吊装法:底盘重大于300采用吊盘法,小于300时采用滑盘法。3、底盘的找正底盘的找正步骤1)用特制的木十字架放在底盘中心,找出底盘中心位置并钉上小钢钉,2)用经纬仪和塔尺,在施工基面上检查两坑深度并操平,3)找正前时,可在挖坑时保留下来的左右辅助桩上拉上细铁丝,使两辅
20、助桩上的园钉与中心桩园钉成一直线,从中心桩园钉向两边量出各为根开的一半,用红漆做记号,并挂上垂球,使垂尖对准底盘木架中心小钢钉,若有偏差应拔正底盘。(2)电杆底盘安装要求1)电杆底盘的安装应在基坑检验合格后进行,2)底盘安装后其圆槽面应与电杆轴线垂直,3)底盘找正后应填土夯实至底盘表面,4)底盘安装允许偏差,应使电杆组立后满足电杆允许偏差规定。2、卡盘的安装:、卡盘的安装:(1)卡盘的砼强度安全系数应不小于1.7,砼标号不宜低于C20;(2)郊区线路连续直线杆超过10基时,应增设防风拉线或增设卡盘,在农田不宜装设防风拉线时,以卡盘代替防风拉线。(3)卡盘的结构如图:(4)卡盘的安装要求:1)安
21、装前应将其下部土壤分层回填夯实;2)安装位置、方向、深度应符合设计要求,深度的允许偏差为50,当设计无明确要求时,上平面距地面保持500为宜;3)与杆身连接紧密。如下图:(5)卡盘的安装方法:1)单卡盘安装:卡盘中心应安装在电杆埋深的1/3处,卡盘的上平面距地面不少于500,安装方向应与线路方向一致,左右交替安装。如图:2、双卡盘的安装:为了充分发挥第二个卡盘稳固杆身的作用,第二个卡盘应紧贴第一卡盘的下面并与第一卡盘垂直安装;如图:对于10及以上的转角杆,卡盘安装于电杆分角线的内侧;在无卡盘的条件下也可用200号砼在电杆四周浇注厚度不小于300来代替。双卡盘的安装方法:3、拉线盘安装拉线盘同样
22、可以采用吊装法和滑盘法来安装,但安装时应注意:1)拉线盘有足够的埋深,拉盘在坑底应斜放,拉盘与拉线方向垂直,2)拉盘已经移正以后,应立即在拉线棒靠坑边 处依照设计规定角度挖马槽,把拉线棒埋入马槽内,应使拉线棒只受拉力,不受弯曲力,拉棒露出地面应在500700,3)拉线棒引出后应将土打碎后迅速回填土夯实,4)拉线盘入坑后,校正拉盘位置在设计拉线受力方向上左右位置不能超过100,与地面的夹角偏差规定:35KV架空线应不大于1,10KV及以下架空线路应不大于3.基坑回填土应符合下列规定:基坑回填土应符合下列规定:1 1)土块应打碎。)土块应打碎。2 2)35kv 35kv架空电力线路基坑每回填架空电
23、力线路基坑每回填300mm300mm应夯实一应夯实一次:次:10kv10kv及以下架空电力线路基坑每回填及以下架空电力线路基坑每回填500mm500mm应夯实应夯实一次。一次。3 3)松软土质的基坑松软土质的基坑,回填土时应增加夯实次数或采回填土时应增加夯实次数或采取加固措施取加固措施。(尤其注意有马道的电杆)(尤其注意有马道的电杆)4 回填土 4 4)回填土后的电杆基坑宜设置防沉土层。土回填土后的电杆基坑宜设置防沉土层。土层上部面积不宜小于坑口面积,培土高层上部面积不宜小于坑口面积,培土高度应度应超出地面超出地面300mm300mm。5 5)当采用抱杆立杆留有滑坡时,滑坡当采用抱杆立杆留有滑
24、坡时,滑坡(马道马道)回填土应夯实,并留有防沉土层。回填土应夯实,并留有防沉土层。现浇基础、岩石基础应按现行国家现浇基础、岩石基础应按现行国家标准的有关规定执行标准的有关规定执行。第二节 现浇基础 1混凝土及其配制:砼是指以水泥作胶凝材料,按适当比例加砼是指以水泥作胶凝材料,按适当比例加入细骨料入细骨料(如砂子如砂子)、粗骨料、粗骨料(如石子如石子)和水拌和水拌制后,经硬化而成的人造石。一般现浇基础以制后,经硬化而成的人造石。一般现浇基础以砼来实现,砼中没有粗骨料称为砂浆,砂浆中砼来实现,砼中没有粗骨料称为砂浆,砂浆中没有细骨料的称为水泥净浆。没有细骨料的称为水泥净浆。1 1)砼的强度等级(标
25、号):)砼的强度等级(标号):砼的强度等级是按砼立方体抗压强度标砼的强度等级是按砼立方体抗压强度标准值来划分的。砼强度等级采用符号准值来划分的。砼强度等级采用符号c c与立与立方体抗压强度标准值方体抗压强度标准值(以以N Nmmmm2 2计计)表示。表示。如砼强度等级如砼强度等级C25C25,就是指混凝土立方体抗,就是指混凝土立方体抗压强度标准值为压强度标准值为25N25Nmmmm的混凝土。的混凝土。立方体抗压强度标准值系指对按标准方法立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为制作和养护的边长为150mm150mm的立方体试件的立方体试件(试块试块),在,在2828天龄期,用标准试
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