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摘要:现在很多行业包括通信行业、广告行业、市政等都流行在城市中建高杆去实现各自目的,在通信行业这类高杆称为通信杆,目前由于无线要求,通信杆一般会建设高度达40~50米。目前城市规划要求也较高,很多超高通信杆会做成美化杆型式,例如做成灯杆、美化树等等。超高通信杆的基础一般比较大,根据不同的场地、土质情况选择不同的基础型式对造价很重要。本文主要是对超高通信杆基础设计的要点进行一般说明。
关键词:通信杆基础设计;抗倾覆荷载;强度地脚锚栓
前言
超高通信杆只是一个简单的悬臂钢结构,主要由永久荷载和可变荷载组成,永久荷载是超高杆钢结构自重,可变荷载包括风荷载、地震作用、雪荷载、平台活荷载等,主要由G+W+L组合控制,即恒载G+风荷载W+平台的活荷载L控制,计算得出超高通信杆杆底弯矩M,杆底轴力N及杆底剪力Q,根据这几个内力进行基础设计。由于超高通信杆的基础一般比较大,单桩基础桩径要做到2米及以上,扩展基础尺寸会更大,造价相对较高,因此针对超高通信杆的基础选型要综合考虑征地面积、场地情况、地下水情况、土质情况等因素。
1.第一种基础型式为单桩基础
适用于一般地质或部分软弱土质场景下,一般为钻(冲)孔灌注或人工挖孔单桩基础,比较经济,如图1所示。采用单桩基础时应进行桩基抗压、抗弯、抗水平力的承载力计算,以及桩身的抗裂验算;必要时还应进行桩身抗剪承载力验算。单桩基础的设计,可根据桩顶水平位移允许值及桩身强度按下列规定计算:
(1)桩顶水平位移允许值应小于10mm,桩身配筋率不宜少于0.65%,必要时还应验算桩身裂缝。
(2)根据桩顶的水平力和力矩的大小,按m值法计算桩顶的变位及桩身内力,验算桩身的截面承载力时,可考虑作用于该截面上的轴压力,按压弯构件计算;
对下列情形的桩基尚应进行变形验算;必要时还应进行桩身抗弯承载力验算。
(1)存在风玫瑰图严重偏心可能引起桩基产生过大的不均匀沉降时;
(2)桩端以下存在软弱土层时;
(3)采用摩擦型桩基时。
若遇地表面有软弱土质,桩顶水平位移不好控制,可在桩顶设计一大承台,或用换土的方法对土层表面软弱土质进行处理。
2.第二种基础型式为扩展基础
适用于土质较好且场地较大的场景,持力层有足够的承载力,且开挖难度不大,施工场地较大,基础大样如图2。采用扩展基础时,基础底面允许部分脱开地基土,但脱开的面积应不大于底面全面积的1/4。设计计算要点为地基承载力验算、抗倾覆验算(保证脱开的面积即可满足)、基础强度计算等,地基承载力验算及基础强度计算见《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,抗倾覆验算可按以下方法验算:
3.超高通信杆与基础的连接
一般为锚栓连接,基础施工时应预埋地脚锚栓,设计及施工应注意以下事项:
(1)地脚锚栓的埋设深度应按受拉钢筋锚固长度确定,当埋设深度受限制时,可在锚栓上增设锚板;
(2)锚栓间距不宜小于4d(d为锚栓直径)。
(3)锚栓设计要考虑上部钢结构安装调节及钢筋混凝土基础施工的实际情况,对塔柱底板锚栓孔作相应扩大,以便于安装时调整,但安装调节完毕后应加焊厚垫片以满足锚栓固定的要求。
(4)塔脚底板与基础顶面之间设置调节螺母的间隙时,其间距宜取锚栓直径的2倍。
4.施工过程还应注意以下事项:
(1)杆体安装三个月后,用C20素砼包封封闭地脚螺栓。
(2)桩基础施工时,应采用泥浆护壁,要求控制好泥浆比重以保护好孔壁。
(3)对周围建(构)筑物、道路、管线等应定期进行变形观测,并做好记录,发现异常情况,必须立即停止作业,并采取相应的补救措施。
(4)废弃的泥浆、渣应进行处理,不得污染环境。
(5)工程施工前需探明施工区域内有无地下管线,有管线时应通知相关部门,在做好防护措施并确保管线安全后方可施工。
(6)施工中需做好防登高坠落、防物体下坠、防触电等安全措施。
(7)杆体和塔体及杆塔线路与最近的铁路、高速公路、国道、省道、电力线的安全距离需满足相关法律法规及相关业主单位的要求。
(8)杆塔基础边缘离稳定边坡边缘的水平距离宜不小于2.5米。
(9)杆塔基础距离相邻建筑物的水平凈距离宜不小于3米。
(10)施工过程中需做好对相邻建筑物的保护措施,防止对相邻建筑物造成结构损伤。
5.结语
通信行业因为无线覆盖要求,所建的杆都较高,特别在大城市,由于场地的限制,超高通信杆建设是有一定困难,在安全、经济的条件下选择合适基础型式,按场地要求灵活处理,在力学和构造措施均满足各项要求下建设还是可行可靠的。本文基础设计要点也适用于其它行业包括广告牌基础、路灯杆基础、视频监控基础等。
参考文献:
【1】《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,中国建筑科学研究院主编,中国建筑工业出版社出版,2012.8.01
【2】《建筑桩基技术规范》JGJ-94-2008,中国建筑科学研究院主编,中国建筑工业出版社出版,2008.10.01
关键词:通信杆基础设计;抗倾覆荷载;强度地脚锚栓
前言
超高通信杆只是一个简单的悬臂钢结构,主要由永久荷载和可变荷载组成,永久荷载是超高杆钢结构自重,可变荷载包括风荷载、地震作用、雪荷载、平台活荷载等,主要由G+W+L组合控制,即恒载G+风荷载W+平台的活荷载L控制,计算得出超高通信杆杆底弯矩M,杆底轴力N及杆底剪力Q,根据这几个内力进行基础设计。由于超高通信杆的基础一般比较大,单桩基础桩径要做到2米及以上,扩展基础尺寸会更大,造价相对较高,因此针对超高通信杆的基础选型要综合考虑征地面积、场地情况、地下水情况、土质情况等因素。
1.第一种基础型式为单桩基础
适用于一般地质或部分软弱土质场景下,一般为钻(冲)孔灌注或人工挖孔单桩基础,比较经济,如图1所示。采用单桩基础时应进行桩基抗压、抗弯、抗水平力的承载力计算,以及桩身的抗裂验算;必要时还应进行桩身抗剪承载力验算。单桩基础的设计,可根据桩顶水平位移允许值及桩身强度按下列规定计算:
(1)桩顶水平位移允许值应小于10mm,桩身配筋率不宜少于0.65%,必要时还应验算桩身裂缝。
(2)根据桩顶的水平力和力矩的大小,按m值法计算桩顶的变位及桩身内力,验算桩身的截面承载力时,可考虑作用于该截面上的轴压力,按压弯构件计算;
对下列情形的桩基尚应进行变形验算;必要时还应进行桩身抗弯承载力验算。
(1)存在风玫瑰图严重偏心可能引起桩基产生过大的不均匀沉降时;
(2)桩端以下存在软弱土层时;
(3)采用摩擦型桩基时。
若遇地表面有软弱土质,桩顶水平位移不好控制,可在桩顶设计一大承台,或用换土的方法对土层表面软弱土质进行处理。
2.第二种基础型式为扩展基础
适用于土质较好且场地较大的场景,持力层有足够的承载力,且开挖难度不大,施工场地较大,基础大样如图2。采用扩展基础时,基础底面允许部分脱开地基土,但脱开的面积应不大于底面全面积的1/4。设计计算要点为地基承载力验算、抗倾覆验算(保证脱开的面积即可满足)、基础强度计算等,地基承载力验算及基础强度计算见《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,抗倾覆验算可按以下方法验算:
3.超高通信杆与基础的连接
一般为锚栓连接,基础施工时应预埋地脚锚栓,设计及施工应注意以下事项:
(1)地脚锚栓的埋设深度应按受拉钢筋锚固长度确定,当埋设深度受限制时,可在锚栓上增设锚板;
(2)锚栓间距不宜小于4d(d为锚栓直径)。
(3)锚栓设计要考虑上部钢结构安装调节及钢筋混凝土基础施工的实际情况,对塔柱底板锚栓孔作相应扩大,以便于安装时调整,但安装调节完毕后应加焊厚垫片以满足锚栓固定的要求。
(4)塔脚底板与基础顶面之间设置调节螺母的间隙时,其间距宜取锚栓直径的2倍。
4.施工过程还应注意以下事项:
(1)杆体安装三个月后,用C20素砼包封封闭地脚螺栓。
(2)桩基础施工时,应采用泥浆护壁,要求控制好泥浆比重以保护好孔壁。
(3)对周围建(构)筑物、道路、管线等应定期进行变形观测,并做好记录,发现异常情况,必须立即停止作业,并采取相应的补救措施。
(4)废弃的泥浆、渣应进行处理,不得污染环境。
(5)工程施工前需探明施工区域内有无地下管线,有管线时应通知相关部门,在做好防护措施并确保管线安全后方可施工。
(6)施工中需做好防登高坠落、防物体下坠、防触电等安全措施。
(7)杆体和塔体及杆塔线路与最近的铁路、高速公路、国道、省道、电力线的安全距离需满足相关法律法规及相关业主单位的要求。
(8)杆塔基础边缘离稳定边坡边缘的水平距离宜不小于2.5米。
(9)杆塔基础距离相邻建筑物的水平凈距离宜不小于3米。
(10)施工过程中需做好对相邻建筑物的保护措施,防止对相邻建筑物造成结构损伤。
5.结语
通信行业因为无线覆盖要求,所建的杆都较高,特别在大城市,由于场地的限制,超高通信杆建设是有一定困难,在安全、经济的条件下选择合适基础型式,按场地要求灵活处理,在力学和构造措施均满足各项要求下建设还是可行可靠的。本文基础设计要点也适用于其它行业包括广告牌基础、路灯杆基础、视频监控基础等。
参考文献:
【1】《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,中国建筑科学研究院主编,中国建筑工业出版社出版,2012.8.01
【2】《建筑桩基技术规范》JGJ-94-2008,中国建筑科学研究院主编,中国建筑工业出版社出版,2008.10.01