一种输电塔用群锚索板式基础的制作方法

本发明属于输电技术，具体涉及输电塔基础。

背景技术：

目前，在覆盖层较厚的地区，主要使用传统的输电线路基础，例如“大开挖”、“掏挖扩底”、“灌注桩”等基础，但是这些传统基础都有缺陷，大开挖基础开挖面积大，占地多；掏挖基础的施工比较困难；灌注桩基础的造价比较高。

传统基础地下部分占用空间较大，当对基础地下部分的占用空间存在较高的约束条件时，常规的板式基础由于计算模型的限制，地下大板的面积往往较大，易不满足应用条件；而灌注桩基础虽占地面积小很多，但对于环境要求较高或交通运输不便的地区，采用灌注桩基础时，由于施工工艺的限制，对于场地和运输条件均有一定要求，往往由于无法很好的解决而造成环境污染。

传统基础主要依靠基础整体来抵抗上拔力、下压力和水平力，但抵抗某一控制荷载时往往传统基础的局部并不受力或受力较小，导致材料的浪费，增加基础造价，使得传统基础的造价较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种输电塔用群锚索板式基础，施工方便，且能使输电塔具有较好的抵抗动荷载能力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种输电塔用群锚索板式基础，包括基础上板、位于基础上板下方地面内的基础下部球体、设置在基础上板上的上承载钢垫板，以及若干预应力锚索，所述预应力锚索包括钢绞线、上联接板、下联接板以及预拉力弹簧，所述钢绞线从基础上板穿过且上端与上承载钢垫板固定，所述钢绞线的下端与上联接板连接，所述预拉力弹簧设置在上联接板和下联接板之间，所述上联接板和下联接板之间设有可收缩和扩张的伸缩锚组件，所述伸缩锚组件在自然状态下受预拉力弹簧作用向外周向扩张，所述基础下部球体由混凝土浇筑而成且与扩张后的伸缩锚组件浇筑结合为一体。

进一步的，所述伸缩锚组件包括上连杆和下连杆，所述上连杆以及下连杆的一端铰接在一起，所述上连杆的另一端与上联接板铰接，所述下连杆的另一端与下联板铰接。

进一步的，所述伸缩锚组件设置有四组且沿上联接板和下联接板的周向均布。

进一步的，所述上承载钢垫板上设置有第一通孔，所述上承载钢垫板的上方设有固定盘，所述钢绞线从第一通孔中穿过并与固定盘固定。

进一步的，所述固定盘上设有预应力夹片锚具，所述钢绞线的上端采用预应力夹片锚具固定。

进一步的，所述基础上板下方地面内设有供预应力锚索通过的锚孔，所述锚孔的底部设有容纳基础下部球体的扩张孔，所述钢绞线外套有钢套管，所述钢套管与锚孔孔壁之间的空腔内浇筑有填充混凝土且该填充混凝土与基础下部球体一体浇筑成型。

进一步的，所述钢套管可拆卸连接有提拉绳，所述钢套管的口部设有吊环，所述提拉绳的底部设有与吊环配合的挂钩。

进一步的，所述基础上板由钢筋混凝土浇筑而成。

进一步的，所述基础上板与上承载钢垫板通过锚栓相连接。

进一步的，所述基础上板浇筑在下承载钢垫板上。

本发明采用上述技术方案后，带来的有益效果为：

基础上板可以看作浅基础，基础上板和基础下部球体通过预应力锚索装配连接，通过对锚索施加预应力把基础上板与基础下部球体连接在一起，基础下部球体由混凝土浇筑而成后与扩张后的伸缩锚组件浇筑结合为一体。基础上板的主要作用为抵抗竖直向下的压力、水平力和弯矩，当基础受下压力作用时，下压力完全由基础上板承受，防止基础出现侧向滑移和倾覆；基础下部球体的主要作用为抵抗上部结构由于风载荷等因素产生的上拔力，当基础受上拔力作用时，上拔力通过上承载钢垫板及预应力锚索传递给基础多个基础下部球体，完全由基础下部球体联动承受，防止基础被拔出。因此，能使上部输电杆塔具有较好的抵抗动荷载能力，随着极端气候的不断出现，动荷载在以后输电线路设计地位将逐步提高。

上承载钢垫板及预应力锚索主要起传递上拔力的作用，基础上板主要承受下压力、水平力，基础下部球体主要承受上拔力，这样基础荷载传递明确、基础受力清晰。

基础上板的主要作用为抵抗竖直向下的压力、水平力和弯矩，可以减小一定厚度，预应力锚索采用地下扩张结构，可以减小锚孔直径，因此可以节省混凝土用量及山区土体开挖方量，降低了工程造价，降低大面积开挖对环境造成的破坏，从而保护生态环境；同时本基础施工机械化程度高，使得施工周期短，提高施工效率，降低施工成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为输电塔用群锚索板式基础在预应力锚索处于收缩状态下的示意图；

图2为输电塔用群锚索板式基础在预应力锚索处于扩张状态下的示意图；

图3为预应力锚索处于扩张状态下的结构示意图；

图4为固定盘的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图4对本发明一种输电塔用群锚索板式基础的实施例做进一步说明。

如图1至图4所示，一种输电塔用群锚索板式基础，包括基础上板2、位于基础上板下方地面内的基础下部球体、设置在基础上板上的上承载钢垫板，以及若干预应力锚索1，所述预应力锚索包括钢绞线11、上联接板12、下联接板14以及预拉力弹簧13，所述钢绞线11从基础上板2穿过且上端与上承载钢垫板固定，所述钢绞线的下端与上联接板12连接，所述预拉力弹簧13设置在上联接板12和下联接板14之间，所述上联接板12和下联接板14之间设有可收缩和扩张的伸缩锚组件15。

其中，如图3所示，所述伸缩锚组件15包括上连杆151和下连杆152，所述上连杆151以及下连杆152的一端铰接在一起，所述上连杆151的另一端与上联接板12铰接，所述下连杆152的另一端与下联板14铰接。伸缩锚组件15借助钢套管3安装在锚孔4中，伸缩锚组件15向中心收缩，即可放入钢套管3内。锚孔的底部设有容纳基础下部球体的扩张孔41。所述钢套管3可拆卸连接有提拉绳32，用于向上提拉钢套管3，所述钢套管的口部设有吊环31，所述提拉绳的底部设有与吊环配合的挂钩。提拉绳32设置有两个且沿钢套管口部均布，使得提拉绳32在提升钢套管3时，钢套管3受力更加均匀，拉动钢套管3更加方便省力。

当伸缩锚组件15在收紧状态时，预拉力弹簧13处于拉伸状态，同时拉伸伸缩锚组件15，使伸缩锚组件15穿进钢套管3内，以便置于锚孔4中；当伸缩锚组件15与钢套管3底部一起位于扩张孔41内时，可以进行扩张，通过刚性支撑杆顶住上联接板12，用提拉绳32通过钢套管上的吊环31上提，同时由于预拉力弹簧13的作用，使伸缩锚组件15呈扩张状态时。再向钢套管3与锚孔孔孔壁之间的空腔内内浇筑混凝土，使基础下部球体与扩张后的伸缩锚组件15浇筑结合为一体。预应力锚索1采用地下扩张结构，可以减小锚孔直径，节省混凝土用量及山区土体开挖方量，降低了工程造价，降低大面积开挖对环境造成的破坏，从而保护生态环境。在本实施例中，所述伸缩锚组件15设置有四组且沿上联接板12和下联接板14的周向均布。使得伸缩锚组件15从四个方向上向锚孔4延伸，使得浇注混凝土之后的包裹着的预应力锚索在各个方向上的受力更加均匀。而预应力锚索采用弹簧式的伸缩扩张结构可自由伸缩，便于运输及施工。

基础上板2由钢筋混凝土浇筑而成，基础上板2与上承载钢垫板通过锚栓相连接，同时基础上板浇筑在下承载钢垫板上。

基础上板的主要作用为抵抗竖直向下的压力、水平力和弯矩，当基础受下压力作用时，下压力完全由基础上板承受，防止基础出现侧向滑移和倾覆；基础下部球体的主要作用为抵抗上部结构由于风载荷等因素产生的上拔力，当基础受上拔力作用时，上拔力通过上承载钢垫板及预应力锚索传递给基础多个基础下部球体，完全由基础下部球体联动承受，防止基础被拔出。因此，能使上部输电杆塔具有较好的抵抗动荷载能力。

上承载钢垫板及预应力锚索主要起传递上拔力的作用，基础上板主要承受下压力、水平力，基础下部球体主要承受上拔力，这样基础荷载传递明确、基础受力清晰。而钢绞线11与上承载钢垫板固定后，可以加大钢绞线与基础上板之间连接的接触面积，防止出现过大的应力集中现象。

基础上板的主要作用为抵抗竖直向下的压力、水平力和弯矩，可以减小一定厚度，因此可以节省混凝土用量及山区土体开挖方量，降低了工程造价，降低大面积开挖对环境造成的破坏，从而保护生态环境；同时本基础施工机械化程度高，使得施工周期短，提高施工效率，降低施工成本。

进一步的，上承载钢垫板上设置有第一通孔，所述上承载钢垫板的上方设有固定盘5，所述钢绞线11从第一通孔中穿过并与固定盘5固定，固定盘可以通过螺栓52与上承载钢垫板及基础上板固定为一体。固定盘5增大了钢绞线11与上承载钢垫板之间的接触面积，防止出现过大的应力集中现象。固定盘5上设有预应力夹片锚具51，用于固定钢绞线的上端。

参照图4所示，所述固定盘上设有第二通孔50，第二通孔为倒圆台形，预应力夹片锚具51采用分体式的楔形夹头。所述钢绞线从第一通孔和第二通孔中穿过并由分体式的楔形夹头固定。分体式的楔形夹头便于夹持钢绞线，楔形夹头对钢绞线进行夹持的过程中具有自锁功能，不易产生滑移现象；倒圆台形的通孔和楔形夹头相配合，对通孔中的楔形夹头进行固定，防止楔形夹头滑落。而钢绞线端头采用预应力夹片锚具固定，通过对钢绞线施加预应力，使上下混凝土通过钢绞线连接在一起。

本发明还提供了一种输电塔用群锚索板式基础的施工方法，步骤如下：

(1)在选定的地面上开挖基坑，在基坑的底部向下竖直钻若干锚孔，采用扩孔设备将锚孔底部扩孔至设计大小；

(2)上联接板与钢绞线连接(可以采用楔形夹头固定)，将钢套管套接在伸缩锚组件外侧并一起放入锚孔中，此时预拉力弹簧处于拉伸状态，同时拉伸伸缩锚组件，使伸缩锚组件处于收缩状态；

(3)利用支撑杆等器械伸入锚孔中抵住上联接板的顶部，向上拉动提拉绳，提拉绳带动钢套管向上移动，使得伸缩锚组件在锚孔底部的扩孔中伸出钢套管，预拉力弹簧回缩，使得使伸缩锚组件向外扩张，然后取出支撑杆；

(4)向锚孔中注入混凝土，使得锚孔中的混凝土和预应力锚索凝结成一体，也形成了基础下部球体，多个预应力锚索施工时，需由内向外依次进行(即先浇筑中间部位预应力锚索，然后浇筑中间部位周围的预应力锚索)；

(5)在基坑中浇注混凝土，形成基础上板。

最后，基础上板与上承载钢垫板通过锚栓相连接，在上承载钢垫板上放置固定盘，利用分体式的楔形夹头将钢绞线锁紧在固定盘上。

使用该基础有以下优点：

(1)能充分的发挥不同种材料的物理力学性能，节省材料，降低造价。

(2)可充分利用原状土体，基础抗拔可靠性较高。

(3)随着极端气候的不断出现，动荷载在以后输电线路设计地位将逐步提高，采用柔性基础，能使上部杆塔具有较好的抵抗动荷载能力。

(4)可以减少弃土量，从而保护生态环境。

(5)拆卸方便，降低了基础拆除工程量。

(6)该基础结构荷载传递明确，结构计算和施工较简便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。