袁英光 徐宗剛

摘 要：塔式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)一般均為混凝土或鋼筋混凝土基礎(chǔ)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一般不低于C20。其共性的受力要求是：為了保證塔體結(jié)構(gòu)的安全性和整體穩(wěn)定性，要求基礎(chǔ)能夠抵抗塔體壓力、水平推力以及彎矩引起的拔力。塔式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是鐵塔設(shè)計(jì)的重要組成部分，該文對(duì)塔式結(jié)構(gòu)的概況講述，分析了塔式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載力計(jì)算與校核，并對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 計(jì)算 校核

中圖分類號(hào)：TM753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0159-02

塔式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它承擔(dān)著將上部結(jié)構(gòu)所承受的全部載荷和作用安全可靠地傳遞到地基，并保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的作用。塔式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的選型及基礎(chǔ)布置與上部塔體結(jié)構(gòu)的形式、結(jié)構(gòu)布置、外部載荷和作用的類型、場(chǎng)地和地質(zhì)條件以及塔座附屬建筑的形式與結(jié)構(gòu)均有著密不可分的關(guān)系。合理的基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)對(duì)于降低結(jié)構(gòu)造價(jià)、縮短建造周期和保證結(jié)構(gòu)的安全性至關(guān)重要的。

無論鋼塔還是鋼筋混凝土塔，不論其塔體高度、建筑規(guī)模及使用用途是否存在差異，塔式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)一般均為混凝土或鋼筋混凝土基礎(chǔ)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一般不低于C20。其共性的受力要求是：為了保證塔體結(jié)構(gòu)的安全性和整體穩(wěn)定性，要求基礎(chǔ)能夠抵抗塔體壓力、水平推力以及彎矩引起的拔力。

當(dāng)場(chǎng)地表層地基土具有良好的承載力，地基變形也能控制在可以接受的范圍內(nèi)，同時(shí)基礎(chǔ)的上拔力可由基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上覆土所平衡時(shí)，塔式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)可以采用淺基礎(chǔ)形式。

1 基礎(chǔ)承載力計(jì)算與校核

基礎(chǔ)承載力是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)最重要的參數(shù)，也是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)的最基本要求。基礎(chǔ)承載力即地基壓力，是指基礎(chǔ)傳遞給地基持力層頂面處的壓力，其值取決于基礎(chǔ)所受載荷的大小、基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底部面積和土的類別等多種因素。本計(jì)算選取一般性粘土進(jìn)行計(jì)算。

基礎(chǔ)底面的壓力應(yīng)符合下式要求：

當(dāng)基礎(chǔ)頂部受軸心載荷作用時(shí)：

≤ （1）

式中：

為相應(yīng)于載荷效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值；

為修正后的地基承載力特征值，（kN/m2）。

基礎(chǔ)底面的壓力可按下列公式計(jì)算：

（2）

式中：

為相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的壓力值，（kN）；為基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上的土重之和，（kN）；為基礎(chǔ)底面面積，（m2）；

修正后的地基承載力特征值可按下列公式計(jì)算：

（3）

式中：

為修正后的地基承載力特征值；為地基承載力特征值，一般性粘土取100kN/m2；為基礎(chǔ)底面下土的計(jì)算容重，與土的類別有關(guān)，一般性粘土取16 kN/m3；為基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，取15kN/m3；為基礎(chǔ)底面寬度，小于3 m時(shí)按3 m考慮，（m）；為基礎(chǔ)埋置深度，從地面標(biāo)高起算，（m）；，為分別為基礎(chǔ)寬度和深度的地基承載力修正系數(shù)，與土質(zhì)有關(guān)。

2 基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性

基礎(chǔ)抗滑移穩(wěn)定按下式計(jì)算

≥1.3 （4）

式中：

為基底上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的水平力計(jì)算值，（kN）；

為上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的豎向力設(shè)計(jì)值，即取，（kN）；

為基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上的土重之和，（kN）；μ為基礎(chǔ)底面與地基的摩擦系數(shù)，一般性粘土取0.25。

1.3為規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)。

3 基礎(chǔ)臺(tái)階計(jì)算

剛性基礎(chǔ)的臺(tái)階高度一般為250～300 mm，當(dāng)確定每個(gè)臺(tái)階的寬度時(shí)，應(yīng)使基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比滿足下列公式的要求：

b≤htana （5）

式中：

b為臺(tái)階的寬度；h為臺(tái)階的高度；

tana為為剛性基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比的允許值，根據(jù)基礎(chǔ)材料、基底平均壓力等，按表1采用。當(dāng)基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比滿足上述表要求時(shí)，可以不必檢驗(yàn)基礎(chǔ)臺(tái)階的受彎及受剪強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

塔式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是鐵塔設(shè)計(jì)的重要組成部分，通過對(duì)塔基設(shè)計(jì)過程計(jì)算參數(shù)的選取，使設(shè)計(jì)人員掌握塔基設(shè)計(jì)方法，切實(shí)做到結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，合理選擇塔基基礎(chǔ)形式。

參考文獻(xiàn)

[1]上海市建設(shè)和交通委員會(huì).GB50135-2006高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007.

[2]北京工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院.塔桅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1972.