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摘要:随着《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T5219-2014)的全面实行,该规程较《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T5219-2005)在桩基础设计方面做了部分修改。本文结合实际计算比较分析了新老规在桩基础设计中的修改,通过对比分析更好的领会新规的相关条款,为以后的桩基础设计工作提供一定的参考。
关键词:输电线路;桩基础;新老规范
随着《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T5219-2014)(后文中所述的新规)的全面实行,原来的《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T5219-2005)(后文中所述的老规)也相应被替代。新规主要根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)和《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)对桩基础的相关内容进行了调整和修订。此次规范调整后,对桩基础的设计产生了一定的变化,下面结合单桩基础计算时新老规的对比,对其中的差异进行分析比较,以期对后期的桩基础设计工作提供一定的参考。
1基本规定方面的差异:
基础规定方面的主要差异为基础钢筋强度设计值和基础的附加分项系数。
1)基础钢筋强度设计值的变化主要为老规中轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm²时,仍应按300N/mm²取用。在新规中参照《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的相关条款把这一条取消了。现在桩基础的主筋普遍采用HRB400热轧钢筋,计算时抗拉强度可以取用360N/mm²,这较老规的300N/mm²提高了不少,在计算配筋的前提下对桩基础的主筋配筋面积有不小的影响,经测算按新规计算的桩基础主筋配筋面积较老规可以节省20%左右。
2)基础附加分项系数的变化主要为上拔、下压稳定计算时桩基础的取值,新老规对比如下表1
从上图可以看出上拔承载力时,按新规计算较老规:直线塔的承载力偏大;悬垂转角和转角塔的承载力偏小。直线塔随桩径的增大差异逐渐变大,悬垂转角和转角塔随桩径的增大差异逐渐变小。三种杆塔类型中转角塔的上拔承载力新老规变化最大。
3桩水平承载力与位移计算时的差异
桩水平承载力与位移计算的最大差异就是新规中取消了桩侧土稳定的计算,此处修订对桩基础的设计影响比较大。由于不计算桩侧土稳定了,在高设计露高的情况下为满足位移的要求,桩基础的尺寸在很大程度上是由m值的取值决定的,但无论在新规还是老规上地基土水平抗力系数的比例系数m值都是一个跨度较大的范围值,这就导致按新规进行桩基础设计时m值的取值将直接影响桩基础的尺寸。下面取下压2000kN,下压水平力280kN的直线塔,设计露高3m,在不同m值下按新老规计算所需要的混凝土量分两种典型地质条件进行比较。
m值的增大而减小。在m值较大的碎石类土地质时,按老规方法计算桩的混凝土方量随m值的增大而增大;按新规方法计算桩的混凝土方量随m值的增大而减小。
另外从上述数据可以发现在新规计算桩水平承载力和位移时,m值对混凝土方量的影响基本是成反比的,即m值越大位移越容易满足,所要求的混凝土方量越小。但对于老规由于需考虑桩侧土稳定,混凝土方量不仅受位移影响还受桩侧土稳定影响,而桩侧土稳定又受m值、凝聚力C、内摩擦角φ等因素影响。计算中发现在老规中当m值较大时控制桩基础尺寸的往往是桩侧土稳定,而新规中控制因素往往是位移或上拔。
4结论
通过上述桩基础计算中新老规的对比分析可以得出如下结论:
1)由于基础钢筋强度取值的提高,新规计算的主筋配筋较老规可以减小20%左右。
2)桩基础下压承载力计算时,由于计算方式不一样,新规的计算结果较老规偏小,且两者偏差跟杆塔类型的不同稍有差别。
3)桩基础上拔承载力计算时,由于计算方式不一样,新规的计算结果较老规:直线塔的承载力偏大,且随桩径的增大偏差逐渐变大;悬垂转角和转角塔的承载力偏小,且随桩径的增大偏差逐渐变小。
4)桩基础水平承载力与位移计算时,由于新规取消了桩侧土稳定的计算,按新规计算的结果为桩基础尺寸随m值的增大而减小,且较老规混凝土耗量普遍小。建议在设计时取用相对合理的m值,考虑新老规基本保持一致的可靠度,建议硬塑粘土m值取30MN/m4左右,碎石类土m值取35MN/m4左右。
参考文献
[1]DL/T5219-2014,《架空输电线路基础设计技术规程》[S].北京:中国计划出版社,2014.
[2]GB50010-2010,《混凝土结构设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]JGJ94-2008,《建筑桩基技术规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
作者简介:
王泽毅(1984-)男,汉族,本科,工程师,主要从事输电线路结构设计工作。