文/ 劉俊 湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 湖南長沙 410126

通信鐵塔基礎(chǔ)具有支撐鐵塔結(jié)構(gòu)的重要作用，所用基礎(chǔ)形式是否合理，直接決定基礎(chǔ)作用效果能否得以充分發(fā)揮，也決定了經(jīng)濟成本。因此，有必要對基礎(chǔ)選型及設(shè)計予以充分考慮，保證所選基礎(chǔ)形式的合理性。

1、四邊形角鋼鐵塔基礎(chǔ)選型和設(shè)計

1.1 獨立基礎(chǔ)

這種基礎(chǔ)多用于持力層具有良好承載力的情況，特征值應(yīng)能達到80kPa以上，而且土質(zhì)還應(yīng)相對均勻，具有施工方案、成本低、效率高的優(yōu)勢特點。柱腳和墩柱相鉸接，與柱腳相連的構(gòu)件為斜桿，墩柱和斜桿中的軸向力均由柱腳構(gòu)造進入柱墩。柱墩在向基底傳遞上部所有豎向力的同時，與基礎(chǔ)共同承受從上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力。在獨立基礎(chǔ)間大多采用連梁，連梁可以對通過斜桿及柱傳遞的水平力及其分量進行平衡，只由風(fēng)荷載累加形成的水平力不能靠連梁來平衡，應(yīng)由柱墩來承擔(dān)。完成連梁的設(shè)計與設(shè)置后，墩柱可以承受的極限水平力為沒有設(shè)置連梁墩柱的1/3左右，可見連梁設(shè)置極為重要和必要[1]。

以某基站為例進行分析，該基站采用角鋼塔，其地質(zhì)條件從上到下依次為：雜填土，厚度在1.5m左右；粉質(zhì)粘土，底部埋深在5.0m左右；粉土，在7m深處揭露?；緟^(qū)域較為開闊，開挖不會受到太大限制，建議選擇獨立基礎(chǔ)，將粉質(zhì)粘土作為持力層，根據(jù)抗壓驗算與抗拔驗算結(jié)果，將基礎(chǔ)尺寸確定為3m×3m，將埋深確定為3m，這樣可以達到設(shè)計要求，充分發(fā)揮持力層具有的承載能力。此外，若持力層的承載能力減小，則可通過擴大面積來調(diào)整，無需增加埋深，減小基礎(chǔ)的重量，達到預(yù)期抗壓要求。

1.2 灌注樁基礎(chǔ)

如果場地中分布有較厚的軟弱土，或區(qū)域地下水位很高，而施工降水難度較大，采用淺基礎(chǔ)無法滿足實際要求，需要選擇樁基礎(chǔ)形式，使荷載通過樁基的傳遞進入持力層。相比之下，樁基礎(chǔ)具有更高的承載能力，且穩(wěn)定性良好，不會產(chǎn)生較大的沉降，并且還能抵抗上拔力與水平方向的荷載。根據(jù)荷載的類型與地質(zhì)條件，可選擇多種不同的樁型，如鉆孔樁、挖孔樁和鋼管樁。

以某基站為例進行分析，該基站所在區(qū)域的地下水位較高，粉質(zhì)粘土不具備滿足工程要求的承載能力，故需要選擇樁基礎(chǔ)形式，直徑為0.9m，凈長為14.4m，樁尖應(yīng)進入到細(xì)砂層中1m左右，每柱一樁，樁間采用拉梁，設(shè)置1m×1m的承臺，以減少混凝土的使用量。在制定樁基方案的過程中，應(yīng)充分考慮區(qū)域的巖土工程勘察成果，確定適宜的樁基數(shù)量與樁徑，在避免浪費的基礎(chǔ)上，保證安全性與可靠性，使設(shè)計效果達到最優(yōu)[2]。

2、三角形鋼管鐵塔基礎(chǔ)選型和設(shè)計

此類鐵塔的塔柱主材為鋼管，各方向上的回轉(zhuǎn)半徑完全一致，能滿足鐵塔整體受力要求，采用等邊三角形的平面結(jié)構(gòu)形式，故可將其稱作三管塔。因四角塔有很大的占地面積，針對城市這種特殊情況往往難以達到要求，這使得三管塔的實際應(yīng)用變得越來越廣泛。對三管塔而言，其跟開與塔柱效率都相對較小，使各塔柱下部拉應(yīng)力很大，在基礎(chǔ)選型時，必須對巖土工程勘察成果進行深入分析，以保證所選基礎(chǔ)形式的合理性。

2.1 筏板整體基礎(chǔ)

如前所述，因三管塔跟開往往不大，塔身自重小，而鐵塔高度相對較大，所以水平力與彎矩都會很大。在這種情況下，建議選擇筏板整體基礎(chǔ)形式，該基礎(chǔ)是典型的柔性基礎(chǔ)，因底板配有鋼筋，用于承受因地基反力造成的剪力及彎矩，在底板懸挑部分，所有截面都具有很高強度，不會受到剛性角影響與限制，底板因此可做的很薄，但懸挑的尺寸必須滿足要求，從而有效抵抗彎矩。這種基礎(chǔ)形式在場地較為開闊的情況下適用，開挖施工不會受到影響，同時地下水位不可過高，且持力層的承載能力要達到110kPa以上。該基礎(chǔ)形式具有施工速度較快、成本合理等優(yōu)勢，能利用商品混凝土實現(xiàn)一次性澆筑，能有效防止質(zhì)量問題，具有很強的整體性。

以某基站為例進行分析，該基站采用角鋼塔，其地質(zhì)條件從上到下依次為：粉質(zhì)粘土，底部埋深在5m左右；粉土，在7m的深度上揭露。由于該基站區(qū)域較為開闊，開挖不會受到影響和限制，故選擇筏板整體基礎(chǔ)，將粉質(zhì)粘土作為持力層，圓形截面，基礎(chǔ)直徑為7.2m，底部的最大和最小壓應(yīng)力分別為107kPa、5kPa。經(jīng)驗算可知，基礎(chǔ)抗壓承載力能夠滿足設(shè)計與規(guī)范的要求[3]。

2.2 灌注樁基礎(chǔ)

如果場地表層分布有很厚的軟弱土，或地下水位很高，建議選擇樁基礎(chǔ)，以此有效抵抗上拔力與垂直方向上的荷載。以工程的地質(zhì)條件為依據(jù)，大多采用鉆孔樁，灌樁材料為鋼筋混凝土，一個塔柱對應(yīng)一個樁，或一個塔柱對應(yīng)一對樁，具體要通過驗算來確定[4]。

以某基站為例進行分析，該基站采用三管塔，其所在區(qū)域地質(zhì)條件如表1所示。由于該基站的地下水位較高，為滿足實際要求，決定采用灌注樁基礎(chǔ)形式，樁徑0.9m，長11m，樁尖進入粉土層1m左右，一個塔柱對應(yīng)一個樁，樁間設(shè)置拉梁，形成1m×1m的承臺，施工十分方便。經(jīng)驗算，單樁的抗壓、抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為1637kN和734kN，符合設(shè)計要求。

表1 基站地質(zhì)條件

結(jié)語：

通過上述對基礎(chǔ)形式選擇和設(shè)計的介紹及實例分析，不論采用的是哪一種類型的通信鐵塔，都要以地區(qū)的巖土工程勘察成果以依據(jù)，結(jié)合場地的實際情況開展分析研究，根據(jù)研究結(jié)果確定適宜的基礎(chǔ)形式。如果場地所在地區(qū)的地質(zhì)條件相對較好，宜選擇獨立淺基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)完全可以滿足要求，而且經(jīng)濟合理；而如果場地內(nèi)的持力層不滿足要求，承載能力相對較低，或區(qū)域地下水位較高，則要采用深基礎(chǔ)，但這種基礎(chǔ)形式的成本較高。因此，在基礎(chǔ)選型時，必須對巖土工程勘察成果進行深入分析，以保證所選基礎(chǔ)形式的合理性。