通信單管塔巖石錨桿基礎技術應用

袁曉輝 蘇成林

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通信單管塔巖石錨桿基礎技術應用

袁曉輝 蘇成林

北京中網華通設計咨詢有限公司，北京 100000

介紹通信單管塔在巖石地區的應用。推廣單管塔錨桿基礎在巖石地區的開展應用，充分利用巖石的優勢，解決疑難站址建設，節省建造成本，且施工過程經濟環保。

單管塔；巖石；錨桿基礎

1 應用背景

隨著我國經濟的迅速發展，通信網絡建設也越來越廣泛。目前4G網絡建設在城市已初具規模，但在部分農村還有很大的需求。農村地區地形地貌比較復雜，除了平原、戈壁等常見地貌外，還有很多風化程度不同的山區、丘陵等。這些地方，施工機械、材料等難以直接運送到現場。

鐵塔基礎是整個工程中最重要的一個環節，因為它制約著整個工程的進度。在這種地區若采取常用的開挖回填類基礎形式，顯然不現實，不僅開挖難度大，成本增加，而且費時、費力，破壞自然環境，造成水土流失。在這種背景下，巖石錨桿基礎的應用就非常必要，可充分利用天然巖石的力學性能，節省混凝土材料，縮短施工周期，保護自然環境等[1]。

2 巖石錨桿基礎應用條件

高聳結構建設場地巖層外漏或埋深較淺時，宜按巖石錨桿基礎設計。對于承受拉力或較大水平力的高聳結構單獨基礎，當承受非疲勞動力作用且建設場地為穩定的巖石基礎時，宜采用普通巖石錨桿基礎。巖石錨桿基礎構造要求如下。

（1）錨桿孔直徑：一般取3～4倍錨桿直徑，但不應小于一倍錨桿直徑加50?mm。錨桿鋼筋的錨固長度應大于40?d，錨桿中心間距不小于6?d1，錨桿到基礎的邊距不應小于150?mm，錨桿鋼筋離孔底距離宜為50?mm[2]。

（2）錨桿鋼筋截面：錨桿宜采用熱軋帶肋鋼筋；錨桿應按作用效應基本組合計算的拔力，并按鋼筋強度設計值計算其截面[2]。

③錨桿孔灌注：灌孔的水泥砂漿（或細石混凝土）強度等級不宜低于M30（或C30），灌漿前應將錨桿孔清理干凈，并保證灌注密實[2]。

④錨桿長度：錨桿插入上部結構的長度，應符合鋼筋的錨固長度要求[3]。

普通錨桿基礎中單根錨桿所承受的拔力，應按下列公式驗算[4]：

圖1 普通錨桿基礎圖

單根普通錨桿抗拔承載力特征值，應按以下規定：

（1）對于安全等級為一級的高聳結構，單根錨桿的抗拔承載力特征值，應通過現場試驗確定，其試驗方法應遵守現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB?50007的規定[5]。

（2）對于安全等級為二級的高聳結構，單根錨桿的抗拔承載力特征值可按下式計算[2]：

表1 砂漿與巖石間的黏結強度特征值（kPa）

注：水泥砂漿強度等級為m30，或細石混凝土強度等級C30。

錨桿基礎均應計算基礎頂部力矩，進行頂部配筋，其公式如下[2]：

基礎頂部的配筋量不少于φ8@200。

圖2

3 巖石錨桿基礎設計實例

3.1 塔型選擇情況

后頭溝基站新建40?m爬支架式單管塔（DGT（Z）-40-0.45-4ZJ），塔基根部三向力標準值：壓力Nk=96.2?kN，剪力Vk=45.8?kN，彎矩Mk=1?263.9?kN·m；塔基根部三向力設計值：N=107 kN，V=64.2?kN，M=1 769.5?kN·m。

3.2 地勘數據情況

本基站擬建場地土層為：（1）耕土0.5?m；（2）微風化花崗巖，該層未揭穿；砂漿與巖石間的黏結強度特征值f=0.50?MPa。

3.3 設計圖紙

根據地勘資料，該單管塔采用錨桿基礎設計，錨桿選用三級鋼HRB400，直徑￠25，基礎混凝土等級為C30，圖紙見圖3?；A及短柱鋼筋選用HRB400，混凝土等級為C30。

圖3

3.4 基礎設計尺寸取值

（1）錨桿孔直徑宜取錨桿直徑的3～4倍，即75～100?mm，且不得小于一倍錨桿直徑加50?mm，即不得小于75?mm，本基礎取85?mm，滿足規范要求。

（2）錨桿中心間距不小于6 d1，即510?mm，本基礎錨桿孔中心間距取值600?mm，滿足規范要求[6]。

（3）錨桿到基礎的邊距不應小于150?mm，本基礎取值200?mm；錨桿鋼筋離孔底距離宜為50?mm；滿足規范要求。

（4）錨桿鋼筋錨入巖石的深度要大于40倍錨桿直徑，即40×25=1?000?mm，本基礎取值1?200?mm，滿足規范要求。

（5）錨桿插入上部錨固長度應大于0.14×360/1.43×25×1.0×1.0，即882?mm，本基礎取值為直立部分900+彎勾部分300=1?200?mm，滿足設計要求。

3.5 基礎承載力計算

基礎底面彎矩標準值為：Mk=1?263.9+45.8×2.5=1?378.4?kN·m。

基礎自重標準值：Gk=（2.8×2.8×1+1.8×1.8×1.5）×25=317.5?kN。

錨桿所受最大拔力為：

（1）90度風向

（2）45度風向

單根錨桿抗拔力特征值為：

3.6 基礎的強度驗算及配筋

3.6.1 單向偏心下基礎頂部的彎矩及配筋計算

故基礎頂面配筋為16@120。

3.6.2 雙向偏心下基礎頂部的彎矩及配筋計算

故基礎頂面配筋為16@120。

3.7 短柱配筋

（1）單向偏心受壓短柱按照大偏心受壓構件計算，根據《混凝土規范》6.2.17。

故短柱縱筋為52-φ25（25?532?mm2）。

（2）雙向偏心受壓雙向偏心受壓采用《混凝土規范》式6.2.21-3驗算：（Nux及Nuy計算時，只考慮彎矩作用方向的對邊縱筋，忽略側邊縱筋）經試算，取每側全部縱筋面積：Asx=6?480?mm2，Asy=6?480?mm2，四根角筋總面積近似按1257?mm2[7]。

滿足要求。

故短柱縱筋為52-φ25。

[1]中國建筑設計院有限公司. 結構設計統一技術措施[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2018.

[2]高聳結構設計規范：GB 50135—2006[S]. 北京：中國計劃出版社，2007.

[3]通信建筑工程設計規范：YD 5003—2014[S]. 北京：北京郵電大學出版社，2014.

[4]鋼結構單管通信塔技術規程：CECS 236：2008[S].北京：中國計劃出版社，2008.

[5]建筑地基基礎設計規范：GB 50007—2011[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2011.

[6]王肇民. 高聳結構設計手冊[M]. 北京：中國建筑工業出版社，1995.

[7]朱炳寅. 建筑地基基礎設計方法及實例分析[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2013.

Application of Basic Technology of Rock Bolt in Communication Single Tube Tower

Yuan Xiaohui Su Chenglin

Beijing Zhongwang Huatong Design Consulting Co., Ltd., Beijing 100000

The paper introduces the application of communication single-tube tower in rocky areas. Promoting the application of the single-tube tower anchor foundation in the rock area can make full use of the advantages of the rock, solve the construction of the difficult site, and save the construction cost. The construction process is economical and environmentally friendly.

single tube tower; rock; anchor foundation

TU473.1

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