通信铁塔的选址与基础设计的关系

通信铁塔的选址与基础设计的关系作者：上海邮电设计院有限公司濮立松通信铁塔作为一门独立的专业，其设计既需满足通信的使用功能，也应满足建筑相关 的专业规范，其设计直接影响到工程建设的质量、投资及周期。通信铁塔作为一门独立的专业，其设计既需满足通信的使用功能，也应满足建筑相关 的专业规范，其设计直接影响到工程建设的质量、投资及周期。为了优化通信铁塔（含通信 铁塔基础）的设计，需在铁塔选址时就考虑到站址位置对基站基础设计的影响，从源头上对 基站建设成本进行控制。根据杭州某运营商基站建设中的角钢塔基础设计，笔者简要分析基站前期选址对基础设 计的影响。一、基础型式通信铁塔基础一般选用钢筋混凝土独立基础、平板式筏基和桩基础。并以前两种基础为 主，以天然地基作持力层，节省整个铁塔的造价。1.钢筋混凝土独立基础属于浅基础，适合于地基承载力较好，土质比较均匀的情况下 选用，优点是比较经济、施工简便。如余杭丁塘45m角钢塔，地质条件见表1：表1土层编号，土层名称压缩性，层层厚压缩模重 瓦（MPa）地基承载力特征值，兀Jt （瞧）口21粉原茹#中31.89)2. 154. 5100 J22 粘曲#中3-3. 565.457.眼120)砂酬土 中低-20.9617.4012.0170淤泥所麒撕顷局4-28.46T. W3. W90 P枯中低未钺笏4.09.0140 3采用独立基础，以2-1层砂质粉土为持力层，地基承载力特征值130kPa，基础宽3.0m，埋 置深度2.5m （根据设计经验：2-2层土力学性能比2-1层优，但2-1层能够满足计算要求， 故没有将基础持力层定为2-2层），基础计算受抗拔控制。如萧山坎山振华基站45m角钢塔，地质条件见表2：表2P土层编号土层名称压缩性层底漏层厚压缩模童地基承载力特征值*也瓦(MPa)耕土 口5. 150.6不计4不计421砂中42.85A 389. 50130)22砂质的#中3未钺度8.1012.00140)采用独立基础，以2-1层砂质粉土为持力层，地基承载力特征值130kPa，基础宽3.0m，埋 置深度2.5m （根据设计经验：2-2层土力学性能比2-1层优，但2-1层能够满足计算要求， 故没有将基础持力层定为2-2层），基础计算受抗拔控制。2.平板式筏基对于地基承载力低、上部铁塔结构荷载较大，选用独立基础承载力达不 到设计要求，选用平板式筏基比较适宜。施工方便，但造价比独立基础有较大增加。采用筏板基础，以2-2层粘质粉土为持力层，地基承载力特征值100kPa，基础宽10.0m， 埋置深度2.2m（见图2），基础计算受承载力控制。如本基础采用柱下独立基础，以4-1层 粘质粉土为持力层，地基承载力特征值120kPa，基础宽3.4m，埋深到4.3m（见图3），基础 计算受地基承载力控制。造价对比：采用独立基础施工，需考虑井点降水等施工措施，需11万左右，而现在采 用筏板基础，投资也在12万左右。综合考虑，采用筏板基础比开挖较深的独立基础来说， 效果来得好。3 .桩基础适合在上部土层承载力较低，而且比较薄，不适合做浅基础持力层，此时适 宜选用桩基。同等塔高下，采用桩基造价比独立基础高出很多，与筏板基础相近，有时会偏 低些。地质资料建议：拟建物采用桩（墩）基础，以3层砂质粉土为桩（墩）基础持力层，桩 径宜采用直径ø600mm或ø800mm钻孔灌注桩，桩长宜控制8m。设计采用直 径ø600mm灌注桩，桩长7.8m，每承台下4根,投资约15万元。此类桩的设计，需根 据场地及上部结构情况综合考虑，根据具体工程情况具体分析，设计合理的桩数量、桩身直 径与桩长的关系，达到优化设计目的。地质资料建议：拟建铁塔建议采用灌注桩基础，以6-1粉质粘土层、6-2粉砂层或6-3 粉质粘土层为桩端持力层，桩尖入持力层深度宜巳3d （d为桩径）。设计采用直径ø600mm灌注桩，桩长32.9m，每承台下1根,投资约12万元。通过以上基础设计的实例分析，对于场地地质条件比较好的地方，能够设计成独立浅基 础形式，基础投资比较经济；设计的场地地质条件采用筏板基础或桩基的基础设计，投资相 对来说要大很多。在基站选址时，要对当地的地形、地势及地质条件有所了解，避开不利地质条件，通过调整塔基位置达到减少投资的目的。二、地基和基础计算除了通信铁塔选址的确定，还会在基础设计时碰到一些特殊问题，如埋置深度、边坡稳 定的影响。在选址确定后，就要求在基础计算中必须去处理这些不利因素，便于后续的基础 设计。1. 基础埋置深度的确定在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础宜浅埋，当上层地基的承载力大于下层土时， 宜利用上层土作持力层。杭州萧山、余杭地区多选在农田平地上，大都采用独立基础，也有 个别选用筏基和桩基。1层为600mm厚耕土，2-1层为砂质粉土，地基承载力特征值为130kPa， 且层厚22.5m，土质均匀，下部为2-2层砂质粉土，比上层土质更好。遵循以上确定埋深 原则，在满足地基稳定和地基变形要求前提下，选用上层土作地基持力层是合理的，如萧山 振华、党湾群益基站。也有地基承载力特征值只有100kPa左右，下部为淤泥质土，采用独 立基础验算其地基受力层范围内的软弱下卧层时达不到规范要求，这时选用筏板基础是比较 理想的方案。在确定基础方案时，应进行方案比较，对选用筏基的基础，看选用桩基是否可行，可以 通过经济比较来确定。以余杭天万村基站55m角钢塔基础为例，采用12mx12m的筏板基础， 由预算确定，其基础投资在17万左右，而采用短桩基设计，需采用四个独立基础下共16 根8.5m长灌注桩，其投资额约17万元，最后从施工角度看，选用筏板基础。2. 稳定性计算杭州富阳、临安地区基站选址多选在山顶和山坡处，对场地地基稳定性要求明显增加。 建于稳定山坡坡顶上的建筑物，其垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时，其 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离应符合规范计算要求，但不得小于2.5m。当边坡坡角大于45度、坡高大于8m时，在验算坡体稳定性的同时，还可能涉及到挡 土墙的设计，其造价会比正常平地建站有所增加。三、结论由此可见，前期选址对基础设计影响较大，控制铁塔投资成本，除控制铁塔及基础设计 外，还应加强前期选址工作。基站应选择在地形平坦、地质良好的地段，避开断层、土坡边缘、古河道和有可能塌方、 滑坡和有开采价值的地下矿藏或古迹遗址的地方。同时在选择时还要对场地周围地质条件进 行前期勘察和判别，尽可能选择在地质条件相对较好的地方。另外，前期勘察选址也影响基 础的施工，对缩短工期、控制施工费用有着重要的作用。