鋼結構單管通信塔鋼管樁基礎設計探討

薛明

摘要：隨著城市化建設的不斷推進，相應的移動通信也需要覆蓋到更多的區域。與此同時，在增加通信基站的建設量的基礎上，我們需要投入大量的土地資源，而使用鋼結構單管通信塔進行基站的安裝能夠在很大程度上幫助我們降低對土地資源的使用量，并且還相應地降低了相關通信運營商的租賃費用，因此，本文主要就對鋼結構單管通信塔鋼管樁基礎設計相關方面進行分析和探討。

關鍵詞：通信鐵塔;設計與;維護;策略

1關于通信鐵塔的簡述

1.1概念和主要功能

我國通信行業的發展，拓寬了通信系統的發展，其中，通信鐵塔，是通信建設中不可缺少的內容。通信鐵塔，又稱為信號發射、塔信號基站或信號塔，是非常重要的通信基礎設施。其構成要件包括避雷針、爬梯、塔體、平臺、天線支撐這些鋼構件及一些附屬物。其主要功能在于：傳送及發射無線網絡信號、微波和超短波。在一片區域內，不同的通信鐵塔相連在一起，能夠形成對信號進行傳送的功能。它在鐵路、通訊、電力、交通導航這些方面都有著良好的使用價值。尤其是進入21世紀以來，通信行業正朝著多樣化的方向在發展，通信鐵塔在多個方面的重要性也日益凸顯，對于信息的傳遞來說發揮著不可或缺的重要作用。

1.2主要特征

①確保通信信號的有效發射與接收，任何通信鐵塔的投入使用，對于通信信號的有效發射與接收來說發揮著至關重要的作用。它可以有效提高信號發射接收工作的長期性、牢固性、穩定性和可靠性，避免了臨時基站所存在的那種受自然環境與人為因素影響較大的缺陷。②能最大程度上避免四周建筑物的影響，通信鐵塔通常都要比四周的建筑物要高，所以四周的建筑物通常不易對其造成影響。因此其接收信號的質量與效率通常較為理想，信號較為通暢。③能快速建站，有效降低施工受阻現象。④能減少開挖，有效提高城市選址成功率，使5G信號能達到深度覆蓋。⑤具有較強的自我保護能力，鋼結構是通信鐵塔的主要結構，并運用特殊的形式來進行連接，而且在塔上專門配備了避雷針。所以通信鐵塔都具有較強的自我保護能力，即便是遭到雷雨等惡劣天氣，一般也不會受到損壞。

2鋼管樁的內部結構和特殊點

當下的鋼管樁通常直徑為400-3000mm，壁厚則為6-50mm，一般會采用直焊縫或者螺旋焊縫的方式，在鋼結構單管通信塔之中應用鋼管樁，一般會采用整樁打入的方式進行，而一般不會采用截樁或者中途接樁的方式。

（1）因為通信塔通常會選擇在路邊、綠化邊等地區，周邊存在著大量的植物，并且可能隨時都會有人路過，在其地下部分，則可能存在著眾多的管道網絡，所以施工前必須進行物探和釬探。如果不能夠對鋼管樁的長度進行準確地控制，就很容易造成地下設施的損壞，所以要對鋼管樁的直徑與樁長進行科學、合理地計算與確定。

（2）通信塔不同于其他建筑，其所承受的力往往比較特殊，因此對通信塔而言，豎向的承載能力要求相對比較低，從而導致鋼管樁很少出現沉降問題，但是在橫向部分，對承載力的要求很高，這主要是由于風橫向作用力的影響所導致的。通過對橫向的承載力、位移進行控制，能夠有效地增強鋼管樁的穩定性和抗外力能力，一般而言，橫向位移與承載力是由土層的性質所決定的，并且也會受到鋼管樁的長度以及直徑的影響，對此要進行科學、合理地確定。因為鋼管樁是貫入性基礎，因此必須要對鋼管樁本身進行保護，比如在管樁的頂部加裝鋼帽，其能夠有效地避免鋼管樁在進行貫入時所受到的外力影響，除此之外，還需要加裝增強帶等附加裝置，以此保證通信塔的穩定工作。

3鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的計算方法

3.1鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的M值計算法

鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的M值法是當前建筑樁基設計領域中一種常用的設計方法。在長期的應用過程中，涉及的方面很多，不僅涉及鋼結構單管通信塔單樁基礎的設計分析，它還被廣泛應用于公路橋梁和涵洞基礎的設計和港口工程樁基基礎的設計當中。M值法是目前建筑工程施工領域所常用的幾種技術之一，其在當前的建筑工程數值預估中起到十分重要的作用，但是M值法在當前實際的鋼結構單管通信塔鋼管樁基的基礎設計中還存在著一些局限性和問題，主要體現在以下幾個方面。

3.2鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的NL計算法

鋼結構單管通信塔鋼管樁基礎設計的NL計算法是一種非線性計算單樁水平荷載作用的方法。NL計算法這一實驗方法與M值法一樣，也被廣泛地應用于當前建筑工程施工的各個領域當中，總體而言，NL計算法的計算基礎是建立在傳統的M值法的基礎之上的。由于傳統的M值計算法在樁基的計算和設計中忽視了非線性作用的影響，從而導致了樁基設計的不準確。而NL計算法就結合了M值法的實際應用，在此基礎上還充分地結合了建筑工程施工中樁基的非線性作用的情況，因此NL計算法相較于傳統的M值法來說，其計算結果更加精確，設計更加合理。

3.3鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的P-Y曲線計算法

鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的P-Y曲線計算法起源于美國，該種方法充分考慮到了土質條件下的彈性形變，它確保水平位移發生變化也不會造成較大的影響，并且能夠用于計算循環往復荷載的作用。但是，沒有統一的實測P-Y曲線模式，此方法仍然需要大量的基礎數據作為支持，而且整體的計算手法和計算環節更加復雜。

4鋼結構單管通信塔單樁基礎設計的影響因素。

4.1樁的截面剛度的影響

第一，考慮到風的重復性荷載問題以及樁基的單管結構，就需要我們選取強度較大的混凝土作為施工材料，選取的混凝土強度一般為C30及以上;第二，考慮到風荷載的重復性，我們需要加強樁基的直徑，并結合實際的樁基直徑來選取合適的螺栓施工材料直徑，一般而言，螺栓施工材料的直徑與樁基直徑之間的關系應該滿足以下公式：D≥d0+8d，其中，D為樁基直徑，d0為螺栓直徑，d為地腳螺栓直徑;最后，在實際的鋼結構單管通信塔單樁基礎設計中，我們還需要充分考慮樁基與柱頭的間接問題，因此我們需要結合實際的工程需求來進行相應的柱頭長度設計，嚴格控制柱頭的錨固長度。

4.2樁側地基土水平抗力系數的比例系數M值的影響

第一，就是鋼結構單管通信塔長時間受到水平方向的風荷載的影響，從而導致了頂部水平方向的平移現象，這就需要我們考慮樁基規范上的折減規定;第二，就是由于單管塔單樁基礎主要控制荷載是彎矩，而承臺的剛度無法達到無窮大，即因彎矩引起的轉角無法滿足為零，考慮到安全儲備，建議M值取范圍內上限和下限的中間值。

結語

綜上所述，為了更好地發揮現代電子通信技術對于人們生活品質的提升，進一步增加當前通信的覆蓋面，就需要我們合理選取通信塔的建造方式，合理進行相關鋼結構單管通信塔單樁基礎的設計工作。

參考文獻

[1]趙巍，宋曉偉.通信鐵塔的設計與維護研究[J].電信技術，2018（S1）：25-26.

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