變電站不良地基的處理方法探討

袁媛

【摘要】變電站遇到不良地基的情況是常見(jiàn)的，只有采用合理的處理方式，才能降低工程造價(jià)，常見(jiàn)的處理方式主要有強(qiáng)夯法、換填法、水泥土攪拌法和樹(shù)根樁法等。本文主要是對(duì)不同地質(zhì)情況下，各種常見(jiàn)的地基具體處理方式進(jìn)行了分析，供同仁參考。

【關(guān)鍵詞】變電站，不良地基，處理方法

【中圖分類號(hào)】TU472 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）01—0228-01

一、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法指的是借助強(qiáng)大的夯擊能力給變電站的地基沖擊力，而且將在地基當(dāng)中產(chǎn)生沖擊波，在沖擊力的作用之下，夯錘對(duì)地基上部的土體進(jìn)行有利的沖切，土體的結(jié)構(gòu)遭到破壞，以形成夯坑，并且對(duì)周圍土產(chǎn)生動(dòng)力的擠壓。強(qiáng)夯法經(jīng)常在處理碎石土、砂土、飽和度較低的粉土以及粘性土、素填土與雜填土等方面進(jìn)行使用。而飽和軟粘土，應(yīng)當(dāng)將其含水量降低再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)夯。強(qiáng)夯法的施工較為簡(jiǎn)單，而且具有加固效果良好和使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。由于一般情況下夯錘重量達(dá)到10t以上，甚至達(dá)到40t，對(duì)地基產(chǎn)生的強(qiáng)大夯擊振動(dòng)對(duì)臨近建筑物、設(shè)備、施工中的砌筑工程，甚至對(duì)周圍環(huán)境都產(chǎn)生有害影響，因此，在強(qiáng)夯施工之前，除了在施工現(xiàn)場(chǎng)選取一個(gè)或是幾個(gè)具有代表性的試驗(yàn)區(qū)域，進(jìn)行施工前的實(shí)驗(yàn)性試夯外，還應(yīng)采取有效的減震措施或錯(cuò)開(kāi)工期施工。試驗(yàn)區(qū)數(shù)量的選取應(yīng)當(dāng)依據(jù)變電站建筑場(chǎng)地的復(fù)雜程度、建設(shè)規(guī)模大小和建筑類型進(jìn)行確定。如某變電站新建工程的主要場(chǎng)地土質(zhì)為粉質(zhì)粘土組成的素填土，厚度不均勻，在3.20m-7.60m之間。按設(shè)計(jì)要求先進(jìn)行分層碾壓主變場(chǎng)區(qū)的回填土，并做好強(qiáng)夯前的準(zhǔn)備工作后，依照強(qiáng)夯法的技術(shù)要求進(jìn)行了強(qiáng)夯，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，該區(qū)域壓實(shí)系數(shù)達(dá)0.92-0.97，承載力也達(dá)到主變基礎(chǔ)按淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求，獲得了很好的效果。

二、換填法

在變電站建設(shè)中，換填法相對(duì)其他地基處理方法來(lái)說(shuō)施工工序簡(jiǎn)單、工期短、也較為經(jīng)濟(jì)，是采用比較多的方法之一。該方法主要適用于處理淺層較為軟弱的不良地基，如果變電站的地基承載能力和變形程度無(wú)法滿足建（構(gòu)）筑物的要求，而且軟土層的厚度又相對(duì)較小時(shí)，可把基礎(chǔ)底的軟土層挖除一部分或者全部，然后用強(qiáng)度較大的砂石、灰土或者其他穩(wěn)定性較好并且無(wú)侵蝕性的材料分層進(jìn)行換填，同時(shí)將其壓實(shí)直到符合設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。目前，變電站采用素土換填時(shí)，要求換填厚度不宜大于3m，其素土材料中不得混入耕植土、淤泥質(zhì)土和凍土塊，不得采用膨脹土、鹽漬土及有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)5%的土，也不應(yīng)將混有垃圾或者化學(xué)腐蝕物質(zhì)用于回填。當(dāng)含有碎石時(shí)，其粒徑不宜大于50mm。要求換填后的持力層有較大提高、沉降量減少、并能消除或降低土層濕陷性、充當(dāng)隔水層，以及提高地基穩(wěn)定性時(shí)，可采用1：9、2：8或3：7等體積比的灰土回填。還有一種是砂礫回填，該材料的回填對(duì)不良地基承載力提高較大，但對(duì)砂礫顆粒級(jí)配有要求，一般取不均勻系數(shù)大于5較好。

此外，采用換填法處理不良地基時(shí)，換填材料面的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求，可按以下公式計(jì)算確定：Bz≥b+2z？tgθ（b為基礎(chǔ)寬度，功換填墊層厚度，θ為墊層壓力擴(kuò)散角）一般來(lái)說(shuō)，換填墊層頂面的寬度每邊超出基礎(chǔ)底面的寬度30cm為宜，以便于施工，或者滿足從墊層底面向上能保持邊坡穩(wěn)定的開(kāi)挖放坡的要求。

三、水泥土攪拌法

水泥土攪拌法指的是以水泥或者是石灰等材料為固化劑，經(jīng)過(guò)特制而成的攪拌機(jī)械，在地基深處把軟土、固化劑、漿液或是粉體等進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，使得固化劑與軟土之間產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，使得軟土層硬結(jié)成為具有整體性、穩(wěn)定性和具有一定強(qiáng)度的水泥加固土，以此提高地基的強(qiáng)度并且減少其沉降。水泥土攪拌法還能夠當(dāng)做基坑的防滲帷幕以及重力式擋土墻進(jìn)行使用。變電站在地基施工技術(shù)、施工方法、以及施工工期和投資上與大型火電廠有較大的差異，水泥土攪拌法一般采用深層攪拌法，不使用粉體噴漿攪拌法。而且受到施工工藝因素的影響，當(dāng)前通常情況下，水泥土攪拌樁的有效加固深度在15m之下。水泥攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500mm，采用的固化劑宜選用32.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥。水泥摻量除塊狀加固時(shí)可用被加固濕土質(zhì)量的7%-12%外，其余宜為12%-20%，而水泥漿的水灰比可選用0.45-0.55。如廣西南寧市附近某110kV變電站，該站區(qū)大部分處于約5.60m-7.30m厚的淤泥地質(zhì)的低洼處，經(jīng)過(guò)對(duì)深厚淤泥區(qū)域的地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的分析，結(jié)合變電站的實(shí)際情況，運(yùn)用水泥土攪拌法進(jìn)行施工，達(dá)到了較好的預(yù)期效果，取得良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

四、樹(shù)根樁法

樹(shù)根樁法是采用鉆機(jī)在地基中成孔，放人鋼筋或鋼筋籠，采用壓力通過(guò)注漿管向孔中注入水泥漿或水泥砂漿，形成小直徑的鉆孔灌注樁。由于采用小型鉆機(jī)施工，可在土中以不同的傾斜角度成孔，從而形成豎直的和傾斜的樁，因此，樹(shù)根樁的布置可采用直樁型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斜樁型等。該方法一般用于淤泥、淤泥質(zhì)土以及粘性土和粉土、人工填土等不良地基上方已有的建筑進(jìn)行修復(fù)或增層、古建筑的重新整修、地下鐵道的穿越等加固工程。樹(shù)根樁的直徑一般在150mm-300mm之間，樁長(zhǎng)不宜超過(guò)30m，其樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不小于C20，鋼筋籠外徑宜小于設(shè)計(jì)樁徑40mm～60mm，主筋不宜少于3根。對(duì)軟弱地基，主要承受豎向荷載時(shí)的鋼筋長(zhǎng)度不得小于1/2樁長(zhǎng)，主要承受水平荷載時(shí)應(yīng)全長(zhǎng)配筋。雖然，樹(shù)根樁一般是帶荷施工，無(wú)法進(jìn)行載荷試驗(yàn)，如何準(zhǔn)確確定樹(shù)根樁的承載力并計(jì)算其沉降量，目前還是尚未完全解決的問(wèn)題。但是，樹(shù)根樁施工簡(jiǎn)單靈活、占地面積小施工機(jī)具輕便、振動(dòng)小、易于操作，并且對(duì)需加固的基礎(chǔ)損傷小，不會(huì)引起建構(gòu)筑物產(chǎn)生過(guò)大的附加沉降，因此，它的應(yīng)用還是比較廣泛的。比如位于上海寶山區(qū)的35kV新羅店變電站，已交付使用的建筑主體結(jié)構(gòu)有開(kāi)裂現(xiàn)象，整棟建筑發(fā)生了傾斜，并有不均勻沉降增大的趨勢(shì)，為了不影響變電站設(shè)備的正常使用，在經(jīng)過(guò)三種方案的優(yōu)劣對(duì)比后，認(rèn)為采用樹(shù)根樁法施工既保證原有建筑內(nèi)的設(shè)備不停產(chǎn)，也不對(duì)周圍居民的生活產(chǎn)生太大的影響，最終成功地解決了該變電站建筑不均勻沉降的問(wèn)題。

五、總結(jié)

文中對(duì)變電站建筑工程不良地基的主要處理方法進(jìn)行了探討，除此之外，根據(jù)巖土工程條件、處理目的和適用性，還有地基土體卸載法、擠密樁法和化學(xué)加固法等處理方法。綜上所述，我們可以看出，地基處理是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)，在變電站的設(shè)計(jì)當(dāng)中，不良地基的處理屬于隱蔽工程，處理效果的好壞關(guān)系到變電站能否正常運(yùn)行。因此，變電站建設(shè)的每個(gè)參建單位都應(yīng)該給以足夠的重視，保證變電站隱蔽工程的質(zhì)量，避免工程事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]許德華，劉永球.樹(shù)根樁在上海新羅店變電站基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程）.2009（04）

[2]紀(jì)明.某220kV變電站工程地基處理方案選擇[J].天津電力技術(shù).2010（02）

[3]張端華.變電站深厚淤泥地基的應(yīng)用研究[J].廣東輸電與變電技術(shù).2006（01）

[4]張端華，梁桂貞.500kV香山變電站地基處理研究[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì).2006（06）