淺析變電站基礎沉降與土建處理措施

摘 要：文章對變電站基礎沉降的表現以及危害進行了羅列，并就引起基礎沉降的各方面原因作了深度剖析，然后在此基礎上提出針對性解決措施，以期為更好地提升變電運行管理水平而服務。

關鍵詞：變電站；基礎沉降；土建

中圖分類號：TM411 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0084-01

各電壓等級的變電站承擔著電力分流以及電壓變換的作用，是供電網絡的重要組成部分，保證變電站的正常運行對提升電力系統的安全穩定意義重大。

然而，由于各種原因，不少變電站在建成投產之后，其地基會呈現出不同程度的沉降，進而加速消耗土建耐久性以及影響變電設備的健康水平。因此，必須采取切實有效的措施來應對變電站的基礎沉降。

1 基礎沉降的表現和危害

變電站內涉及的土建基礎點多面廣，其沉降的表現和危害也是五花八門，現一一闡述。

1.1 現象羅列

①配電裝置樓的基礎出現不均勻沉降，引起相關電力設備歪斜。②圍墻發生豎向和斜向貫穿性裂變。③站內混凝土道路塌陷變形，雨季積水嚴重。④電纜溝壁下沉，導致電纜溝蓋板支承不平。⑤戶外構支架基礎下陷，引起隔離開關導線、母線等繃緊。

1.2 潛在危害

①若設備基礎變形過大，可能會造成相關高壓設備的傾覆，從而引發重大事故。②二次電纜溝管若產生明顯位移，則有可能會拉斷二次電纜，進而造成一次設備的誤動。③圍墻等出現大裂縫，除了影響安保，還會對人身安全形成一定威脅。

2 基礎沉降的原因

一般說來，引起變電站基礎沉降的原因主要有三個方面：①不良地基。②設計或施工不當。③物理因素。④突發因素。

2.1 不良地基

所謂不良地基，是指由于地表土壤結構不穩定，導致其對地基的支持不“給力”，以致出現結構性沉降的現象。

從愿望上講，變電站選址可以繞過不良地基區，但選址問題同時還牽涉到經濟性（即合適的輸配電距離），因此，必然會有些站點落在地形條件不太理想的地方，造成不良地基的出現，概括起來，可細分為以下幾類：

①沖積平原區。這類地形廣泛分布在我國東部地區。雖然在沖積平地上建站比較節省勞力，但由于淤泥層的壓縮性，使得不均勻沉降很容易發生。②高回填區。當站址所處的地形高差較大，必然要動用挖填平衡手段，而這種手段局限于施工工期，不能保證所有挖填區域被充分壓實，這就埋下了沉降隱患。③地形復雜區。西部山川密集，溶洞、溝壑叢生，布置在這些區域的變電站面臨諸多不確定的不安全因素。④另外，當變電站坐落在濕陷性黃土區、膨脹土區等不良“區域”時，都存在地基變形的可能。

2.2 設計或施工原因

①設計方未充分研究建站地點的土壤構成、地貌類型和地層層位，進而未能采取相應的補救性手段（如對軟土區，應采用復合地基加人工樁。）②設計方未考慮有效的排水方案，造成雨勢較大時局部積水，并滲漏到回填土層、改變土體狀態，導致地面塌陷。③換填不到位，特別在回填深度較大時，若壓實工作不做好，則基本上在半年內會出現沉降。

2.3 物理原因

從微觀上看，土體具有一定的結構（一般為絮狀）。雖然用強夯法能將土層極大壓縮，但并不能做到百分之百的壓縮。隨著時間的推移，土層在自重固結的作用下會產生微弱的沉降（約幾個厘米）。盡管這種沉降在量值上不顯著，但對于敏感設備還是有一定影響的。

2.4 突發因素

這類因素主要指那些隱蔽工程出現了問題。例如：主控樓的上下水管道若設計為暗埋，當管道斷裂，則勢必發生跑水，進而長時間浸泡地基，造成水患。

3 基礎沉降的處理方法

根據上一節對引起基礎沉降的各方面原因的深入分析，不難制定出以下針對性措施。

3.1 加強設計

設計是源頭，設計是關鍵。作為設計，應當充分了解施工區域內的地質狀況、土壤狀況、地下水特征等，并根據荷載大小及使用要求，在加固原理、適用范圍、預期效果、耗用材料等方面進行細致的技術經濟對比，最終制定出相對完善的地基處理方法。

另外，對主控樓、配電設備樓等重要場所，應考慮設置單獨的地下溝道，布置明管來上下水，從源頭上保證雨污對地基、墻體、道路等的危害。

3.2 科學施工

關于這一點，可分兩個層面進行說明。

3.2.1 新建站所時的施工

①科學換填。適用范圍：濕陷性黃土區、膨脹土區、淤泥堆積區等不良地基區。施工要點：盡可能將原有的軟弱土層挖空，然后換之以強度較高、質地堅硬、具有抗侵蝕性的材料（嚴禁將具有濕陷性和鹽漬性的黃土作為回填土使用）分層充填，同時以振沖法（即依靠振沖器使砂粒重新排列、孔隙減少）、強夯法使之達到密實度要求。

②適量打樁。適用范圍：當大部分構（支）架基礎處于較深的填土區時，或通過淺地基處理技術不能滿足結構荷載和變形要求的區域。施工要點：根據不同的場合，靈活選用攪拌樁法、預壓法、擠密樁法等方法。

③合理擴大基礎底面積。適用范圍：建筑物的基礎是條形（如電纜溝、排水管道等），并且設計要求和地基的承受力比較接近。施工要點：通過片石墊層的方法來使基底的面積不斷擴大。

④適當降基。適用范圍：建筑的基礎是獨立柱基礎的情形。在處理時可以通過建筑物的基礎是條形，并且設計要求和地基的承受力比較接近。施工要點：降低基底標高，把基底降到老土下方，但對柱的結構應進行重新驗算。

3.2.2 已投運變電所出現沉降的處理

①戶外場地。當大面積沉降發生后，首先需進行土地的平整，然后等上一個雨季（自然沉降期），待土壤含水達到最小時，對沉降區域用土夾石進行換填。

要點：每層填充物厚度約30 cm，需分層碾壓，最后平鋪碎青石。

②配電設備室、控制室及電纜溝地基。考慮到這些地方有設備在運行，不宜大動，因此采用壓力注漿法進行處理，即將純水泥漿通過注漿孔進行填充和擠密，以達到排空水分、空氣，形成強度高、結構新、防水性能好的穩定整體基礎。

③圍墻。圍墻不均勻沉降多出現在填方區，原因可能是回填不及時，也可能是基坑未夯實，因此可將圍墻基礎采用樁基加地梁的組合形式，以永久消除這個薄弱部位。

4 基礎沉降的管理

對于變電站基礎沉降，我們既要有足夠的重視，又要有相應的管理辦法。

4.1 變形監測

只有建立嚴格的變形監測制度、擁有精確的變形監測方法，我們才能在第一時間發現基礎沉降的苗頭，并及時制定相關措施進行補救。具體來說，該工作應包含以下內容：

①合理設置沉降監測點。②每月定期分析，必要時可畫出沉降曲線以科學判斷沉降趨勢。

4.2 應急預案

任何針對基礎沉降的治理措施都有其局限性，而且補救永遠是滯后的，所以，應該制定有各個層面的應急預案，以此來將因基礎沉降而帶來的潛在危害降至最小。

5 結 語

導致變電站基礎沉降的因素有很多，既有主觀方面的，又有客觀方面的。對于客觀因素，因其帶有不以人意志為轉移的物理規律，我們只能降低其影響，卻不能完全消除。對于主觀因素，我們應該從設計方案、施工質量等方面進行反思，不斷總結經驗，爭取形成完善的全面的基礎土建經驗，使建立在各類地形條件下的變電站都能經受時間的考驗。

對于已經發生沉降的站所，我們應該科學分析，找出原因，同時選擇合理的方法進行補救，以盡量延長站所使用壽命。另外，我們還應建立變電站基礎沉降的管理機制，使該項工作納入變電運行管理、變電建設管理的軌道，不斷提升變電領域的規范化管理。

參考文獻：

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