電力工程變電站地基處理方案設計

吳盼盼

（身份證號：130123198509293316）

電力工程變電站地基處理方案設計

吳盼盼

（身份證號：130123198509293316）

濕陷性黃土是西北地區常見的一種工程地質問題。本文根據變電站工程實踐對幾種常用地基處理方法的具體應用以及存在的問題進行了論述。

濕陷性黃土；地基處理；擠密樁

1 濕陷性黃土地基處理問題

中國在解放后對于濕陷性黃土地基處理的實踐已有幾十年了，具體方法也很多，但歸納起來其基本思路不外乎以下幾種：

（1）基本消除基礎已有土層的濕陷性；其常用方法有強夯、換土、擠密樁等。這是對于土層較薄（10m以內）時采用的辦法。當土層深厚時，常用辦法就是預浸水處理。這類辦法是通過工程措施，針對濕陷土層本身進行處理，改善其土壤結構和基本特性，以達到消除其濕陷性的目的。這種方法的缺點是對于深厚濕陷性黃土來說，耗時太長，往往影響工期。優點是施工方便，費用較低；

（2）使建筑物基礎穿透濕陷性黃土層，傳力于濕陷土層以下的持力土層上，達到躲過濕陷性黃土層的目的。常用方法就是樁基，尤以灌注樁為主。這種方法避過了濕陷性土層，使基礎傳力于濕陷土層以下的持力土層上，相對來說比較安全可靠，所以被廣泛應用于比較重要的獨立建筑物的基礎處理。缺點是投資費用較大；

（3）充分作好建筑物基礎的隔水層，使基礎濕陷性黃土地基無法浸水，以達到避免地基濕陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油氈以及各種PVC和PE膜。這種方法常常用于對基礎承載力要求不高的設施，如游泳池、供水管床、渠道等。

2 振動沉管擠密水泥粉煤灰碎石樁法是最佳處理方案

2.1 振動沉管擠密水泥粉煤灰碎石樁特點

（1）水泥粉煤灰碎石樁為高粘結強度剛性樁，其受力和變形特性及加固機理與散體的粒料碎石樁和低粘結強度的水泥攪拌樁、灰土擠密樁是不同的。

（2）水泥粉煤灰碎石樁體強度多大于10kPa，與素混凝土樁無大差別，在承載作用下其壓縮性明顯比樁間土小。因此，基礎傳給復合地基的附加應力變形逐漸集中到樁體上，樁土應力比高，特別是樁頂直接為基礎混凝土承臺條件下最為明顯。

（3）水泥粉煤灰碎石樁作為剛性樁，在樁頂直接為基礎混凝土承臺時，可考慮樁群、樁間土及承合的相互作用效應。

（4）采用振動沉管灌注成樁施工工藝，可有效擠密樁間土，消除其濕陷性。

2.2 地基處理方案設計

（1）樁體布置與基于參數

樁平面布置宜按梅花形在基礎范圍內布樁，樁徑400～500mm，樁間距及樁長等均滿足上述地基處理要求和設計的承載力，樁體強度10～15MPa。

（2）承載力計算

基于《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）對各類樁的單樁豎向豎向承載力特征值和復合地基承載力特征值計算公式是基本相同的，則計算結果無大差別，且復合地基承載力計算值遠不能滿足基底應力300kPa的設計要求，這就不能區別高粘結強度剛性樁與低粘結強度樁及散體粘料樁受力和變形特征和加固地基處理。致使工程費用高的高粘結強度樁處理設計費用的不合理。為此，提出承載力計算公式如下：

①復合地基樁土應力比公式

該公式計算條件是樁頂直接為基礎混凝土承臺。計算公式如下：

式中：n——樁土應力比（基于基礎尺寸大，布樁數大于4，則n取25）；

m——面積置換率；

fsk——樁間天然地基承載力特征值（kPa），因采用沉管擠密施工工藝，可取樁間土天然地基承載力的1.1～1.2倍。

②復合基樁公式

該公式計算條件同上，可作為非純端承樁，按《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）復合基樁公式計算承載力，即考慮樁群、樁間土和承臺的相互作用效應（因采用沉管擠密施工工藝，可消除樁間土濕陷性，不考慮濕陷問題），計算公式如下：

式中：Ra——復合基樁豎向承載力特征值（kPa）；Qsk、Qpk、Qck——分別為單樁總極限阻力和總極限端阻力特征值（kPa）；

ηs、ηp、ηc——分別為樁側阻力群樁效應系數，樁端阻力群樁效應系數和承臺效應系數；

γs、γp、γc——分別為樁側阻力分項系數、樁端阻力分項系數和承臺底地基土抗力分項系數。

3 結語

（1）《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）對各類樁的單樁豎向承載力特征值采用摩擦樁計算公式，復合地基承載力特征值采樁體面積置換率公式未區別高粘結強度剛性樁與低粘結強度樁和散體粒料樁受力和變形特性及加固機理，且計算的復合地基承載力特征值遠不能滿足基底壓力大的高填路段涵洞、通道承載力設計要求。

（2）采用沉管擠密施工工藝可有效消除樁間土濕陷性，高粘結強度剛性樁樁頂直接為基礎混凝土承臺，承臺充分發揮樁體承載能力，樁土應力比高，并充分考慮樁群、樁間土和承臺的相互作用效應，可大幅度提高承載力滿足基底壓力大的主變基礎、設備構支架、主控樓地基承載力設計要求。

[1]《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）[S].

[2]《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004）[S].

[3]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）[S].

TM63

A

1673-0038（2015）33-0320-01

2015-7-17