淺析變電站土建基礎設計中的處理技術

林宏峰

肇慶粵能電力設計有限公司

淺析變電站土建基礎設計中的處理技術

林宏峰

肇慶粵能電力設計有限公司

在變電站設計和施工中，土建基礎設計和處理是一個關鍵的工程，提高變電站的質量和使用性能起著重要的作用。本文根據實例闡述了變電站土建基礎設計和處理技術。

變電站；土建；基礎；地基；換填；強夯

1　、工程概況

某變電站場址長為64m，寬為47m，擬建建、（構）筑物主要有生產配電綜合樓、主變基礎及油坑、水泵房、消防水池、事故油池、獨立避雷針、主變防火墻、消防小室、化糞池、站內道路、輕質折疊有軌大門、進站公路。擬建場地采用獨立樁基礎、條形基礎，預計基礎埋深至基巖中風化約3.40～12.00m

2　、場地地質情況

場地周邊未見有江和河、湖等水體通過，勘察場區位于斜坡一帶，場地原來地形較平緩，現整個場地上部土層為修建半山逸城B 區建筑開挖山體后形成的棄渣堆放， 成分為砂質泥巖、砂巖碎塊石夾粉質粘土及建筑施工棄渣；下覆基巖為砂質泥巖、砂巖。地下水主要受大氣降水補給為主，地下水隨季節性變化而變化，水文地質條件簡單。擬建場地土層主要由第四系人工填土層（Q4me）和白堊系下統蒼溪組（（K1c）兩部分組成。人工填土層（Q4me）為主要為修建半山逸城B 區建筑及山體開挖堆積的棄渣，基巖為白堊系下統蒼溪組（K1c）為砂質泥巖、砂巖。人工填土層（Q4me）石質成分主要為強、中風化砂巖及砂質泥巖。該層分布于整個勘察區，堆積層主要是北西部修建半山逸城B 區時開挖后的棄渣等堆填而成。據鉆探揭露該層塊石含量約占10%， 碎石含量約占25%， 角礫及砂粒含量約占15%，余為粉、粘粒等， 揭露厚度達4.50m （ZK03）～10.00m（ZK05）。

3　、基礎設計

建筑物所采用的基礎形式，不僅要考慮到建筑結構所傳下來的荷載大小，而且要考慮變電站地址的地質情況，通常情況下可以使用樁基礎和獨立基礎， 但很少使用條形基礎和筏式基礎。依據變電站所在地的地質情況來確定具體的處理方案，若地區的地基情況較好，則可以使用天然地基；若該地的填土層較厚時，則可以對其使用強夯法進行處理；若該地有厚度較大的淤泥層時，則可以考慮使用預壓法、灌注樁、管樁、水泥土攪拌樁等方法進行處理。

通過地面調查、鉆探、室內試驗及資料綜合分析：場地內分布的第四系人工填土層連續分布，承載力低，不能選作基礎持力層；強風化基巖巖體破碎，巖質軟，風化裂隙較發育，承載力相對較低，因此強風化巖層不宜作基礎持力層；中風化砂巖、砂質泥巖，巖體較完整，承載力相對較高，是場地建筑物較理想的基礎持力層。

根據擬建場地巖、土體工程地質特征，結合擬建建筑物的結構、場地地基基礎持力層的工程地質特征，建議擬建建筑物基礎形式以獨立柱基礎或樁基礎為主，樁基礎應置于入中風化基巖深度為3～5倍樁徑，另外可以采用板式基礎，應符合《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）有關規定；同時基礎應穿過因爆破施工而破壞的巖體，選擇整體狀結構、抗壓強度較高的巖體作為基礎持力層，以確保基礎的穩定性，其它技術要求嚴格按有關規范執行。

生產配電綜合樓基巖埋深較大， 建議采用獨立柱基礎或樁基礎應置于入中風化基巖深度為3～5 倍樁徑，樁基持力層選在中風化巖體中（嵌入一定深度內），應選在恰當的標高位置，同時應確保基礎底面標高相差值在允許范圍內，可采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁基礎。

通過勘察， 場區內的鉆孔揭露堆積土約4.50～10.00m，根據甲方提供場地平整后的設計標高為503.00～503.72m，至中風化完整基巖約3.40～8.60m，如采用該層堆積層作擬建物的地基，建議應先對堆積層進行分層碾壓、夯實處理或換填后再進行填筑。

4　、基礎處理

4.1施工準備

清除表層土30cm 后，平整場地，進行表層松散土碾壓，修筑施工便道。查明強夯場地范圍內地下構造物及管線的位置，確保安全距離及高程，并采取必要措施，防止因強夯施工造成破壞。測量放線，定出控制軸線、強夯施工場地邊線，并在不受強夯影響的地點，設置水準基點。依據設計要求，通過試驗段施工，對夯前、夯后的地基土采用壓實度檢測、靜力觸探等方法進行檢測，驗證設計夯擊能、夯點間距、夯擊遍數是否能滿足地基承載力、地基壓實度達到設計要求，有效加固深度是否滿足設計要求，為砂土地基強夯處理提供施工技術參數和施工工藝方法。

4.2施工方法

（1）清表并平整施工現場，當現場地基土軟弱時，預先鋪設砂石墊層50cm。

（2）夯錘進場后必須標定夯錘重量，根據以下公式來確定落距：錘重（kN）×落距（m）=2000kN·m錘重（kN）×落距（m）=3000kN·m

（3）根據設計圖紙用白灰標出第一遍夯點位置，夯點按正方形布置，間距為4m，在夯區2m 外布置護樁，確保第二遍夯點放樣準確，并測量夯前原地表高程。

（4）起重機就位，夯錘置于夯點位置。

（5）測量夯前錘頂高程，按由外向內、間隔跳打的原則進行夯擊。

（6）將夯錘吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘傾斜時，應及時將坑底整平，重新進行夯擊。

（7）重復⑹步驟，按設計規定的夯擊次數（第一遍12 擊、第二遍10 擊）及控制標準（最后兩擊的平均夯沉量小于5cm）完成每一個夯點的夯擊。

（8）換夯點，重復步驟（4）～（7），完成第一遍全部夯點的夯擊施工。

（9）用推土機將夯坑填平，并測量平整后的地表高程。

（10）強夯第一遍到第二遍夯點之間應不少于7d 間歇時間，如果產生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現較大隆起時，不能繼續夯擊，要等超孔隙水壓力大部分消散后，再夯下一遍。本試驗段無間歇時間，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后用設計規定的低能量（600kN ·m 和800kN·m）滿夯2 遍，每遍點2 擊。將場地表層松土夯實，下一夯擊點與前一夯擊點搭接長度為1/3 夯錘直徑，依次連續進行，直至滿夯結束，滿夯結束后測量夯后地表高程。

（11）采用靜力觸探方法測定復合地基承載力，設計要求大于200kPa，采用環刀法測定復合地基壓實度，設計要求達到93%，采用室內土工試驗檢驗濕陷系數是否消失。試驗段取樣數不少于3 處，取土深度分別為50cm、100cm、150cm、200cm、250cm。

（12）強夯后，用砂石換填，先鋪0.3m 壓實，壓實后在鋪0.3m壓實， 以此方式換填1.5m 后采用平地機將地基土整平，再用大于22T 的重型振動壓路機碾壓至表面無輪跡， 壓實度達到設計要求。

結語

綜上所述，在變電站土建施工中，基礎的設計和處理施工是十分重要的。對于基礎的設計需要根據地質勘察的結果對地基基礎性質進行勘察和研究， 以勘察結果為基礎選擇合理的基礎方式，遇到不良地質情況需要根據實際情況采取合理的地基處理方法，保證地基的穩定。

［1］ 巫尚吉.變電站不良地基及處理方法［J］.現代物業（上旬刊），2011（08）：94～95.