長治500 kV 變電站地基處理方法的研究

賈建勛

(中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原　030001)

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長治500 kV 變電站地基處理方法的研究

賈建勛

(中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原030001)

摘要:針對長治500 kV變電站的地質特點，結合該地區的工程地質特性，選取換填法作為地基處理方案，通過靜載試驗表明，最終確定的處理深度比原方案更合理，且節約了地基處理費用。

關鍵詞:變電站，地基處理，換填法

1　概述

黃土是干旱半干旱地區的沉積物，由于其特定的生成環境和存在的歷史環境，形成其明顯的柱狀節理和大空隙結構，這種獨特的結構性直接影響著黃土的力學性狀和工程性質。近年來，晉東南地區電力建設項目增多，并成為新的煤電基地，但該地區對Q2黃土的濕陷性質研究不是很深入，加之GB 50025—2004濕陷性黃土地區建筑規范并不能完全體現出區域性的特點，如果工程中嚴格按照GB 50025—2004濕陷性黃土地區建筑規范所推薦的區域系數來分析問題和進行地基處理，地基處理費用會很高。本文結合長治500 kV變電站的工程地質條件，考慮地基處理方案的可行性和費用概算，選取換填法作為地基處理方案進行研究。

2　地質情況

根據工程地質特性，將地基土分為2個大層、2個亞層，現分述如下:

①層黃土(粉質粘土)，Q3，棕黃、褐黃色，濕，頂部為厚0．6 m左右的耕土，孔隙較發育，垂直節理較發育，底部鈣質結核密集發育，具濕陷性，為高壓縮～中壓縮性土。濕陷起始壓力為80 kPa～100 kPa左右，一般層厚1．7 m～2．5 m。

②層分為兩個亞層:

②-1層黃土(粉質粘土)，Q2，褐紅、黃棕色，濕，硬塑，垂直節理較發育，鐵錳質結核、鐵錳質薄膜發育，土體多呈蒜瓣結構，鈣質結核發育，為中等～低壓縮性土。②-1層黃土(粉質粘土)頂部土層濕陷起始壓力為200 kPa～240 kPa，一般層厚5 m～8 m左右。

②-2層黃土(粉質粘土)，Q2，黃棕、棕黃色，濕，可塑，混鈣質結核，上部可見鈣質結核層，鐵錳質薄膜發育，中部局部夾有薄砂層，為中等～低壓縮性土，一般層厚大于12 m。

3　地基處理的確定

濕陷性黃土地基常用的處理方法有墊層法、灰土擠密法、強夯法、樁基礎法等。按照 GB 50021—2001巖土工程勘察規范(2009年版)和DL/T 5170—2015變電站巖土工程勘測技術規程，可行性研究階段巖土工程勘測應根據站址內建(構)筑物的要求，對地基處理方法進行評價，并提出推薦意見;初步設計階段勘測應確定建(構)筑物地基方案。從本場地的地質情況、施工簡便性及經濟性考慮，本場地地基處理方案初步確定為換土墊層法處理。灰土墊層法是將基礎底面下一定范圍內的軟弱土層挖去，用按一定體積比配合的灰土在最優含水量情況下分層回填夯實或壓實，適用于地下水位以上濕陷性黃土、淤泥、淤泥質土、素填土、雜填土等的淺層局部或整片處理，處理1 m～4 m濕陷土層，具有一定水穩性和抗滲性。根據處理濕陷性土層厚度不同，可以全部或部分消除濕陷性，并在一定程度上提高承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結，同時灰土墊層法施工簡便、速度快、施工質量容易保證，均可滿足本工程要求。以下從兩個階段進行研究。

3．1可行性研究階段處理深度的選擇

根據可行性研究階段巖土工程勘測報告，①層黃土(粉質粘土)，具濕陷性，為Ⅰ級非自重濕陷性黃土場地，濕陷厚度一般2．5 m～4．2 m左右，不宜直接作為變電站一般或主要建筑物的天然地基持力層。考慮地基處理方案采用換土處理，主控綜合樓按基底下換3．0 m、主變基礎按基底下換3．5 m，500 kV架構按基底下換3．0 m，500 kV架構、220 kV架構及設備支架基礎下按整片換2．0 m，設備支架基礎按基底下換2．0 m，需灰土60 000 m3，費用約500萬元。

3．2初步設計階段深度的研究確定

在初步設計階段巖土工程勘測中，對場地進行了天然狀態的地基土載荷試驗和現場浸水載荷試驗專題研究。天然狀態地基土載荷試驗，變電站主要建(構)筑物基礎埋深一般為2．0 m～2．5 m，故本次試驗在2．0 m和2．5 m處各做3個靜載荷試驗，共完成天然狀態地基土載荷試驗點6個。現場開展浸水靜載荷試驗主要確定濕陷性黃土起始壓力，在浸水飽和后的試坑里做了深度2．0 m和深度2．5 m的靜載荷試驗點各1個。根據GB 50025—2004濕陷性黃土地區建筑規范中在現場測定濕陷性黃土的濕陷起始壓力采用雙線法靜載荷試驗，對比試坑外和飽和后試坑內所做的靜載荷試驗，最后確定深度2．0 m處的濕陷起始壓力為160 kPa～200 kPa，深度2．5 m處的濕陷起始壓力為200 kPa～240 kPa。綜合確定②層黃土(粉質粘土)的承載力特征值定為220 kPa。

根據巖土工程報告和濕陷性黃土現場浸水載荷試驗的結果，初步設計階段地基處理采用換填法處理深度進行調整，對于主控綜合樓，采用整片換灰土墊層法處理，厚度1．0 m，寬出基礎外邊緣1．0 m;對于500 kV架構采用局部換灰土墊層法處理，厚度0．5 m，寬出基礎外邊緣0．5 m;500 kV設備支架采用局部換灰土墊層法處理，厚度1．0 m，寬出基礎外邊緣1．0 m;220 kV配電裝置場地和主變及無功補償裝置場地位于填方區，回填土厚度0．5 m～1．5 m，建(構)筑物基礎埋深1．5 m～2．5 m，基底約有2．5 m厚濕陷土層，采用局部換灰土墊層處理法，處理深度1．0 m～1．5 m;整個場地共需灰土15 400 m3，費用約120多萬元。

4　結語

根據本場地的地質情況、施工簡便性及經濟性考慮，本場地地

參考文獻:

［1］ 《工程地質手冊》編委會．工程地質手冊［M］．第4版．北京:中國建筑工業出版社，2007．

［2］GB 50025—2004，濕陷性黃土地區建筑規范［S］．

［3］DL/T 5170—2015，變電站巖土工程勘測技術規程［S］．

［4］GB 50021—2001，巖土工程勘察規范［S］．

中圖分類號:TU753．8

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0054-02

收稿日期:2016-04-09

作者簡介:賈建勛(1978-)，男，高級工程師基處理方案采用了換土墊層法處理，同時結合現場進行了靜載荷試驗，明確試驗結果，細化工程造價，節省地基處理費用約380萬元。

Study on foundation treatment of Changzhi 500 kV substation

Jia Jianxun
(Shanxi Electric Power＆Design Institute Limited Company，China Energy Construction Group，Taiyuan 030001，China)

Abstract:According to the analysis of the geologic conditions on Changzhi 500 kV substation and based on the project，the replacement cushion method is studied in the paper．Proves by the static loading test，the foundation treatment depth of the last destination is more rational to the before scheme，it saves the cost of the foundation treatment．

Key words:substation，foundation treatment，replacement cushion method