地基處理方案優化比較淺談

黃章武

（國網福建檢修公司 福建 福州 350013）

1.前 言

隨著地基處理設計水平的提高、施工工藝的改進和施工設備的更新，我國地基處理技術發展很快，對于各種不良地基，經過地基處理后，一般均能滿足建設要求。由于地基處理的適用范圍進一步擴大，地基處理項目的增多，用于地基處理的費用在工程建設投資中所占的比重不斷增大。因而，地基處理的設計和施工必須認真貫徹執行國家的技術經濟政策，做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環境，除了應滿足工程設計要求外，還應該做到因地制宜、就地取材、保護環境和節約資源。

2. 站址概況

變電站場地大部為荒草地，部分為農田，地勢較為平坦，高程介于1.18-1.62m。地貌上屬于濱海相沖淤積平原地貌單元。目前場地范圍內不存在邊坡，未發現影響本工程建設的諸如滑坡、巖溶、危巖和崩塌、地面沉降、采空區、泥石流等不良地質作用和地質災害。場地除有一約50m2的水塘外未發現埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石和地下管線等對工程建設不利的地下埋藏物。本區屬亞熱帶海洋性氣候，溫和濕潤，日照充足，雨量充沛。全年最高氣溫35℃，最低氣溫2℃，多年平均氣溫22℃，多年平均水面蒸發量1190mm，全年無霜期347天，累年年平均降雨量1017mm，累年年平均風速為3m/s，全年風速≥4級日數達300d以上，夏季7～9月份常遭臺風暴雨襲擊，一般歷時2～3天，時間短，雨量較集中，強度大，危害大。根據勘察期間所進行的地下水位觀測結果，場地內地下水的初見水位埋深為0.54-0.84m，地下水混合穩定水位埋深在0.35-0.60m之間，黃海高程在0.66-1.05m之間。據調查，地下水位變化幅度約0.50m，近期年平均最高水位高程為1.50m，場地內的地下水自北往南向場地外排泄。擬建場地周邊及附近范圍未發現有污染源存在，根據場地地質條件和氣候特征，本場地環境類別屬于Ⅱ類，按地層滲透性影響屬A型。場地內地下水以上土對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋的腐蝕等級為微腐蝕。

3.地基處理的必要性

根據地勘報告，現狀場地高程介于1.18～1.62m，地層結構自上而下依次有約0.4m的耕植土，①細砂（Ⅰ）、②淤泥、③細砂（Ⅱ）、④殘積粘性土、⑤全風化花崗巖、⑥砂土狀強風化花崗巖、⑦碎塊狀強風化花崗巖。室內地坪設計高程為3.0m，因此，場地平整后存在1.0～2.0米厚的回填土，其下伏1.0～1.5m厚的①細砂（Ⅰ），0.70～1.60m厚的②淤泥，可作為持力層的③細砂（Ⅱ）層頂高程-1.64～-0.82m，近期年平均最高水位高程為1.50m，根據以上資料分析，持力層埋深較大，地下水位較高，③細砂（Ⅱ）以上的土層地基承載力低，變形大，穩定性差，①細砂（Ⅰ）、②淤泥屬對震陷敏感的軟弱地層，因此，建（構）筑物不能采用天然地基，尤其對變電站這樣的重要電力樞紐工程，必須進行地基處理。

4.地基處理方法列舉

基礎的選型對工程的工期、成本影響很大。為了貫徹國網公司推行的建設“兩型一化”變電站的文件精神，按照變電站的功能要求，充分實現變電站全過程、全壽命周期內“資源節約、環境友好”，降低變電站建設成本。下面結合本站工程地條件，基于全壽命周期管理的理念分析，結合施工的工期的影響，實施難易度、方案可靠性等多方因素，對軟基處理方案進行比較，以便確定適合本工程的基礎方案，這是非常必要和負責任的。

強夯置換是強夯用于加固飽和軟粘土地基的方法。它是利用重錘高落差產生的高沖擊能將碎石、片石、礦渣等性能較好的材料強力擠入地基中，在地基中形成一個一個的粒料墩，墩與墩間土形成復合地基，以提高地基承載力，減小沉降。在強夯置換過程中，土體結構破壞，地基土體產生超孔隙水壓力，但隨著時間的增加，土體結構強度會得到恢復。粒料墩一般都有較好的透水性，利于土體中超孔隙水壓力消散產生固結。強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟～塑流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。

CFG樁是是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的一種具有一定粘結強度的樁。CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復合地基共同工作。CFG樁適用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。CFG樁是在碎石樁的基礎上發展起來的，屬復合地基剛性樁，嚴格意義上說，是一種半柔半剛性樁。另外，它吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優點。施工工藝與普通振動沉管灌注樁一樣，工藝簡單；與振沖碎石樁相比，無場地污染，振動影響也較小。第二，所用材料僅需少量水泥，便于就地取材。第三，受力特性與水泥攪拌樁類似。

樁基是軟土地基基礎處理的一種最傳統、最普遍、應用最廣泛、也是最可靠的方法之一。主要的樁型有：灌注樁和預制樁。灌注樁具有造價低、設備簡單、施工操作簡便、工期短等優點。同時，也存在承載力低，受施工方法及施工人員的因素影響較大，往往因施工方法和工藝不當會造成縮頸、隔層、斷樁、夾泥等問題，嚴重地影響到成樁質量和樁的承載能力。并且，在遇到淤泥層時的處理亦比較困難。當持力層的埋深較深時，由于樁長受到樁架高度的限制，亦無法滿足使用要求。預制樁具有制作方便，施工速度快，承載力高的特點。預制樁特別是高強預應力管樁得到廣泛的應用。由于樁身強度高，承載力大，適用的范圍更廣，可以方便地穿越淤泥層。對于荷載較大，沉降控制要求高的建構筑物，如變電站主體，采用樁基礎是比較適宜的，但是對于一層地面及場地的地基處理，樁基礎無法起到有效地加固作用，存在一定的局限性。

5.地基處理方案比較

合理的地基處理方案確定，要結合場地工程地條件，綜合考慮施工工期、工程造價、實施難易度、方案可靠性等多方面因素，本著“安全、經濟、可靠、省時、適用”的原則，綜合比較各種可行的地基處理方法的優缺點，以及對本站應用的難易度、工程造價的影響，經過認真反復的比較和研究，根據建筑物荷載大小、沉降控制要求、重要性不同，分別采取不同的地基處理方案。

由上可知，CFG樁方案施工，具有施工難度小、安全可靠、工期短等優點，故本工程地基處理推薦采用CFG樁。由于場地尚未進行施工圖階段勘探，站內地層分布情況和有關參數尚不明確。所以，待施工圖階段勘探完成后，尚須進行進一步深化的優化設計，如最后勘探成果與本次成果有較大的差別，則需要根據實際情況重新研究并制定新的方案。