變電站地基沉降分析及不良地基條件下基礎(chǔ)處理研究

王麗 徐銳

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動(dòng)著我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)步，為了滿足現(xiàn)代城市建設(shè)的切實(shí)需求，變電站的大規(guī)模建設(shè)成為了必由之路。而從技術(shù)的層面來(lái)看，變電站的建設(shè)并非是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工程項(xiàng)目，其所需要考慮的因素復(fù)雜多樣，尤其是在建設(shè)過(guò)程中更需要充分考慮到變電站基地的沉降，只有確保變電站建設(shè)的基地條件良好，才能為變電站工程質(zhì)量以及安全性提供最為堅(jiān)實(shí)的保障。本文將以此為出發(fā)點(diǎn)，淺談變電站地基沉降以及不良地基條件下基礎(chǔ)處理的方法，旨在為相關(guān)技術(shù)的更進(jìn)一步提供些許參考。

關(guān)鍵詞：變電站；地基沉降；地基條件；基礎(chǔ)處理

伴隨著各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的飛速更新，現(xiàn)代變電站的設(shè)計(jì)也開(kāi)始朝向多元化方向發(fā)展。在該工程領(lǐng)域當(dāng)中，地基的處理是一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，通常情況下，變電站的建設(shè)地址都會(huì)選擇在回填區(qū)，受到氣候與自然條件等等多方面的影響，這部分變電站的建設(shè)都會(huì)因雨水與干旱的作用產(chǎn)生不同程度的沉降。沉降的程度，也會(huì)受到不同區(qū)域土壤的特性以及設(shè)計(jì)施工的質(zhì)量和地質(zhì)承載力的強(qiáng)弱與自然氣候而定。而如果在變電站地基設(shè)計(jì)與處理過(guò)程中忽視這些因素，則可能會(huì)由于氣質(zhì)與氣候等影響而導(dǎo)致整個(gè)變電站的電氣設(shè)備傾覆，不僅會(huì)釀成重大事故有一定概率造成人員的傷亡，同時(shí)更會(huì)因此為國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。因此做好變電站地基沉降分析以及提升不良地基條件下的基礎(chǔ)處理質(zhì)量具有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。

一、變電站土建工程概述

變電站建設(shè)屬于土建工程的一個(gè)領(lǐng)域，但變電站本身具有著特殊的用途，因此該土建工程建設(shè)也具有著相應(yīng)的特殊要求。就變電站的主要特點(diǎn)來(lái)看，其可以概括為兩個(gè)方面：一方面，通常情況下為了滿足實(shí)際需求，變電站的建設(shè)選址都會(huì)分布于特定的區(qū)域，這類區(qū)域大多數(shù)情況下都具有著特殊的地形和地質(zhì)，但統(tǒng)一的特點(diǎn)均表現(xiàn)為地質(zhì)條件差，氣候也不甚理想，因此對(duì)于變電站的建設(shè)相對(duì)不利；另一方面，不同區(qū)域的變電站建設(shè)決定了工程占地面積的差異性，整個(gè)站內(nèi)的設(shè)備相互關(guān)聯(lián)，又相互獨(dú)立，并且種類繁多，電壓等級(jí)的不同決定著布線規(guī)模的不同[1]。

二、變電站地基沉降分析

變電站地基沉降，主要指的是土建工程地基的下沉，本文認(rèn)為，變電站地基沉降的主要原因通常來(lái)自于兩個(gè)方面，第一，地基夯實(shí)不到位。一般來(lái)講，變電站地基處理為了保證其穩(wěn)固性，通常需要采用換填法，即將下層的土壤置換為石夾土層，經(jīng)過(guò)夯壓工序使之形成堅(jiān)固的人工地基。而一旦此環(huán)節(jié)夯實(shí)工作不到位，則將為地基下沉留下隱患。第二，變電站基地排水設(shè)施不完善。水對(duì)于土質(zhì)具有著至關(guān)重要的影響，一旦變電站基地排水不暢通，則可能會(huì)因?yàn)樗拇罅慷逊e滲入基層導(dǎo)致基層機(jī)構(gòu)發(fā)生改變進(jìn)而引發(fā)下沉。

變電站地基的常用處理方法以目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以分為換填法、強(qiáng)夯法、注漿法、振沖法和樁基法，具體的方法選擇根據(jù)變電站所在的不同區(qū)域進(jìn)行切實(shí)選擇，本文在此不作探討。對(duì)于變電站地基沉降現(xiàn)象的處理，則有著更加嚴(yán)格的要求[2]。首先，應(yīng)當(dāng)從地基的設(shè)計(jì)上下足功夫，包括變電站的結(jié)構(gòu)類型、電力載荷量以及使用要求等等，切實(shí)將變電站地域周邊的地形、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)、土壤含水量、氣候環(huán)境等等方面納入到設(shè)計(jì)的考量范圍內(nèi)。其次據(jù)此展開(kāi)施工方案的具體設(shè)計(jì)，對(duì)地基加固原理、預(yù)期效果、耗材、設(shè)備以及工期等進(jìn)行全面考慮，尤其要充分重視周邊環(huán)境對(duì)地基的影響，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的地基建設(shè)方案。在方案敲定之后，需要對(duì)該方案進(jìn)行測(cè)試，確保預(yù)期效果能夠有效實(shí)現(xiàn)，并對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行整改。第一，戶外場(chǎng)地的選擇應(yīng)當(dāng)選擇大面積地區(qū)，有利于防止變電站的大面積下沉，對(duì)土地進(jìn)行處理之后，使之自然沉降一個(gè)雨季左右，用換填法進(jìn)行人工筑基[3]；第二，變電站內(nèi)道路的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)切實(shí)根據(jù)沉降統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在換填之后進(jìn)行全面觀察，進(jìn)行二次回填。設(shè)計(jì)校驗(yàn)之后繼續(xù)使用混凝土進(jìn)行地基的墊層，確保沉降能夠合理控制；第三，土層都有著不同程度的含水量，對(duì)于地基的影響作用不容忽視，因此應(yīng)采用壓力注漿法對(duì)地基進(jìn)行處理能夠通過(guò)注漿的填充將基層的水分和空氣充分排出，有利于增加地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性；第四，需要徹底檢查變電站內(nèi)的排水設(shè)施，遇到破損需要第一時(shí)間修復(fù)，避免因雨水等堆積造成的變電站地基土壤結(jié)構(gòu)變質(zhì)而引起下沉。對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)下沉的地基行二次換填法切實(shí)保證地基的抗壓系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)值的0.94以上。

三、不良地基條件下的基礎(chǔ)處理方法

在變電站工程建設(shè)中，變壓器均有著特定的構(gòu)架基礎(chǔ)，通常都是以獨(dú)立的形式存在，但內(nèi)部的設(shè)備之間又都相連，因此需要將變電站的沉降范圍控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，通常以1cm為限度。若地基地質(zhì)不良，則可根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的地基處理方法進(jìn)行處理。

相較于變壓器。構(gòu)（支）架等不良地基，電纜溝及排水道的不良地基具有自重輕，長(zhǎng)度長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此若想保證其有效加固，可采用灰土墊層或砂石墊層兩種方法。其中灰土墊層不良地基下部掏空，注入含水量科學(xué)的灰土加以加固，再回填土壤，從而起到加固作用[4]。相對(duì)的，砂石墊層則要計(jì)算墊層上方地基承載物重力情況，獲得相應(yīng)科學(xué)數(shù)據(jù)后，選擇合適砂石墊層法，來(lái)確保墊層支撐變壓器并有效防止沉降顯現(xiàn)發(fā)生。由此可見(jiàn)，科學(xué)選擇墊層方式將是有效加固不良地基方法，盡量貼合實(shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)度量，將可有效保證墊層方式的科學(xué)選擇。

四、結(jié)論

變電站是我國(guó)電力輸送的重要單位，作為重點(diǎn)民生工程，其安全性與穩(wěn)定性是業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。當(dāng)然，威脅變電站安全穩(wěn)定的主要原因多半為地基沉降及不良地基。因此為保證變電站安全穩(wěn)定使用，本文借由闡述變電站工程特點(diǎn)及發(fā)生沉降的具體原因，通過(guò)科學(xué)有效的處理手段，來(lái)保證地基沉降概率降至最低，不良地基可得到有效加固與修繕，從而保證變電站電力輸送的安全穩(wěn)定。（作者單位：國(guó)網(wǎng)寧夏電力設(shè)計(jì)有限公司）

參考文獻(xiàn)：

[1]羅伶.某變電站主變壓器基礎(chǔ)地基沉降分析與處理[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（02）：21-24.

[2]陳黎.淺析變電站基礎(chǔ)沉降與土建處理措施[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2013（Z2）：84+107.

[3]韋勝龍.淺談變電站土建基礎(chǔ)的處理技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014（06）：90-91.

[4]呂霞.變電站工程地基處理的實(shí)踐與機(jī)理探討[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2013（01）：22-28.