某變電站地基沉降處理

陳祿俊

云南送變電工程公司 云南省昆明市 650000

摘要：某變電站建成約3個(gè)月后，電纜溝、主變室、10kV室以及局部散水等發(fā)生沉降。其中配電室電纜溝沉降最為嚴(yán)重，沉降在200～300mm，1-4軸與C-A軸之間形成水流沖切通道，局部產(chǎn)生塌陷；主變部分沉降較輕，平均沉降約為100mm，沉降差約為30mm。變電站地基沉降分析及加固處理是眾多問(wèn)題中的核心問(wèn)題，本文對(duì)地基沉降的治理措施談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

關(guān)鍵詞：變電站；沉降處理；分層夯實(shí)；高壓注漿

1、主變基礎(chǔ)承載力復(fù)核及沉降計(jì)算

1.1計(jì)算參數(shù)選取

主變基礎(chǔ)基本尺寸為5.5mX4.0m的獨(dú)立基礎(chǔ)，厚度為0.7m埋深為-1.5m，下覆分層壓實(shí)填土。主變基礎(chǔ)混凝土體積約為19m3，重量約為42噸；主變重約57噸，基礎(chǔ)及主變荷載合計(jì)為99噸，計(jì)算時(shí)取100噸。填土厚度取2.5-1.5=1.0m，壓縮模型取為5MPa（一般分層壓實(shí)的粘性土層壓縮模量約為6.0～7.0MPa），承載力取為100kPa，其余土層見(jiàn)地勘報(bào)告（主變下覆地基土層剖面近似取為圖1）。地基的承載力和沉降計(jì)算結(jié)果如下：

圖1 主變地基土層剖面

1.2計(jì)算結(jié)果

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011

上部荷載及承臺(tái)重引起壓應(yīng)力P上= 45.45kPa（面積22.00m*m）

承臺(tái)底土本身壓應(yīng)力P土 = 1.20kPa

承臺(tái)底平均附加應(yīng)力 P0 =44.25kPa

基底深度HP=1.56，水頭深度 HW = 20.06，平均容重AVEGAM=20.00

壓縮深度 Z = 7.800（m）

壓縮深度處：厚度DZ=0.60（m），模量Es=7000.（kPa），壓縮量=0.605（mm）

∑S =27.05（mm）

沉降修正，地基規(guī)范GB50007-2011

N= 1.06 S=28.54

規(guī)范經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ψs=1.0551

計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ψ=1.0000

修正后沉降量 S= 28.54（mm）

1.3結(jié)論

基底壓力44.25kPa<100kPa，承載力滿足要求；地基土層壓縮厚度取為7.8m，沉降量約為29mm。地基壓縮變形較小，原設(shè)計(jì)滿足工程要求。

2、原因分析

發(fā)生沉降的原因在于電纜溝及設(shè)備基礎(chǔ)等埋置于未經(jīng)分層夯實(shí)處理的回填土層上，近日降雨較多，場(chǎng)地排水措施尚未完善，導(dǎo)致雨水浸入地基，發(fā)生沉降。具體如下：

2.1地基受雨水浸泡發(fā)生軟化而導(dǎo)致沉降

變電站自建成后，并未發(fā)生沉降，場(chǎng)地保持穩(wěn)定，地基承載力滿足要求，見(jiàn)基底壓力計(jì)算（基礎(chǔ)壓力并未超過(guò)地基承載力，否則建成時(shí)即發(fā)生破壞）。近日來(lái)普降暴雨，場(chǎng)地四處積水，滲入基礎(chǔ)，導(dǎo)致地基軟化，產(chǎn)生沉降。

2.2施工質(zhì)量存在問(wèn)題

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在基本不存在荷載的電纜溝、散水等設(shè)施處，地面下陷，電纜溝、散水等開(kāi)裂嚴(yán)重（見(jiàn)圖2、圖3）。其原因在于施工單位認(rèn)為該部分不存在荷載，填土隨意施工，沒(méi)有嚴(yán)格進(jìn)行分層夯實(shí)，設(shè)備基礎(chǔ)及電纜溝處于未經(jīng)分層夯實(shí)處理的回填土層上，導(dǎo)致土體受浸后在自重下即產(chǎn)生沉降。

經(jīng)調(diào)查，沉降嚴(yán)重的電纜溝回填土深度約為4.5m，沉降較輕的主變正下方回填土深度約為1.0m，四周約為4.5m?；靥钔林饕獮殡s填土，其中粘性土所占比例最大。

圖2：靠近墻壁處開(kāi)裂的電纜溝

圖3：墻邊傾斜的檢修箱

2.3監(jiān)理工作存在漏洞

根據(jù)地勘報(bào)告，該處存在一定厚度的回填土，平均厚度約為2m～3m，考慮到該土層厚度僅為鉆探孔點(diǎn)處真實(shí)情況，遠(yuǎn)離鉆探孔點(diǎn)的地方，由于原始地形的不確定性，填土厚度可能發(fā)生極大變化，因此需要監(jiān)理根據(jù)實(shí)際開(kāi)挖情況，認(rèn)真記錄并反饋給設(shè)計(jì)和地勘，驗(yàn)槽后方可澆筑基礎(chǔ)。但主變基礎(chǔ)施工時(shí)，并未通知設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)槽，也沒(méi)有相關(guān)驗(yàn)槽記錄、分層壓實(shí)記錄和相關(guān)檢測(cè)記錄。

3、主要處理措施及相關(guān)要求

針對(duì)本工程特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)情況，采取內(nèi)外處理雙重措施。外部處理措施為隔斷地表水，切斷沉降誘因；內(nèi)部處理措施為充填、加固回填土體，降低其滲透性，防止土體自身壓縮沉降。

3.1外部措施及要求

外部措施用于場(chǎng)地內(nèi)-綜合樓外側(cè)的范圍內(nèi)，要點(diǎn)如下：

（1）重新分層夯實(shí)原場(chǎng)地內(nèi)填土，控制壓實(shí)系數(shù)不低于0.90；房屋散水及有溝道處為重點(diǎn)夯實(shí)區(qū)，壓實(shí)系數(shù)不得低于0.94。夯實(shí)時(shí)應(yīng)控制填土含水率，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及施工條件摻入一定比例的碎石，分層厚度為20-30cm一層。

（2）原場(chǎng)地土夯實(shí)檢驗(yàn)合格后，重新修復(fù)室外的電纜溝道等設(shè)施。電纜溝底采用100mm厚C20鋼筋混凝土，配筋為溝縱向：φ8@200，溝橫向：φ6@200；溝底墊層為60mm厚C10素混凝土，墊層每邊比溝底寬100mm。溝壁采用MU10免燒磚和M5水泥砂漿砌筑，溝壁厚240mm。溝蓋板及過(guò)水渡槽板按原設(shè)計(jì)圖紙。電纜溝每隔10m分段設(shè)沉降縫，縫寬10mm，縫內(nèi)用瀝青麻絲填塞。

（3）散水外圍由于基坑開(kāi)挖回填土未進(jìn)行分層夯實(shí)，形成地表水下滲通道，并向室內(nèi)貫通形成泄水通道，應(yīng)及時(shí)采用粘土分層夯實(shí)進(jìn)行有效封堵。

（4）施工單位按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)置、完善場(chǎng)地排水設(shè)施，局部排水坡度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但應(yīng)保證排水暢通。

（5）在保證以上措施有效執(zhí)行，回填土密實(shí)度達(dá)到前述第一條要求的前提下，將道路與綜合樓四周的空地全部采用100mm厚C20混凝土硬化，混凝土與綜合樓應(yīng)用油氈隔開(kāi)。

3.2.內(nèi)部措施及要求

內(nèi)部措施用于綜合樓內(nèi)部及散水范圍內(nèi)，要點(diǎn)如下：

（1）對(duì)配電室已有電器設(shè)備及相關(guān)電纜采取切實(shí)有效的保護(hù)措施，清理電纜溝道及其他沉降部位；拆除主變室中性點(diǎn)接地設(shè)備及其支柱、電纜橋架支柱、檢修箱等設(shè)備，對(duì)主變壓器采取切實(shí)有效的保護(hù)措施。

（2）上述工作完成后，在發(fā)生沉降的區(qū)域澆筑C15混凝土作為地面封堵層。封堵層低于原設(shè)計(jì)標(biāo)高100mm，封堵層厚度不小于100mm，局部開(kāi)裂變形的地坪應(yīng)進(jìn)行拆除后再進(jìn)行封堵，以保證封堵效果。封堵區(qū)域包括配電室、主變室及電纜溝道等。

（3）封堵完成后，對(duì)地基進(jìn)行灌漿處理。灌孔按梅花形布置，間距1.2m。漿體采用普通硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)不得低于32.5級(jí)）制備，水灰比控制在0.60～1.00之間，配電室地基灌漿時(shí)，漿體可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況添加水泥投量30%的粉煤灰進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。灌漿次序：把射管一次沉入整個(gè)深度后自下而上分段連續(xù)灌漿，直至孔口為止。灌漿壓力控制在0.6MPa～1.5MPa之間，灌漿宜間隔跳灌進(jìn)行，全面灌漿前應(yīng)抽取4個(gè)相鄰的灌漿孔進(jìn)行試灌，若孔內(nèi)發(fā)生串漿，可適當(dāng)加大灌漿孔距離。正式灌漿時(shí)，應(yīng)密切注意地面跑漿現(xiàn)象，并及時(shí)采取有效措施，防止?jié){液滲透進(jìn)入電纜溝道，淹埋電纜管線，避免影響線纜等設(shè)備設(shè)施。應(yīng)優(yōu)先對(duì)配電室北面散水部位進(jìn)行灌漿處理，該處為水流沖切源頭。單位灌漿量取0.28～0.35m3，在規(guī)定的灌漿壓力下，孔段吸漿量小于0.6L/min，延續(xù)30min 即可結(jié)束灌漿，或孔段單位吸漿量大于理論估算值時(shí)也可結(jié)束灌漿。

（4）灌漿完成后，應(yīng)檢驗(yàn)灌漿效果，休止至少7天，并連續(xù)監(jiān)測(cè)地基沉降情況。將監(jiān)測(cè)結(jié)果報(bào)予設(shè)計(jì)，如結(jié)果理想，方可進(jìn)行下一步工作，否則應(yīng)重新采取處理措施，直至滿足要求為止。

4、結(jié)論

經(jīng)過(guò)處理，改變電站地基沉降得到有效控制。在隨后的2年里，現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)表明該場(chǎng)地地基處于穩(wěn)定狀態(tài)，分層夯實(shí)回填配合高壓灌漿適用于地基沉降處理，具有良好的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐林海. 軟弱地基變電站沉降問(wèn)題的分析與處理[J].浙江電力.2006（05）

[2]蔣瑩. 地基沉降監(jiān)測(cè)之一例[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì).2005（01）