對變電站土建工程基礎(chǔ)施工的探討

張熠

摘要：在所有的輸配電的工程建設(shè)項(xiàng)目中，對于變電站的資金投入較大，而且其技術(shù)含量也較高，變電站的土建工程主要服務(wù)于輸變電設(shè)備。因此，土建工程質(zhì)量的好壞對變電站的運(yùn)行安全起到至關(guān)重要的保障作用。本文作者簡述了變電站的工作流程，并針對不良地質(zhì)條件下變電站建筑物的不同特點(diǎn)進(jìn)行對變電站土建工程基礎(chǔ)施工的技術(shù)探討，并提出相關(guān)方案建議。

關(guān)鍵詞：變電站 土建工程 基礎(chǔ)施工 不良地基

中圖分類號(hào)： TU271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1672-3791（2015）02（b）-0000-00

變電站的土建施工不僅要具備較高的工程質(zhì)量，同時(shí)還要保證變電站電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，因此，變電站的土建工程的施工是整個(gè)變電站工程的主要基石，關(guān)系到整個(gè)工程的使用與運(yùn)行，但是由于變電站的選址受到一定的系統(tǒng)控制，因此具備的地質(zhì)條件大多不太理想，而且土建工程所包含的內(nèi)容又較為復(fù)雜，這為變電站的土建工程基礎(chǔ)施工提出了一大考驗(yàn)。本文筆者通過對變電站建筑物的不同特點(diǎn)與保障變電站土建工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的介紹，進(jìn)一步分析在不良地質(zhì)條件下變電站土建工程基礎(chǔ)施工的處理技術(shù)，并最終提出對變電站土建地基與基礎(chǔ)的建設(shè)方案建議。

1對變電站土建基礎(chǔ)施工中的不良地基的分析

1.1常見的幾種不良地基及出現(xiàn)的理由

因?yàn)樵谶x擇變電站站址時(shí)受到系統(tǒng)的一定制約，容易出現(xiàn)以下幾種不良地基：第一，當(dāng)變電站的站址選在處于坡底的沖積平地上時(shí)，雖然此地點(diǎn)表面看上去較為平整，但因?yàn)槭亲罱鼛啄瓴判纬傻模虼朔浅Ｈ菀资艿缴剿那治g。第二，當(dāng)變電站的站址選在具有較大高差的地形上時(shí)，要選進(jìn)行挖填與平衡，由于要填較深的土，且填土的部分面積較大又存在著不規(guī)則性，雖然其表面部分要經(jīng)過一定的碾壓，但是施工工期過短，并未能全部壓實(shí)且易產(chǎn)生預(yù)沉降。第三，對電變站的站址選擇時(shí)，如果有一部分或者全部都在水田或是水塘中的時(shí)候，田中都存在著大量的淤泥。

1.2不良地基對變電站土建基礎(chǔ)施工的影響

結(jié)合上述幾種情況都非常容易出現(xiàn)軟弱地基或是本身就屬于軟弱地基，基于種種不可預(yù)見的情況都可以形成各種各樣的不良地基，由于其承載力較小，上部結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生不均勻沉降，雖然變電站的建筑物結(jié)構(gòu)較為獨(dú)立，但是其中的電力設(shè)備與管線相連接，在發(fā)生不均勻沉降時(shí)，自身結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，同時(shí)引起電力設(shè)備與管線的變形和破壞，最終導(dǎo)致電力安全事故的發(fā)生。

2在不良地基條件下的處理方案及建議

2.1對變電站建筑物基礎(chǔ)的處理建議

通常的變電站建筑物主要有主控制樓與高壓配電室等，在作變電站的整體布置規(guī)劃時(shí)首先要考慮到各電壓等級的出線方向，布置建筑物時(shí)要遵從于電氣的布置，一般情況下設(shè)計(jì)者都會(huì)考慮到要將建筑物布置在地質(zhì)條件良好的位置上，但有些時(shí)候還是會(huì)有一部分甚至全部的建筑物需要布置在不良地質(zhì)的地基上。一般在設(shè)計(jì)之前，多會(huì)對整個(gè)站址進(jìn)行一次地質(zhì)的勘察，若是勘察結(jié)果顯示整個(gè)站址的地基承載力都不能滿足設(shè)計(jì)的要求，或者是站址所處填土區(qū)填土較深時(shí)，設(shè)計(jì)者會(huì)選擇像樁基礎(chǔ)等比較適合的基礎(chǔ)，在多數(shù)情況下，變電站的建筑物基礎(chǔ)都是獨(dú)立柱基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)。那么在施工的過程中，將基礎(chǔ)基坑挖到所設(shè)計(jì)的標(biāo)高時(shí)，要進(jìn)行基底上質(zhì)的觸探實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足地基承載力的設(shè)計(jì)要求時(shí)，才能進(jìn)行下一道工序。若是實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，就應(yīng)做進(jìn)一步處理，下面介紹一下通常的處理方式：第一，觀察地形圖與土方圖，如果建筑基礎(chǔ)處于填土區(qū)填土不深的位置上，要繼續(xù)進(jìn)行開挖，直至挖到老土以下滿足設(shè)計(jì)要求的持力層為止，然后用片石與強(qiáng)度為M10的水泥砂漿進(jìn)行砌筑，以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為準(zhǔn)。第二，在條形基礎(chǔ)上，當(dāng)出現(xiàn)地基承載力同設(shè)計(jì)要求差度不大的情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的驗(yàn)算，并依據(jù)驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行擴(kuò)大，以達(dá)到對基底壓應(yīng)力的減小作用。第三，在獨(dú)立柱基礎(chǔ)上，可以降低基底標(biāo)高到原土下，這時(shí)底層柱的長細(xì)會(huì)相應(yīng)變大，設(shè)計(jì)部門就要及時(shí)對柱的結(jié)果進(jìn)行重新驗(yàn)算并修改原來的設(shè)計(jì)。第四，在局部基礎(chǔ)位于軟弱土層上時(shí)，一時(shí)間判斷不出此土層的厚度，可用擠密法對地基承載力加以提高。第五，在建筑基礎(chǔ)處于填土區(qū)填土較深的位置時(shí)，可用強(qiáng)夯法來提高地基的承載力。

2.2對變電站建筑物中變壓器與構(gòu)架基礎(chǔ)的處理建議

變電站建筑物中的變壓器與構(gòu)架基礎(chǔ)都是獨(dú)立的基礎(chǔ)，但由于兩者上部的設(shè)備與管線是相連的，所以控制其沉降在允許的范圍內(nèi)，按照相關(guān)的規(guī)范要求沉降必須控制在10mm以內(nèi)。在建筑基礎(chǔ)位于不良地基上時(shí)，要根據(jù)實(shí)際施工的不同情況采取以片石墊層、擴(kuò)大基底面積或者是擠密樁法以及強(qiáng)夯法加以處理，還有上面提到的樁基礎(chǔ)，用于處理大部分基礎(chǔ)位于深填土區(qū)時(shí)的處理。

2.3對變電站建筑物中電纜光與排水管道基礎(chǔ)的處理建議

在變電站建筑物中，電纜溝與排水管道大多為條形基礎(chǔ)，它具備上部結(jié)構(gòu)自重小且長度長的特點(diǎn)，因此，局部位置可采用以片石墊層并擴(kuò)大基底面積的方法。若是整體基礎(chǔ)都采用此法的話，會(huì)大大增加工程的造價(jià)。下面介紹其他幾種比較適合的處理方法：第一，當(dāng)基礎(chǔ)建筑在1-4m厚的軟弱土層上時(shí)，可挖去一定范圍內(nèi)的軟弱土層，將一定配合比的灰土以最優(yōu)含水量情況做分層回填，并進(jìn)一步夯實(shí)、壓實(shí)。在在這一過程中，一定要注意控制材料中石灰用量的控制，它的強(qiáng)度與灰土的用量成正比關(guān)系增加，在超過了一定的限值后，則增加很小，并逐漸減小，經(jīng)實(shí)踐證明1：9比例的灰土只能發(fā)揮對土的改善與壓實(shí)性能，2：8或是3：7比例的灰土是最優(yōu)質(zhì)選擇的含灰比率，但具體情況還要考慮到石灰等級的影響。另一方面，在進(jìn)行了人工壓實(shí)后，若灰土墊層比例為3：7，則壓實(shí)系數(shù)在0.97，干土重度大于14.5-15.0kN/W時(shí)，承載力要求在300KPA以上。若灰土墊層比例為2：8，則壓實(shí)系數(shù)為0.97，干土重度大于14.8-15.5KN/W時(shí)，承載力要求在300KPA。土在這里的作用不僅僅是填料，而且它也參與了化學(xué)反應(yīng)，土里面的黏料、膠粒都具有一定的活性與膠結(jié)性，其含土量越多，灰土的強(qiáng)度就越高。但是按照相關(guān)的規(guī)程中要求灰土墊層中的土粒粒徑不能大于15mm。然后再談對灰土進(jìn)行質(zhì)量的檢驗(yàn)，用環(huán)刀進(jìn)行取樣，進(jìn)行干土重度的測定，按其壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定，一般情況下為0.93-0.95，管道基礎(chǔ)的壓實(shí)系數(shù)為0.95，最小也要在0.90以上。所填墊層的厚度一定要能滿足對其上部結(jié)構(gòu)壓力的承載要求，依據(jù)溝槽的寬度來確定墊層的寬度，若是回填土或者淤土等區(qū)域，進(jìn)行墊層處理的范圍就要適當(dāng)擴(kuò)大。第二，當(dāng)基礎(chǔ)建在軟弱地質(zhì)上時(shí)，還可將基坑下的部分或者全部軟弱土挖去，然后進(jìn)行回填素土并分層夯實(shí)，一般多用于對管徑處于淤泥區(qū)域不大時(shí)的基礎(chǔ)處理。第三，用砂與砂石對基礎(chǔ)下進(jìn)行墊層，墊層的寬度不但要考慮到應(yīng)力擴(kuò)散的要求，還要考慮到墊層側(cè)面容許的承載力，如果墊層的寬度不足，可能發(fā)生基礎(chǔ)大幅度沉降的現(xiàn)象。另外，墊層的材料必須選用級配良好且質(zhì)地堅(jiān)硬的，以充分發(fā)揮墊層的作用。

3結(jié)束語

綜上所述，變電站土建工程的質(zhì)量關(guān)系到整體變電站運(yùn)行的安全性，需要相關(guān)工作人員對其基礎(chǔ)施工所處各種不良地質(zhì)進(jìn)行不斷的分析研究，使土建工程更好的服務(wù)于變電站的工作運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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