淺析變電站土建基礎(chǔ)設(shè)計中的處理技術(shù)

林宏峰

肇慶粵能電力設(shè)計有限公司

淺析變電站土建基礎(chǔ)設(shè)計中的處理技術(shù)

林宏峰

肇慶粵能電力設(shè)計有限公司

在變電站設(shè)計和施工中，土建基礎(chǔ)設(shè)計和處理是一個關(guān)鍵的工程，提高變電站的質(zhì)量和使用性能起著重要的作用。本文根據(jù)實(shí)例闡述了變電站土建基礎(chǔ)設(shè)計和處理技術(shù)。

變電站；土建；基礎(chǔ)；地基；換填；強(qiáng)夯

1　、工程概況

某變電站場址長為64m，寬為47m，擬建建、（構(gòu)）筑物主要有生產(chǎn)配電綜合樓、主變基礎(chǔ)及油坑、水泵房、消防水池、事故油池、獨(dú)立避雷針、主變防火墻、消防小室、化糞池、站內(nèi)道路、輕質(zhì)折疊有軌大門、進(jìn)站公路。擬建場地采用獨(dú)立樁基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)，預(yù)計基礎(chǔ)埋深至基巖中風(fēng)化約3.40～12.00m

2　、場地地質(zhì)情況

場地周邊未見有江和河、湖等水體通過，勘察場區(qū)位于斜坡一帶，場地原來地形較平緩，現(xiàn)整個場地上部土層為修建半山逸城B 區(qū)建筑開挖山體后形成的棄渣堆放， 成分為砂質(zhì)泥巖、砂巖碎塊石夾粉質(zhì)粘土及建筑施工棄渣；下覆基巖為砂質(zhì)泥巖、砂巖。地下水主要受大氣降水補(bǔ)給為主，地下水隨季節(jié)性變化而變化，水文地質(zhì)條件簡單。擬建場地土層主要由第四系人工填土層（Q4me）和白堊系下統(tǒng)蒼溪組（（K1c）兩部分組成。人工填土層（Q4me）為主要為修建半山逸城B 區(qū)建筑及山體開挖堆積的棄渣，基巖為白堊系下統(tǒng)蒼溪組（K1c）為砂質(zhì)泥巖、砂巖。人工填土層（Q4me）石質(zhì)成分主要為強(qiáng)、中風(fēng)化砂巖及砂質(zhì)泥巖。該層分布于整個勘察區(qū)，堆積層主要是北西部修建半山逸城B 區(qū)時開挖后的棄渣等堆填而成。據(jù)鉆探揭露該層塊石含量約占10%， 碎石含量約占25%， 角礫及砂粒含量約占15%，余為粉、粘粒等， 揭露厚度達(dá)4.50m （ZK03）～10.00m（ZK05）。

3　、基礎(chǔ)設(shè)計

建筑物所采用的基礎(chǔ)形式，不僅要考慮到建筑結(jié)構(gòu)所傳下來的荷載大小，而且要考慮變電站地址的地質(zhì)情況，通常情況下可以使用樁基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)， 但很少使用條形基礎(chǔ)和筏式基礎(chǔ)。依據(jù)變電站所在地的地質(zhì)情況來確定具體的處理方案，若地區(qū)的地基情況較好，則可以使用天然地基；若該地的填土層較厚時，則可以對其使用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理；若該地有厚度較大的淤泥層時，則可以考慮使用預(yù)壓法、灌注樁、管樁、水泥土攪拌樁等方法進(jìn)行處理。

通過地面調(diào)查、鉆探、室內(nèi)試驗(yàn)及資料綜合分析：場地內(nèi)分布的第四系人工填土層連續(xù)分布，承載力低，不能選作基礎(chǔ)持力層；強(qiáng)風(fēng)化基巖巖體破碎，巖質(zhì)軟，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，承載力相對較低，因此強(qiáng)風(fēng)化巖層不宜作基礎(chǔ)持力層；中風(fēng)化砂巖、砂質(zhì)泥巖，巖體較完整，承載力相對較高，是場地建筑物較理想的基礎(chǔ)持力層。

根據(jù)擬建場地巖、土體工程地質(zhì)特征，結(jié)合擬建建筑物的結(jié)構(gòu)、場地地基基礎(chǔ)持力層的工程地質(zhì)特征，建議擬建建筑物基礎(chǔ)形式以獨(dú)立柱基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)為主，樁基礎(chǔ)應(yīng)置于入中風(fēng)化基巖深度為3～5倍樁徑，另外可以采用板式基礎(chǔ)，應(yīng)符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）有關(guān)規(guī)定；同時基礎(chǔ)應(yīng)穿過因爆破施工而破壞的巖體，選擇整體狀結(jié)構(gòu)、抗壓強(qiáng)度較高的巖體作為基礎(chǔ)持力層，以確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，其它技術(shù)要求嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

生產(chǎn)配電綜合樓基巖埋深較大， 建議采用獨(dú)立柱基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)應(yīng)置于入中風(fēng)化基巖深度為3～5 倍樁徑，樁基持力層選在中風(fēng)化巖體中（嵌入一定深度內(nèi)），應(yīng)選在恰當(dāng)?shù)臉?biāo)高位置，同時應(yīng)確保基礎(chǔ)底面標(biāo)高相差值在允許范圍內(nèi)，可采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁基礎(chǔ)。

通過勘察， 場區(qū)內(nèi)的鉆孔揭露堆積土約4.50～10.00m，根據(jù)甲方提供場地平整后的設(shè)計標(biāo)高為503.00～503.72m，至中風(fēng)化完整基巖約3.40～8.60m，如采用該層堆積層作擬建物的地基，建議應(yīng)先對堆積層進(jìn)行分層碾壓、夯實(shí)處理或換填后再進(jìn)行填筑。

4　、基礎(chǔ)處理

4.1施工準(zhǔn)備

清除表層土30cm 后，平整場地，進(jìn)行表層松散土碾壓，修筑施工便道。查明強(qiáng)夯場地范圍內(nèi)地下構(gòu)造物及管線的位置，確保安全距離及高程，并采取必要措施，防止因強(qiáng)夯施工造成破壞。測量放線，定出控制軸線、強(qiáng)夯施工場地邊線，并在不受強(qiáng)夯影響的地點(diǎn)，設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)。依據(jù)設(shè)計要求，通過試驗(yàn)段施工，對夯前、夯后的地基土采用壓實(shí)度檢測、靜力觸探等方法進(jìn)行檢測，驗(yàn)證設(shè)計夯擊能、夯點(diǎn)間距、夯擊遍數(shù)是否能滿足地基承載力、地基壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求，有效加固深度是否滿足設(shè)計要求，為砂土地基強(qiáng)夯處理提供施工技術(shù)參數(shù)和施工工藝方法。

4.2施工方法

（1）清表并平整施工現(xiàn)場，當(dāng)現(xiàn)場地基土軟弱時，預(yù)先鋪設(shè)砂石墊層50cm。

（2）夯錘進(jìn)場后必須標(biāo)定夯錘重量，根據(jù)以下公式來確定落距：錘重（kN）×落距（m）=2000kN·m錘重（kN）×落距（m）=3000kN·m

（3）根據(jù)設(shè)計圖紙用白灰標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，夯點(diǎn)按正方形布置，間距為4m，在夯區(qū)2m 外布置護(hù)樁，確保第二遍夯點(diǎn)放樣準(zhǔn)確，并測量夯前原地表高程。

（4）起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置。

（5）測量夯前錘頂高程，按由外向內(nèi)、間隔跳打的原則進(jìn)行夯擊。

（6）將夯錘吊到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘傾斜時，應(yīng)及時將坑底整平，重新進(jìn)行夯擊。

（7）重復(fù)⑹步驟，按設(shè)計規(guī)定的夯擊次數(shù)（第一遍12 擊、第二遍10 擊）及控制標(biāo)準(zhǔn)（最后兩擊的平均夯沉量小于5cm）完成每一個夯點(diǎn)的夯擊。

（8）換夯點(diǎn)，重復(fù)步驟（4）～（7），完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊施工。

（9）用推土機(jī)將夯坑填平，并測量平整后的地表高程。

（10）強(qiáng)夯第一遍到第二遍夯點(diǎn)之間應(yīng)不少于7d 間歇時間，如果產(chǎn)生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現(xiàn)較大隆起時，不能繼續(xù)夯擊，要等超孔隙水壓力大部分消散后，再夯下一遍。本試驗(yàn)段無間歇時間，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用設(shè)計規(guī)定的低能量（600kN ·m 和800kN·m）滿夯2 遍，每遍點(diǎn)2 擊。將場地表層松土夯實(shí)，下一夯擊點(diǎn)與前一夯擊點(diǎn)搭接長度為1/3 夯錘直徑，依次連續(xù)進(jìn)行，直至滿夯結(jié)束，滿夯結(jié)束后測量夯后地表高程。

（11）采用靜力觸探方法測定復(fù)合地基承載力，設(shè)計要求大于200kPa，采用環(huán)刀法測定復(fù)合地基壓實(shí)度，設(shè)計要求達(dá)到93%，采用室內(nèi)土工試驗(yàn)檢驗(yàn)濕陷系數(shù)是否消失。試驗(yàn)段取樣數(shù)不少于3 處，取土深度分別為50cm、100cm、150cm、200cm、250cm。

（12）強(qiáng)夯后，用砂石換填，先鋪0.3m 壓實(shí)，壓實(shí)后在鋪0.3m壓實(shí)， 以此方式換填1.5m 后采用平地機(jī)將地基土整平，再用大于22T 的重型振動壓路機(jī)碾壓至表面無輪跡， 壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求。

結(jié)語

綜上所述，在變電站土建施工中，基礎(chǔ)的設(shè)計和處理施工是十分重要的。對于基礎(chǔ)的設(shè)計需要根據(jù)地質(zhì)勘察的結(jié)果對地基基礎(chǔ)性質(zhì)進(jìn)行勘察和研究， 以勘察結(jié)果為基礎(chǔ)選擇合理的基礎(chǔ)方式，遇到不良地質(zhì)情況需要根據(jù)實(shí)際情況采取合理的地基處理方法，保證地基的穩(wěn)定。

［1］ 巫尚吉.變電站不良地基及處理方法［J］.現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2011（08）：94～95.