高壓電纜工程常見地基處理方案及分析

吳靖宇

摘 要：建設(shè)質(zhì)量良好的電纜溝是保證高壓電纜敷設(shè)工程安全的基礎(chǔ)，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提。對軟弱地基的妥善處理是建設(shè)電纜溝一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。以江門市110kV良村至順成雙回線路（電纜部分）工程四回路電纜溝地基處理為實例，對工程中采用的松木樁地基處理技術(shù)進行說明，詳細分析了松木樁的使用條件、檢驗算式及應(yīng)用效果，并提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：高壓電纜溝；軟弱地基；松木樁

中圖分類號：TU47 文獻標(biāo)志碼：A

1 軟弱地基簡介

軟弱地基具有壓縮性高、承載力地的特性，主要可分為含淤質(zhì)黏土類地基及黏土類地基。如果在軟土地基上進行高壓電纜敷設(shè)工程，往往會因為地基的不良特性而不能滿足工程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和使用要求。高壓電纜建設(shè)工程在遇到以下情況之一，必須進行地基處理。（1）天然地基過軟容易變形，承載能力不能滿足高壓電纜敷設(shè)要求；（2）該區(qū)域有溶洞、隱埋的湖或魚塘、暗溝等，容易造成建筑物不均勻下沉或者沉降過大，導(dǎo)致建筑物架構(gòu)破壞如有裂縫等。這些都會嚴重影響到電力工程的安全使用。在條件許可的情況下，在實際高壓電纜敷設(shè)工程軟弱地基中采用松木樁處理方式，可使工程施工方便快捷，降低工程成本。

2 松木樁處理地基的實例分析

松木樁具有較好的耐久性、很強的吸濕性和濕脹干縮性、結(jié)構(gòu)簡單、可承受振動和沖擊等優(yōu)點，且造價低、適用性很強，在軟土地基基礎(chǔ)處理中得到了廣泛的應(yīng)用。下面就江門市110kV良村至順成雙回線路（電纜部分）工程采用松木樁處理軟弱地基作一簡要介紹。

2.1 工程的地質(zhì)概況

該工程新建110kV良順甲、乙線起于220kV良村變電站，止于擬建的110kV順成變電站，位于江門市順成線路附近。其中新建雙回電纜長為2×3.145km（新建雙回土建長度為0.632km；新建4回土建長為2.245km，本期敷設(shè)2回，備用2回），4回電纜溝結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

根據(jù)地質(zhì)初勘，地質(zhì)表層為人工填土或耕植土的覆蓋層0.5m～1m，其下部為淤泥層0.9m～9.3m，黏土層3.6m～10.2m，以下為強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層埋藏深度約35m以下。本工程地質(zhì)剖面是由黏土及粉質(zhì)黏土、中密狀的含淤質(zhì)礫砂卵石、軟塑狀的淤質(zhì)黏土、雜填土等自下而上構(gòu)成。其中含淤質(zhì)礫砂卵石實際埋深約4m，是最理想的持力層。

2.2 松木樁的設(shè)計計算

在設(shè)計中短木樁用作擠密樁時可按下式（1）和式（2）設(shè)計：

S=0.95d√（1+ e0）/（ e0- e1） （1）

n=A/AP （2）

式中：

S—樁的間距（m）。

d—樁徑（m）；e0—擠密前土的天然孔隙比。

e1—擠密后作要求達到的孔隙比；可按地基所需的承載力設(shè)計值再根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》附錄五附表5-3或表5-4確定。

n—每m2樁的根數(shù)。

A—每m2地基所需擠密樁面積，A=（ e0- e1）/（1+ e0）；

AP—單樁橫截面積（m2）。

在設(shè)計中，當(dāng)樁端有硬殼層存在時，可作為端承樁，按下式（3）計算：

Pa=Ψα[σ]A-（a） （3）

式中：

Pa—單樁承載力。

Ψ—縱向彎曲系數(shù)，與樁間土質(zhì)有關(guān)，一般可取1。

α—樁材料的應(yīng)力折減系數(shù)，木樁取0.5。

[σ]—樁材料的容許壓力，kPa。

本電纜敷設(shè)工程中電纜溝附加應(yīng)力及自重總值為9.807kN。選黏土層為樁端持力層，經(jīng)計算后得出地基土的容許承載力取值為130kPa，電纜溝埋深2.23m，需處理電纜溝尺寸為寬2.14m，長2245m。持力層埋藏較淺，因而采用端承樁設(shè)計。根據(jù)（3）式，當(dāng)以松木為材料，樁直徑為15cm時，[σ]為2773.4kPa。Pa=1×0.5×2773.4×（0.15/2）2×π=24.5kN/根。每平方米所需樁數(shù)為n=9.807/（2.14×1×24.5）=0.19根/m2，實取1根/m2，本工程的樁基底面積為4804㎡，總需樁數(shù)為4804根。松木樁按照矩形來布置：打好所有樁后，在其頂面要敷設(shè)厚度為20cm的石灌石子，把樁夯實后再做基礎(chǔ)。

2.3 經(jīng)濟效益介紹

松木樁（φ15cm）的工料費用是15元/根（每根長2.5m），本工程中松木要用到的松木樁的4804根，共需4804×15=7.21萬元。而混凝土預(yù)制短樁（12cm×12cm）預(yù)算為23.5萬元；若使用換土墊層法，則會由于地下水位高而導(dǎo)致施工難度增加，且費用昂貴，需要11.04萬元。通過技術(shù)和經(jīng)濟兩方面對比砼短樁、換土墊層法及松木樁等3個不同的方案處理，顯然用松木樁方案為首選。自2014年5月該工程竣工后，在投運后運行中經(jīng)觀察，電纜溝結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)固。

3 松木樁應(yīng)用建議

松木樁在應(yīng)用過程中應(yīng)注意以下幾點：（1）松木樁具有很強的吸濕性和濕脹干縮性，不能用其他的忌水木樁替代，避免發(fā)生腐爛變形；（2）須使用“原木”松木樁，否則容易發(fā)生變形；（3）應(yīng)考慮松木樁的承載能力和沉樁沖擊力；（4）為了避免樁群上端在淤泥地質(zhì)上發(fā)生水平位移，可在松木樁間敷設(shè)一層塊石，并在頂部墊上碎石，保證松木樁的水平剛度。

結(jié)語

在淺層軟土地基基礎(chǔ)處理中松木樁處理方方法技術(shù)簡單，操作性強，施工方便易行，且工程造價經(jīng)濟合理。綜合分析，本文提出的高壓電纜工程實例采用松松木樁地基處理方案可行，效果最好。

參考文獻

[1] GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]劉君洪.松木樁基礎(chǔ)在軟土地基處理中的應(yīng)用研究[J].陜西水利，2016（1）：128-129.