輸變電工程濕陷性黃土地基的危害處理技術(shù)研究

丁耀庭

青海科信電力設(shè)計(jì)院有限公司 青海西寧 810000

黃土指的是在干燥氣候條件下形成的多孔性具有柱狀節(jié)理的黃色粉性土。黃土顏色以黃色、褐黃色為主，有時(shí)呈灰黃色。其顆粒組成以粉粒為主，含量一般在60%以上。具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育。我國黃土的堆積時(shí)代包括整個(gè)第四紀(jì)。

黃土在受到水力因素的影響下，會產(chǎn)生沉陷的情況，這種情況被稱為濕陷。黃土場地濕陷類型按照自重濕陷系數(shù)及濕陷量分為自重和非自重濕陷性黃土場地。其影響主要體現(xiàn)在：建（構(gòu)）筑物下方的土層發(fā)生濕陷問題，就會導(dǎo)致鐵塔產(chǎn)生偏移、沉陷，從而對電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。

1 黃土的分類

黃土地層按照其構(gòu)成的因素可以劃分為兩種，一種為次生黃土，另一種為原生黃土。次生黃土主要以新近堆積黃土及黃土狀土為主，次生黃土成因主要是以水成為主，其通常具有一定的層理性。原生黃土主要以馬蘭黃土、離石黃土及午城黃土為主。通常情況下不具層理，其成因主要是以風(fēng)成為主[1]。

2 黃土的結(jié)構(gòu)性與欠壓密性

濕陷性黃土在一定條件下具有保持土的原始基本單元結(jié)構(gòu)形式不被破壞的能力。這是黃土在沉積過程中的物理化學(xué)因素促使顆粒相互接觸處產(chǎn)生了固化聯(lián)結(jié)鍵，這種固化聯(lián)結(jié)鍵構(gòu)成的土骨架具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得濕陷性黃土在其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度未被破壞或軟化的壓力范圍內(nèi)，表現(xiàn)出低壓縮性、高強(qiáng)度等特性，但結(jié)構(gòu)性一旦遭受破壞，其力學(xué)性能將呈現(xiàn)屈服、軟化、濕陷等性狀。

濕陷性黃土由于特殊的地質(zhì)環(huán)境條件，沉積過程一般比較緩慢，在此漫長過程中上覆壓力增長速率始終比顆粒間固化鍵強(qiáng)度的增長速率要緩慢的多，使得黃土顆粒間保持著比較疏松的高孔隙度組構(gòu)而未在上覆重作用下被固結(jié)壓密，處在欠壓密狀態(tài)。

3 黃土的濕陷特征及濕陷原理

濕陷性黃土的顆粒組成：砂粒含量為11-19%，粉粒含量為52-74%，黏粒含量為8-26%。其特征為：①黃土的孔隙比變化在0.85-1.24之間，大多數(shù)在1.0-1.1之間?？紫侗仁怯绊扅S土濕陷性的主要指標(biāo)之一，同時(shí)還具備外部作用產(chǎn)生的管狀孔隙，濕陷性黃土剖面的裂紋通常自然形成；②濕陷性黃土中的SiO2、白云土的含量均＞0.3%，同時(shí)一部分黃土還呈現(xiàn)出石灰性構(gòu)造；③濕陷性黃土不僅具有較強(qiáng)的吸水性、還具有較強(qiáng)的透水性，容易受到水力作用的影響，產(chǎn)生溝壑[2]。同時(shí)濕陷性黃土浸泡在水中時(shí)，在產(chǎn)生氣泡的同時(shí)，會快速地分解。

4 輸變電工程濕陷性黃土地基的處理措施

4.1 變電站工程中濕陷性地基的特征

變電站濕陷性地基具有以下的特征：①占地區(qū)域大；②一致性：變電站建設(shè)區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)及水文氣象條件基本一致，使其具備一致性。

4.2 濕陷性黃土地基處理

變電站濕陷性地基處理的原則主要是為了運(yùn)用相關(guān)的處理方式防止黃土出現(xiàn)濕陷情況，在一定程度上可以提升該地區(qū)土層的載荷能力。在進(jìn)行濕陷性地基的處理工作中，不僅要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行，還要參照相關(guān)地區(qū)工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際選擇科學(xué)的處理方式。其具體的處理措施有：①墊層法。該方法是將基礎(chǔ)底面要求范圍內(nèi)的土層挖去，用一定比例的石灰與土，在最優(yōu)含水量情況下，充分拌和，分層回填夯擊密實(shí)而成?；彝翂|層具有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和抗?jié)B性，施工工藝簡單，取材容易，費(fèi)用較低，是一種應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的地基處理方法。但由于變電站工程建設(shè)區(qū)域較大，眾多的建筑物會導(dǎo)致地基發(fā)生形變，對地基的載荷能力具有較高的要求，因此應(yīng)用該方法不僅會加大工程的資金投入，還會延長建設(shè)周期，同時(shí)在一定程度上也不能確保其實(shí)際墊層的后期作用。②動力固結(jié)法。該方法主要運(yùn)用相關(guān)的是設(shè)備進(jìn)行自由落體運(yùn)動，增加土層的夯實(shí)程度，提高土體構(gòu)造的質(zhì)量，減少土體的伸縮性，但由于該方法不能大規(guī)模的應(yīng)用。③預(yù)浸水法。該方法經(jīng)過對建設(shè)區(qū)域內(nèi)的濕陷性黃土進(jìn)行研究，對濕陷性黃土進(jìn)行一定時(shí)間等浸泡，使黃土產(chǎn)生濕陷，而防止在后期中黃土出現(xiàn)濕陷狀況。但由于我國西北地區(qū)較為干旱，可利用的水資源較少，大量的使用水資源，會加劇該地區(qū)水資源的緊張情況，因此該地區(qū)并不應(yīng)用該方法。④灰土擠密樁法。該方法運(yùn)用相關(guān)的設(shè)備對地基鉆孔，經(jīng)過設(shè)備的擠壓，增強(qiáng)土體的緊密性，然后再孔隙中填充相應(yīng)的灰土，使其與原土體共同構(gòu)成地基，該方式不僅能確保工程建設(shè)的質(zhì)量，還能降低建設(shè)周期。因此該方法已在濕陷性黃土區(qū)域得到了大范圍的應(yīng)用[3]。

4.3 輸電線路工程桿塔位濕陷性黃土地基處理

輸電線路工程經(jīng)常在山區(qū)走線，因此其建設(shè)場地面積較小，交通運(yùn)輸較為困難，同時(shí)還受到建設(shè)周期與氣候情況的影響。濕陷性黃土地區(qū)桿塔基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)濕陷性黃土的等級和工程的重要性因地制宜采取以地基處理為主的綜合措施。①桿塔基礎(chǔ)宜遠(yuǎn)離水澆地、有匯水的地區(qū)，避開沖溝、落水洞等位置，使塔位位于無匯水及排水順暢的位置。②在進(jìn)行桿塔位濕陷性地基的處理工作中，不僅要按照實(shí)際情況和相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行，還要使用以前工程建設(shè)的經(jīng)歷，同時(shí)要根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際選擇科學(xué)的處理方式，其主要原因是為了在確保塔位能穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，減少變電站工程的資金投入，確保建設(shè)設(shè)施可以快速運(yùn)輸，縮短建設(shè)周期。

5 結(jié)語

根據(jù)文章所闡述，由于輸變電工程具有一定的特殊性，以及相關(guān)的處理方式在實(shí)際應(yīng)用中使用較少且資金投入較大，因此輸變電工程的地基處理方式在通常情況下都運(yùn)用了灰土墊層法。