电力土建工程中的地基技术探讨

【摘 要】电力土建工程中的地基处理技术紧紧跟随国际脚步，从换土垫层法到采用高能量强夯处理技术及大功率振冲碎石处理粘性土地基，从传统地基理论到复合地基理论等等，电力土建地基技术的发展趋势是一步步沿着科学化、合理化、集约环保化脚步不断向前发展。本文通过辨析目前主流电力土建工程中的地基技术特点，对电力土建工程中运用地基技术的一些经验进行了探讨。

【关键词】电力土建；地基技术

地基是构建电力建筑物或构筑物工程中的重要组织部分，其地基的稳定性、承载能力等对于位于其上的电力相关构筑物及设备的安全及正常使用至关重要。如在电力土建工程中地基技术运用不当则可能导致电气设备倾覆，酿成重大事故，给国家及企业带来不可估量的损失，对电力土建工程中地基处理技术进行研究具有重要的经济意义。

一、电力土建工程中地基处理的目的

电力土建工程地基处理的目的是在工程中针对性质不同的原地基情况，如软土、湿陷性黄土、膨胀土、岩溶等特殊地质情况，采用不同的地基处理方法，以达到加强地基强度、提高稳定性，减少不均匀沉降等目的。如提高地基承载力；为防止地基产生过大剪切变形，避免大面积土体滑动而提高地基抗剪强度；改善土的压缩性而减少地基变形；改善土的动力特性而减轻或消除地震效应，防止砂土液化；解决岩溶地区的溶沟、溶洞等危害等等问题。随着近年来复合地基理论在实际施工中的广泛运用，施工工艺的不断改进和施工设备的更新，对于各种不良地基，经过合理的地基技术处理后，一般都能满足建造大型电力工程要求。

二、电力土建工程中常用地基处理技术及特点

电力土建工程多种多样，对地基的要求具有明显区别，而全国各地天然地基的情况也千差万别，这也决定了地基处理问题及技术运用的复杂性与艰巨性。目前地基处理技术名目繁多，本文就目前普遍使用的四种处理技术进行分析与探讨。

（一）换土垫层法

换土垫层法是电力土建工程中常用地基处理技术，其实质是将原有软弱土层去除，然后以质地硬、强度高、性能稳定、抗侵蚀性强的材料分层充填，再以人工或机械方法使之达到要求的密实度，使之成为良好的人工地基，通常适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。 1.各种垫层材料标准及要求。砂石类通常用碎石、卵石、中粗砂等，石子的粒径要求大于2mm的部分必须小于总重量的45%，颗粒应均匀，不能含有树皮、草根及建筑垃圾等。如果原地基属土质湿陷性黄土，则不能采用较大粒径砂石等材料。粉质粘土类中有机质通常情况下含量小于5%，冻土及膨胀土不宜作为垫层材料。灰土类通常是比较好的垫层材料，运用广泛，使用时其体积配合比通常采用2：8 或3：7，最好使用粉质粘土，对于粒径较大的块状粘土正式使用前必须过筛，石灰则通常选用袋装生石灰。粉煤灰类垫层材料使用时要重点考虑对周围环境的影响。 2.垫层施工时注意事项。垫层施工应根据不同换填材料选择相应机械。对于施工工艺，每层的铺土厚度以及压实的遍数则应符合规范标准要求。使用换土垫层法处理过的地基对单体沉重的电力设备安装稳定性好且施工速度快，但工程造价比较昂贵。

（二）强夯法

强夯法其实质是在施工过程中将夯锤提到高处使其自由落下，高速冲击地基以产生巨大振动能量，反复重复夯击地面以使地基中土体变密实，有效地降低压缩性从而提高地基强度。强夯法通常适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等类型原地基。强夯法施工时注意事项：对于单位夯击能量，一般情况下对粗颗粒土可取1000-3000KN·m/m2，细颗粒土可取1500-4000KN·m/m2。 也可根据地基土类别、结构类型荷载大小和处理深度等因素综合考虑，现场试夯确定。对于夯点的夯击次数，则应按现场试夯得到的夯击次数与夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件3项条件：1.最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时不大于100mm；2.夯坑周围地面不应发生过大隆起；3. 不因夯坑过深而发生起锤困难。对渗透性较差的黏性土地基的间隔时间，应不少于3-4周，对于渗透性好的地基土可连续夯击。一般在电力基础所处位置填土较深时，大多采用强夯法，强夯法对大面积地基处理较为经济，基本上能满足大部分小型电力设备要求。

（三）高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是利用高压设备将浆液变成20Mpa以上高压射流冲击破坏土体，使土粒在喷射流冲击力，离心力及重力等共同作用下与浆液搅拌混合，待浆液凝固后，在土中形成固结体与桩间土一起构成复合地基的一种方法。注浆法具有适用范围广，施工简便的特点，主要用于加固地基，提高地基抗剪强度及改善土的变形性质。根据笔者经验，对于砂砾石土地基在注浆参数的选择则上主要把握：1.注浆压力应通过现场实验来确定，考虑覆盖土压、浆液种类、地质条件等因素影响，注浆压力宜选用0.4-1.0 MPa。2.注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，采用先后内部的注浆施工方法。3.浆液材料为纯水泥浆，水灰比为1∶1，水泥为P.O，32.5普通硅酸盐水泥。4.注浆量在一般情况下，理论上应填充至颗粒之间的孔隙中，或沿层理或裂隙劈裂式注入。每孔（段）浆液注入量可用下式计算：Q=π*A*H *R*2*β*n=A*S*H*n*β=q*H，其中Q 为每孔段注浆量，m3；A 为浆液损耗系数，一般取1.15～1.30；H 为注浆孔深，m；R 为浆液有效扩散半径，m；β为浆液充填系数；S为浆液扩散面积，m2；n为孔隙率。综上计算，每延1 m 注浆量Q 为0.8 m3。

（四）振冲法

振冲法的实质是依靠振冲器的强力振动使砂粒重新排列、孔隙减少。也可依据振冲器的水平振动力，在加回填料情况下通过填料使砂层加密。振冲法处理地基适用的土质有砂性土、粘性土、淤泥质粘性土等。 振冲挤密法是在采用振冲法处理砂性土地基时，利用振冲时孔内砂土坍陷而下沉方法挤密，其相对密度可达70-80%以上，有的可达92-95%，但需填入当地砂土。振冲置换法是在处理粘性土地基时，采用置换填料来达到要求的密实度，对粘性土不排水抗剪强度小于20kPa的软弱粘性土，同样也可加固成功，但一定要合理选用振冲器和调整匹配的有关参数。振冲法处理地基施工设备简单，比预制桩、灌注桩施工费用低，是提高电力工程地基承载力，减少沉降，经济有效的加固方法。

三、电力土建工程中地基技术使用应注意的问题

（一）重视复合地基理论在工程实施中的重要作用。复合地基理论近年来发展迅速，其设计思想与处理技术目前代表着国内外先进水平。其实质是应充分地利用桩间土的承载能力，不够部分用桩来分担。对裸地基应用这一技术可将其承载能力提高90%。实际中应注意以下几个方面：1.确保桩与土可以共同承担起地基的荷载。2.重视垫层褥的巨大作用。实证中当垫层厚度比大于10cm时，桩间土承载力可以超常发挥，且能有效节省桩基投资，效果极佳。

（二）正确选择人工地基桩的类型。对地基处理应拟定多种方案，再进行比较筛选，不管采用何种人工地基，都应找出技术、经济都得到最优化为前提条件。在选择人工地基桩类型上应充分考虑计算评估结论，如计算出的变形值在14cm-19cm之间，且压缩层范围内土层相对均匀，可采用天然地基。而当基础底面上10cm左右发现低压缩性下卧土层时，则须对天然地基和人工地基之间相对优劣比较。在选定人工地基处理深度上则应以变型控制作为基本原则。

（三）合理应用地基承载力使用值。基本值、标准值、设计值和使用值是构成地基承载力的四个基本因素，合理使用地基承载力对于电力土建地基处理有重大设计指导作用，应加强对地基承载能力认识，合理应用，减少电力土建工程上不必要浪费及风险。

四、结语

电力设备往往对地基稳定性要求较高，实际中应注意根据实际情况慎重使用基地处理技术。随着电力土建地基处理技术的不断发展与完善，尤其是复合理论的不断成熟，电力土建地基的处理技术将逐渐在现有基础上沿着科学化、合理化、集约环保化脚步不断向前发展。

参考文献：

[1]张永钧，建筑地基处理技术规范 中国建筑工业出版社 .

[2]邹广文，山西省变电站常见地基土处理方法探究[J].科技情报开发与经济.2007.（03）.

[3]吴家攀，何华台.变电站土建基础设计及处理技术[J].江西建材.2011.（4）.

[4]李光.水泥粉体喷射搅拌桩符合地基处理效果[J].岩土工程界.2007.（02）.

[6] 熊佳晶.浅析变电站土建工程不良地基的处理措施[J].城市建设理论研究（电子版）.2012.（17）.

[7] 洪波.变电站土建工程质量控制[J].中国新技术新产品.2011.（13）.