浅谈变电站基础设计及不良地基处理方法

【摘 要】在电力系统中有一个重要的部分就是变电站，但是在变电站的施工过程中，往往很难选择到完美的地基条件进行施工。所以，在变电站的施工过程中，对变电站的基础进行设计，对不良的地基条件进行相应的处理对维护变电站的使用安全具有重要的意义。本文在变电站基础设计的基础上，结合不良的地基形式，对变电站的不良地基处理方法进行了相应的探讨。

【关键词】变电站；基础设计；不良地基；处理方法

在电力系统中，变电站发挥着重要的电力调节作用。变电站在运行过程中出现问题的主要原因有两种，一种是变电站施工中的问题，另一种是变电站基础沉降。但是，因为变电站的施工性质导致变电站在选址的时候没有太大的随意性，所以，探讨变电站的基础设计，分析变电站不良地基的处理方法，对防止变电站运行过程中出现基础沉降，对维护变电站的运行安全具有重要的意义。

一、变电站的基础设计

在对变电站的基础进行设计的时候，首先要将天然地基的作用发挥到最大，如果部分地基比较深，可以使用块石灌浆基础；如果地基比较差，可以使用放大基础；如果变电站的基础能够很好的满足设备的安装要求，那么基础就埋藏深度可以比较浅。在设计变电站的基础时，要尽量的使用放大基础，要尽量少的使用桩基基础。如果必须使用桩基基础，要尽量使用钻孔桩，并且尽量将钻孔桩的直径控制在300毫米和400毫米之间。同时，如果桩基的承载力能够达到设计要求，就可以使用天然桩基；如果不能，就要进行局部换填处理或者使用放大基础。在回填的时候，要做好夯实工作，尽量将夯实的密度控制在0.91和0.95之间。如果使用粘土来进行地基的夯实工作，要控制地基的深度不能超过2.5米，在夯实的时候要使用三合土或者三七灰土来进行，同时要将填土的厚度控制在25厘米左右，要将夯实的厚度控制在15厘米以上。如果地基的承载力在150帕左右，可以使用换填土的方法进行基础处理[1]。

二、变电站的不良地基类型

第一，变电站选择的平地位于坡地，属于冲积平地，这种平地虽然表面平整，但是因为平地的形成时间比较短，并且曾经受到水的侵蚀，导致地基比较软弱，承载力不强，容易发生沉降。

第二，变电站选择在平原，但是因为表面有厚厚的冲击层和淤泥层，在建设变电站的时候，虽然地基有一定的承载力，但是因为其中的软土具有很强的压缩性，所以会导致变电站的地基出现不均匀沉降的现象。

第三，变电站选择的位置具有比较大的高差，在挖填平衡之后，填土比较深，同时因为填土的面积比较大并且填土的面积不规则，虽然经过一定的处理，但是因为施工的期限比较短，所以，压实不彻底，很容易产生不均匀沉降。

第四，受到条件限制，变电站只能选择在水塘或者水田中，或者在变电站选择的地址中出现沟涧、孔洞等不可预见情况，给变电站的地基处理带来不利的影响。

三、变电站不良地基的处理方法

（一）强夯法

强夯法经过用来处理砂土、碎石土、黏性土、杂填土、饱和度比较低的粉土、湿陷性黄土和素填土等不良地基[2]。在处理黏性土地基或者饱和度比较高的地基的时候，如果要通过在夯坑内填入碎石、块石或者其他颗粒比较粗的材料来进行强夯置换的时候，要通过一定的实验对其适用性进行验证。在使用强夯法进行施工之前，要在施工场地周围选择合理的实验区来进行强夯实验，在强夯的过程中使用的夯击能量要根据结构类型的具体荷载、地基的土质类型和深度的具体要求来进行处理。通常情况下，如果地基土是颗粒比较粗的土可以使用1000千牛每平方米和3000千年每平方米之间的夯击能力来进行夯击；如果地基土是颗粒比较细的土，可以使用1500千牛每平方米和4000千年每平方米之间的夯击能力来进行夯击。

比如，某变电站在施工的过程中，在对主场区的回填土进行分层碾压夯实的过程中，效果完全符合预期。在对回填土进行检测的时候，因为原来的地基位置地形的起伏比较大，回填之后的地形比较平坦，地面高差很好的控制在50厘米左右。在本次检测中，回填土的分布比较均匀，但是厚度不均匀，厚度基本上在3.2米和7.5米之间。回填土使用的土质是粉质粘土，在回填土的下面是原耕植图或者可塑性比较强、质地比较坚硬的粉质粘土。经过检测，回填土呈现出可塑性强、质地坚硬的状态，回填土的液性指数为0.429；含湿量在21.5和31.3之间，压塑系数在0.15帕和0.53帕之间，压塑模量在4.5帕和13.05帕之间，压实系数在0.93和0.98之间，基本上满足了设计要求。

（二）树根桩法

树根桩法主要应用在砂土、淤泥质土、淤泥、粉土、粘性土、人工填土和碎石土等原有建筑的加固工程中。在施工的过程中，要尽量的将树根桩的直径控制在15厘米和30厘米之间，要尽量将桩基的长度控制在30米以内，在布置桩基的时候要尽量的选择网状结构斜桩型或者直桩型。在使用树根转的过程中，要通过单桩荷载试验对桩基的竖向承载力进行验证。

（三）水泥土搅拌法

水泥土搅拌法就是将水泥作为固化剂，通过特殊的搅拌机械，将固化剂和软土进行搅拌，促使软土达到硬结的效果，形成具有一定的水稳性、整体性和强度的水泥加固土，以达到提升地基的承载力和减少地基的沉降量的目的，同时还可以将其作为变电站基坑的防渗帷幕[3]。在搅拌的过程中使用深层搅拌法可以有效的形成地下连续墙、水泥土桩和格栅，处理的深度在8米和12米之间。使用水泥搅拌法时使用的水泥强度一般在32.5级以上，一般情况下水泥的使用量在12%和20%之间。湿法的水泥浆中水和灰的比例可以控制在0.45和0.55之间。地基在加固的过程中可以使用水泥土搅拌法来进行，防止因为地基变形导致不均匀沉降的产生。水泥土搅拌桩的直径是50厘米，中心的距离是1米，加固的深度大约为10米，加固之后的地基承载力大约为150千帕。在通过分层碾压的方式进行夯实的过程中，可以将压实的系数控制在0.95左右。

某变电站位于某三角洲平原上，属于淤泥地质，在地基处理的过程中，通过对淤泥地质的详细分析，同时和该工程的实际相结合，通过分析比较，使用“水泥土搅拌法”来进行地基的处理，最终取得了很好的处理效果，在赢取经济效益的同时也获取了很好的社会效益，同时还为水泥土搅拌法的使用提供了一个成功的案例，为水泥图搅拌桩处理不良地基方法的推广使用奠定了一个良好的基础。

结语：

随着经济的发展，我国的电力事业也获得了很大的发展，电力系统的覆盖范围不断扩展。在电力系统中，有一个最重要的部分就是变电站。变电站的主要功能是分流和调解电压，所以，变电站的正常运行对维护电网安全具有重要的意义。但是，由于变电站本身的性质不能随意的选择建设场所，所以，在变电站的运行过程中经常由于地基问题产生不均匀沉降，从而影响变电站的使用安全。在变电站的施工过程中，通过强夯法、树根桩法和水泥土搅拌法对不良地基进行合理的处理，对维护变电站地基的稳固性具有重要的意义。

参考文献：

[1]曹懿友.珠江三角洲地区变电站基础设计原则及不良地基处理方法[J].广东建材，2010，26（11）：67-69.

[2]曹悠学，何文彬.变电站地基处理与变电站设计探讨[J].中国新技术新产品，2012，（7）：148.

[3]林精锐.谈谈变电站建（构）筑物基础的设计及地基处理[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（24）：56.