变电站不良地基的处理方法探讨

【摘要】变电站遇到不良地基的情况是常见的，只有采用合理的处理方式，才能降低工程造价，常见的处理方式主要有强夯法、换填法、水泥土搅拌法和树根桩法等。本文主要是对不同地质情况下，各种常见的地基具体处理方式进行了分析，供同仁参考。

【关键词】变电站，不良地基，处理方法

【中图分类号】TU472 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0228-01

一、强夯法

强夯法指的是借助强大的夯击能力给变电站的地基冲击力，而且将在地基当中产生冲击波，在冲击力的作用之下，夯锤对地基上部的土体进行有利的冲切，土体的结构遭到破坏，以形成夯坑，并且对周围土产生动力的挤压。强夯法经常在处理碎石土、砂土、饱和度较低的粉土以及粘性土、素填土与杂填土等方面进行使用。而饱和软粘土，应当将其含水量降低再对其进行强夯。强夯法的施工较为简单，而且具有加固效果良好和使用经济等优势。由于一般情况下夯锤重量达到10t以上，甚至达到40t，对地基产生的强大夯击振动对临近建筑物、设备、施工中的砌筑工程，甚至对周围环境都产生有害影响，因此，在强夯施工之前，除了在施工现场选取一个或是几个具有代表性的试验区域，进行施工前的实验性试夯外，还应采取有效的减震措施或错开工期施工。试验区数量的选取应当依据变电站建筑场地的复杂程度、建设规模大小和建筑类型进行确定。如某变电站新建工程的主要场地土质为粉质粘土组成的素填土，厚度不均匀，在3.20m-7.60m之间。按设计要求先进行分层碾压主变场区的回填土，并做好强夯前的准备工作后，依照强夯法的技术要求进行了强夯，经过检验，该区域压实系数达0.92-0.97，承载力也达到主变基础按浅基础设计的要求，获得了很好的效果。

二、换填法

在变电站建设中，换填法相对其他地基处理方法来说施工工序简单、工期短、也较为经济，是采用比较多的方法之一。该方法主要适用于处理浅层较为软弱的不良地基，如果变电站的地基承载能力和变形程度无法满足建（构）筑物的要求，而且软土层的厚度又相对较小时，可把基础底的软土层挖除一部分或者全部，然后用强度较大的砂石、灰土或者其他稳定性较好并且无侵蚀性的材料分层进行换填，同时将其压实直到符合设计要求的密实度。目前，变电站采用素土换填时，要求换填厚度不宜大于3m，其素土材料中不得混入耕植土、淤泥质土和冻土块，不得采用膨胀土、盐渍土及有机质含量超过5%的土，也不应将混有垃圾或者化学腐蚀物质用于回填。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。要求换填后的持力层有较大提高、沉降量减少、并能消除或降低土层湿陷性、充当隔水层，以及提高地基稳定性时，可采用1：9、2：8或3：7等体积比的灰土回填。还有一种是砂砾回填，该材料的回填对不良地基承载力提高较大，但对砂砾颗粒级配有要求，一般取不均匀系数大于5较好。

此外，采用换填法处理不良地基时，换填材料面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按以下公式计算确定：Bz≥b+2z？tgθ（b为基础宽度，功换填垫层厚度，θ为垫层压力扩散角）一般来说，换填垫层顶面的宽度每边超出基础底面的宽度30cm为宜，以便于施工，或者满足从垫层底面向上能保持边坡稳定的开挖放坡的要求。

三、水泥土搅拌法

水泥土搅拌法指的是以水泥或者是石灰等材料为固化剂，经过特制而成的搅拌机械，在地基深处把软土、固化剂、浆液或是粉体等进行强制搅拌，使得固化剂与软土之间产生一系列的物理、化学反应，使得软土层硬结成为具有整体性、稳定性和具有一定强度的水泥加固土，以此提高地基的强度并且减少其沉降。水泥土搅拌法还能够当做基坑的防渗帷幕以及重力式挡土墙进行使用。变电站在地基施工技术、施工方法、以及施工工期和投资上与大型火电厂有较大的差异，水泥土搅拌法一般采用深层搅拌法，不使用粉体喷浆搅拌法。而且受到施工工艺因素的影响，当前通常情况下，水泥土搅拌桩的有效加固深度在15m之下。水泥搅拌桩的桩径不应小于500mm，采用的固化剂宜选用32.5等级的普通硅酸盐水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%-12%外，其余宜为12%-20%，而水泥浆的水灰比可选用0.45-0.55。如广西南宁市附近某110kV变电站，该站区大部分处于约5.60m-7.30m厚的淤泥地质的低洼处，经过对深厚淤泥区域的地质状况进行详细的分析，结合变电站的实际情况，运用水泥土搅拌法进行施工，达到了较好的预期效果，取得良好的社会效益与经济效益。

四、树根桩法

树根桩法是采用钻机在地基中成孔，放人钢筋或钢筋笼，采用压力通过注浆管向孔中注入水泥浆或水泥砂浆，形成小直径的钻孔灌注桩。由于采用小型钻机施工，可在土中以不同的倾斜角度成孔，从而形成竖直的和倾斜的桩，因此，树根桩的布置可采用直桩型和网状结构斜桩型等。该方法一般用于淤泥、淤泥质土以及粘性土和粉土、人工填土等不良地基上方已有的建筑进行修复或增层、古建筑的重新整修、地下铁道的穿越等加固工程。树根桩的直径一般在150mm-300mm之间，桩长不宜超过30m，其桩身混凝土强度等级应不小于C20，钢筋笼外径宜小于设计桩径40mm～60mm，主筋不宜少于3根。对软弱地基，主要承受竖向荷载时的钢筋长度不得小于1/2桩长，主要承受水平荷载时应全长配筋。虽然，树根桩一般是带荷施工，无法进行载荷试验，如何准确确定树根桩的承载力并计算其沉降量，目前还是尚未完全解决的问题。但是，树根桩施工简单灵活、占地面积小施工机具轻便、振动小、易于操作，并且对需加固的基础损伤小，不会引起建构筑物产生过大的附加沉降，因此，它的应用还是比较广泛的。比如位于上海宝山区的35kV新罗店变电站，已交付使用的建筑主体结构有开裂现象，整栋建筑发生了倾斜，并有不均匀沉降增大的趋势，为了不影响变电站设备的正常使用，在经过三种方案的优劣对比后，认为采用树根桩法施工既保证原有建筑内的设备不停产，也不对周围居民的生活产生太大的影响，最终成功地解决了该变电站建筑不均匀沉降的问题。

五、总结

文中对变电站建筑工程不良地基的主要处理方法进行了探讨，除此之外，根据岩土工程条件、处理目的和适用性，还有地基土体卸载法、挤密桩法和化学加固法等处理方法。综上所述，我们可以看出，地基处理是一门实践性很强的应用技术，在变电站的设计当中，不良地基的处理属于隐蔽工程，处理效果的好坏关系到变电站能否正常运行。因此，变电站建设的每个参建单位都应该给以足够的重视，保证变电站隐蔽工程的质量，避免工程事故的发生。

参考文献

[1]许德华，刘永球.树根桩在上海新罗店变电站基础加固中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程）.2009（04）

[2]纪明.某220kV变电站工程地基处理方案选择[J].天津电力技术.2010（02）

[3]张端华.变电站深厚淤泥地基的应用研究[J].广东输电与变电技术.2006（01）

[4]张端华，梁桂贞.500kV香山变电站地基处理研究[J].电力勘测设计.2006（06）