湿陷性黄土地区变电站地基问题及处理方案分析

摘要：湿陷性黄土在我国西北地区分布范围很广，现在中国中部的很多变电站都建设在湿陷性黄土上。然而，湿陷性黄土作为疏松的黄土的一种，变电站建设在这样的地基之上很容易出现地基不稳的问题。如果变电站发生一些不期的安全事故，将会危及到整个电网的安全，严重影响到社会用电，对经济和社会影响非常大。湿陷性黄土地基基础工程对于变电站的安全及使用极其重要，地基稳固才能保证变电站的安全和正常运转。

关键词：湿陷性黄土；变电站；地基问题；处理方案

在中国，湿陷性黄土可以分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。自重湿陷性黄土是指在上覆土层重力作用下，或者在自重应力及其附加力的共同作用下，受到地形、土质和气候的影响，并产生显著附加下沉称为自重湿陷性黄土。建设在这种土质之上的变电站，就应该十分注意它的地基问题，如果一旦出现问题将对当地的社会用电和周边居民的安全造成严重的影响。所以在设计变电站建设方案的时候，应根据变电站的各建筑物及其附属设施的特点和变电站在使用过程中地基受流水侵蚀和本身的地基下陷等问题采取必要的措施，防止湿陷性地基的下陷对变电站的建筑物和各生产设施，以及周边的附属设施诸如围墙、道路和排水管道所造成危害和事故，危及到整个变电站的的安全运行。

1.湿陷性黄土地区的概述

我国湿陷性黄土分布广泛，主要分布在中国的中部地区、西北地区和部分的华北地区、东北地区，诸如山西、甘肃、山西等省的大部分地区和河北地区河南西部和山东、河北的部分地区，此外，在新疆、内蒙古和山东、辽宁、黑龙江局部地区亦分布有湿陷性黄土。①依据我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）的规定，再结合我们多年来对湿陷性黄土的地质及我国黄土高原地区的地形研究，然后再结合各地区的地质、气候环境及地理环境的影响，变电站地基的厚度和工程特性都各有不同。随着我国城市化进度不断加快，社会用电的要求越来越大，变电站建设的数量越来越多，但在黄土地质之上建设变电站，地基问题一直是工程技术人员研究的难题。因此，我们应当采用各种科学的地基处理方法，解决黄土地质之上的地基问题。

2.湿陷性黄土地区变电站建设应注意的地基问题

2.1黄土基坑表面大范围塌陷，二次电缆埋管下沉

由于中国气候环境的不断恶化，黄土地区的地质环境问题也越来越严重，尤其是在中部山西地区的黄土高原之上，变电站的地基问题越来越影响到社会的正常用电和经济的发展，基坑的不断变大，不仅对变电站的供电造成了影响，而且对当地居民的生活造成了许多不便。黄土基坑大范围的塌陷，二次电缆埋管需要开挖地沟、埋管、回填。二次电缆埋管需要电气安装人员进行施工，同时回填土的夯实质量也很难得到保证；另一方面，尤其是冬春的季节交换时期，冬季积雪的较长时间融化，浸泡灰土层表面，如果表面的灰土层施工质量达不到压实度要求，也将对当地地质造成漏水，形成了表面的空洞。同时，二次电缆的埋管随之下沉，由于电缆受力割伤拉断，从而造成了很严重的电气事故。

2.2场地排水阻水、积水、排水不畅

在中国湿陷性黄土地区建设变电站，除了对地基问题的注意之外，还应该对当地的地形进行研究分析，变电站周围场地的积水和排水不畅，也常常会对变电站的地质造成严重的破坏。变电站的地基设计没有采取分区管理的方案来进行排水设计，由此造成了变电站周围局部或者大面积的排水不畅；其次，场地坡度设计不符合黄土地质建设要求，其建设的精平质量也达不到科学的标准，造成局部的积水严重；最后，场地的地表层灰土的封闭质量不好，导致地面塌陷和大面积的雨水孔洞。

3.湿陷性黄土地区变电站地基问题的处理方案

3.1地基问题处理的一般原则

当湿陷性黄土地区变电站变出现一般性地基问题时我们应当采取一般的堆积的处理手段，然而当地基出现不均匀沉降的问题时，我们一般会考虑三种处理方法，即“加速沉降稳定”、“制止沉降”和“等待沉降稳定”。②首先，等待沉降稳定就是不对地基基础进行处理，而知识对地基的上层不封进行简单的修补，从而减少处理地基的费用，并避免了上层结构的再度出现问题而造成不必要的浪费。其次，加速地基沉降方法是指在适用条件和等待地基沉降稳定的方法相同的基础上，可以缩短一味的消极等待沉降浪费的时间，这种方法一般只适用于变电站具有独立基础下的地基处理。它的具体做法是临时性的增加地基的载重，人为有控制的进行加速地基的下沉等。最后一种手段，制止沉降是指终止地基和上部结构的沉降，其具体做法是上层结构减少重量，基础部分加大受力的底面积等。这些措施的单独采用或综合采用应根据有关措施的适用条件并做经济比较后予以选定。

采用减少上部荷重的方法时，应考虑施工条件的具体要求，并通过对地基强度和地基变形度进行准确的计算和处理。在地基强度破坏丧失稳定以及上部结构严重损坏威胁安全的情况下，减荷亦可作为紧急情况下的安全措施后加固施工期间的安全措施。上部结构加固是当上部结构安全度不足时采取的必要措施。而在地基基础加固比较困难时，亦可考虑利用上层结构加固来配合底部基础地基的加固。其具体方法有增设圈梁等措施，施工的院里是基础扩大底面积来增加建筑物的受力面积，这种技术适用于地基承载力不足的地基问题。如果地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降，变形过大时，应当采用增大基础底面积的加固，来处理这种地基问题。

3.2合理选择地基处理方式

在处理地基问题时我们常见地基处理方式有：换填垫层法、灰土挤密桩法、锚杆静压桩法、坑式静压桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法、土挤密桩法、和碱液法、和其他地基处理方法等。③变电站地基处理方法种类繁多，各种处理方法都有自身的优点和缺点，没有任何一种方法能够解决变电站地基出现的所有问题。至于具体工程的地质条件也多种多样，各种工程的地质情况差别也非常大，对地质的要求也千差万别。此外，还有一些施工设备和各施工单位的施工标准不同而产生很大的地基差异。施工队伍的施工人员素质、施工技术和施工设别的质量和技术的先进差别都会对地基问题的处理效果产生非常大的影响。一般来说，在选择确定地基处理方案以前，我们应当充分地考虑各种因素，比如一个地区的地质条件，包括地形、地质和土层的各种指标以及地下水条件。另外还有施工材料的供给情况，为了减少施工材料在运输中所消耗的费用，应当尽可能地采用当地的建设材料。在建设设备方面，应当尽可能就地取材，利用当地的运输工具和及数量要求低的施工设备。这些工程费用的高低、操作熟练程度的高低，工期长短的要求各不相同。一方面，应保证地基加固工期不会拖延整个工程的进展；另一方面，如果能够缩短地基工程建设工期，那么就可以利用这段时间来进一步加固地基，使地基得到进一步的强化。

4结束语

我国湿陷性黄土分布广泛，主要分布在中国的中部地区、西北地区和部分的华北地区、东北地区，诸如山西、甘肃、山西等省的大部分地区和河北地区河南西部和山东、河北的部分地区。在这些地区的黄土地区建设变电站，地基问题一直是工程技术人员研究的难题。在中国长时间的工程建设实践中，不同的施工技术正在互相的综合、交叉和渗透，从而形成了许多地基建设的新技术、新工艺。处理黄土地区变电站建设的地基问题中各类技术并不是各自孤立的，而是通过各种技术的综合运用，合理的建设变电站的地基。这些手段产生了更好的技术效果、经济效益和社会效益，这是变电站建设地基处理技术发展的重要方向。

参考文献：

[1]：姜规模，湿陷性黄土地区变电站地基处理方法探究，技术交流，2009（02）

[2]：赵胜利，湿陷性黄土地区变电工程地基处理研究，专题论坛，2011（08）

[3]：王金锁，湿陷性黄土地区站土建设计应注意的有关问题及措施建议，工程建设，2010（03）

[4]：曾建，关于地基与地基基础处理的应用，工程地质，2006（07）

注释：

①姜规模，湿陷性黄土地区变电站地基处理方法探究，技术交流，2009（02）

②赵胜利，湿陷性黄土地区变电工程地基处理研究，专题论坛，2011（08）

③王金锁，湿陷性黄土地区站土建设计应注意的有关问题及措施建议，工程建设，2010（03）