浅谈变电站质量控制的要点及地基施工沉降的分析

【摘 要】本文首先介绍了变电站地基沉降的处理方法，分析了沉降原因，提出了变电站基础工程质量控制的要点；并总结了工程建设中应予重视的质量管理方法

【关键词】地基施工；变电站地基沉降；分析；工程质量

前言

某供电局新建的第一个县级 110 kV 变电站变电站座落在某县某镇场地自然标高为157.5～168.0 m，设计标高为 162.5 m。 变电站场地南面约占 40%面积为回填区，回填最深点达 5 m。工程于 2009 年 12 月开工，在 2010 年 4 月发现场地南侧局部下沉变形，沉降幅度 5～10 cm 不等。经全面检查，房屋、围墙、设备基础等建筑物没有受到地基下沉的影响。由此查找沉降的原因，采取处理方法，并总结分析该站地基设计施工质量管理的有效措施。

1.沉降原因分析

1.1 换填不到位

变电站地基处理采用了换填法，就是将基础底下一定范围内的耕土挖去，然后用一定比例的石夹土分层充填，同时用机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。对地基土层压实还可采用强夯法（又名动力固结法）压实，强夯法就是用 10～40 t 的重锤提到高处使基自由落下（落距一般 10～40 m）给地基以冲击和振动，使土体变得更为密实，从而提高地基的强度并降低其压缩性。 但由于回填深度达 4.5 m 左右，施工中压实不到位，压实系数达不到设计的 0.94，致使半年时间就出现较大的沉降。1.2 站内排水不畅变电站的排水沟因初期沉降变形部分堵塞，造成场地内积水不能及时排出，大量渗入回填土层，从而影响土体状态，加剧了不均匀沉降的发生。

2.地基沉降的处理方法

2.1 设计施工的质量监督及沉降处理基本方法

2.1.1 变电站地基处理的常用方法

（1）换填法。换填法就是将原有的软弱土层挖去。然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定.具有抗侵蚀性的材料分层充填，同时以人工或机械方法使之达到要求的密实度。成为良好的人工地基。换土垫层法在电力工程中最常用。

（2）强夯法。又称为动力固结法，是反复将重锤自由落下使土体变得更加密实，从而提高地基的强度并降低其压缩性。

（3）注浆法。又称为灌浆，其实质就是把某些能固化的浆液注入裂缝或孔隙，以改善各种介质的物理力学性质。

（4）振冲法。依靠振冲器的强力振动使砂粒重新排列，孔隙减少。另一方面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。此法亦被称作“振冲置换法”或“碎石桩法”。

（5）用浅地基处理不能满足上部结构荷载和变形要求， 或经技术和经济比较更合理时。 可采用桩基加固处理。桩基可用于电力工程各类建筑物和构筑物的地基加固。变电站地基处理还可使用搅拌桩法、预压法、挤密桩法、应用土工合成材料等等。

2.1.2 地基设计施工的管理及沉降处理方法

对地基基础的设计施工应根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水物征、环境情况和对邻近建筑的影响等因素进行综合分析，做出地基的设计方案和施工方案，方案应从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比，选择最佳的地基处理方法。 选定处理方法后，进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。 如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方法。

2.2 夏都变电站采用的地基处理方法

2.2.1 户外场地

户外场地面积大，主要是防止大面积深度沉降。在平整土地后，自然沉降一段时间（一般为一个雨季），待土壤含水最小时对沉降区域进行较大面积换填，换填物为土夹石，按 30 cm 一层分层碾压，再平铺碎青石。

2.2.2 站内公路

按沉降统计数据，待场区换填土后，对站内公路路基抽取观测点观察，进行场石换填，经设计校验后使用混凝土垫层，使得站内公路即使处于回填区其沉降都能控制在允许范围内。

2.2.3 高压室、控制室及电缆地基

考虑土层含水量大，有一定的流动性，而地基承受荷载为不大的静载。但考虑到沉降将严重影响电气设备的安全运行采用了压力注浆法处理地基。 即用纯水泥浆通过三角形分布的注浆孔进行一、二次注浆，填充，渗透和挤密。排空水份和空气，形成结构新、强度高、防水性能好的稳定整体基础。

2.3 对沉降地基的处理

对站内所有的排水设施进行排查，有破损的立即修复，降雨时排水通畅，做到站内无积水，尽可能减少土层含水流动，防止发生较大面积不均匀沉降。对已经发生沉降的地基，再次采用换填法，切实做到分层碾压，确保压实系数达到设计的 0.94 以上。

3.变电站基础工程质量控制的要点

不合理的地基设计施工将导致地基下沉，引发电力系统事故，加强地基的设计施工质量管理，是变电站建设质量的基础，因此应予重视。变电站的工程实践，总结以下质量管理要点。

（1）施工准备阶段要认真审核施工图纸，并进行试验性施工，经确认施工条件满足设计要求时，再进行正式施工。 业主要与施工单位一起做好对设计文件的会审、技术交底。 业主应会审施工单位的施工组织设计、施工图预算及有关技术资料。在这一阶段，一定要做到耐心细致，把施工中可能遇到的问题考虑周全，对设计图中不便于施工的地方尽早提出修改意见，制定出详尽合理的施工方案和施工组织设计，便于下阶段施工过程的进行。 地基处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全，如处理不当，往往发生工程事故，且事后补救大多比较困难。因此，对地基处理要求实行严格的质量控制和验收制度，以确保工程质量。

（2）施工阶段要抓好进度与质量间的合理控制。业主要会同现场设计代表、驻场监理、施工单位抓好工程质量的事前、事中和事后控制。上述三个阶段的系统过程中，前二个阶段对于工程质量的形成具有决定性的作用。现场设计代表、驻场监理、施工单位对进入下一施工工序的施工条件要依据上一工序的质量检测结果进行评估，结合基础施工工艺、现场条件、施工装备、气候变化合理确定下一工序的施工要点安排，严禁脱离实际开展施工。施工阶段的管理是保证工程的质量的重要环节，质量控制工作量最大的阶段就是施工阶段。所有与建设活动有关的单位都要在此时参与质量形成的活动。