浅析变电站GIS设备基础大体积砼裂缝及湿陷性黄土基础处理方法

雒亿平 ，邓永婕1， ，苟娟霞

1.兰州理工大学，甘肃 兰州 730070

2.兰州超高压输变电公司，甘肃 兰州 730070

兰州超高压电网作为甘肃电网的核心，西北电网的负荷中心，变电站主要以330KV及以上电压等级的变电站组成，近年来又承建了白银变和永登变等几个750KV变电站，在750KV变电站建设中，我们采用了较为先进的GIS设备，为以后变电站的正常运行提供了坚实的基础，在GIS设备基础建设中碰到了一些棘手的难题，其中大体积砼裂缝和变形以及湿陷性黄土研究就成为两个重要课题。

1 750KV变电站设备基础特点

由于GIS设备本身自重较大、占地面积较大，这就造成750kVGIS设备基础除了具备常规钢筋砼设备基础所具有的特点外，还具有以下特点。

1） 750kVGIS设备基础几何尺寸较大，结构厚、体形大、钢筋密、砼方量大，对于这类大体积砼结构，由外荷载引起裂缝的可能性较小，但由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和砼收缩而产生的温度应力及收缩应力是其产生裂缝的主要因素，这些裂缝会给工程带来不同程度的危害，以至于必须采取相应的技术措施，控制温度差值，解决温度应力并控制裂缝的开展。

2）750kVGIS设备基础预埋件敷设数量多，要求高，所有埋件顶面高差不得超过±2mm，水平误差不得超过±5mm，这对埋件的敷设，标高的测量，钢结构的焊接都提出了较高的要求。

因此，750kVGIS设备基础除了具备常规钢筋砼设备基础所具有的特点外，还具有几何尺寸大，结构厚、体形大、钢筋密、砼量大等特点。施工难点主要是基础预埋件安装要求高（要求埋件轴线误差不超过5mm，顶面误差不超过2mm）和控制大体积砼的水化热温度。

2 GIS设备基础大体砼裂缝控制方法

应对大体积砼裂缝产生的原因，首先应该降低砼在浇筑过程中的内外温差，其次应改善边界条件来减少裂缝的产生。要降低砼内外温差，第一，可以通过使用减水剂及粉煤灰等掺和料来降低水化热或延长水化热释放时间，从而提高内外热交换时间，最终实现减低内外温差的目的；第二，在基础浇筑过程中我们可以在拌合砼过程中用冰水拌合，这样冰水可以吸收一部分水化热，从而减低内外温差；第三，当施工完成后可以在砼覆盖草垫或聚乙烯等保温材料并给表面洒水，这样可以减小内外温差引起的温度应力，同时还可以减少干缩徐变产生的裂缝。要改善边界条件，可以提高基础边界的强度，我们可以采用夯实法或固结灌浆等方法来提高基础边界的强度。

3 湿陷性黄土处理方法

黄土作为一种非线性材料，在湿陷性黄土地基中，由于地表排水不畅造成素土、杂填土受水后变形较大，其下的湿陷性黄土浸水后又产生局部湿陷性变形，从而加剧了地基土的不均匀沉降，导致柱基础下灰土垫层拉裂，引起建筑物墙面及地面局部开裂，严重影响建筑物的正常使用。因此我们可以采用高压喷射注浆法、桩基加固法以及地基土体卸载法等手段来降低湿陷性黄土地基沉降，首先，高压喷射注浆法能把能量大， 速度快的喷射流连续集中地作用在土体上， 使注人的浆液和土拌合凝固为新的固结体，以提高地基强度， 达到改良地基的效果。此方法较为简单， 但用此方法处理既有建筑地基时， 很可能在固结过程中对地基产生附加变形， 使地基与基础间出现脱空或局部脱空现象， 能否有效地控制固结过程中出现的沉降量，把握不大。其次，桩基加固法将主变压器基础及散热器基础通过桩基把上部荷载直接传到压缩性小， 强度高的密实土层， 以满足承载力和变形的要求，这一方法是比较安全稳妥的做法，但该方法施工较为复杂，因为桩基施工时有可能对原基础及设备造成影响， 为将影响降到最低， 施工需采取一系列措施， 如对称分组错开施工对原基础作支撑保护等。最后，地基土体卸载法由于变电站基础下回填土回填的时间较长，其在自重作用下的变形已基本完成， 在基底附加应力作用下回填土原有的应力状态发生变化， 从而引起新的变形。本方法通过加大基础底面积， 减少基底附加应力， 以满足地基承载力的要求，并达到减少基础沉降的目的， 同时把主变压器基础与散热器基础联结成整体， 增强整体刚度， 从而排除两基础沉降不一致的可能性。具体的做法是在主变压器基础的四周， 与基础底面平齐处设置一边梁，截面为米， 边梁通过植筋与原主变基础紧密结合， 同时做一根足够刚度的肋梁将主变基础与散热器基础连成一体 。本方案主要优点安全可靠。施工时不扰动基础底面以下的地基， 因而对原有地基不会造成任何不良影响施工简便。施工工艺与一般的地梁浇注基本相同。

[1]朱伯芳.大体积砼温度应力与温度控制[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2000.

[3]岩土工程手册编写委员会.岩土工程手册[M].北京: 中国建筑工业出版社，1994.

[4]杨克己，李启新，王福元.基础-桩-土共同作用的性状与承载力研究[J].岩土工程学报，1988.