某500KV变电站工程软基处理方法

2012-12-29程延秋潘绪东

中国新技术新产品 2012年14期

关键词：电缆沟构架管桩

程延秋潘绪东

（黑龙江省送变电工程公司，黑龙江哈尔滨 150046）

1 工程地质情况复杂

以此500kv变电站为例，未建设前的地点为滩涂地质。上层由淤泥以及回填土等成分构成。不利于建设地基，并且具有下面性质，淤泥含量较大，性状软，无刚性。低承受能力，淤泥成分为90%以上，深度大约30cm。

2 地基处理方案

2.1 软基处理方法

目前处理软土地基的主要方法有真空预压排水固结法、预应力混凝土管桩法。若淤泥总体数量不大的情况下，能够使用替换的方法去掉旧土而采用新的质地合适的土壤。

2.2 地基处理方案确定

考虑到此工程的具体状况，可以进行可行性的研究，如果地貌较为复杂，可预应力砼管桩工艺和真空预压去水干固化的方法同时使用，先把最外层的杂质捣碎后去掉，后采用塑料质地的排水板排除水分。使用密封膜以及过滤水用的管道，这些工作应当在一个半月的时间完成，真空预压时间是这一时间的两倍。

使用预处理工艺可以明显加快软土强度和固结度增加的速度，使其水分减少，而抗击外力而保持原形的能力增强。这样以来可以将其作为建筑，设备，一切物体的承重层，对荷载较重及沉降要求较高的主控通信联合楼、主变基础、GIS和HGIS基础等主要建(构)筑物仍需采用预应力管桩PC500(100)进行地基处理，管桩打设施工周期仍需1.5个月，总的花费时间在半年左右，时间较长，并且很难确保在设计图纸阶段就能得到后面工程的完整形态，以及完整坚固程度。对“真空预乐地基加管桩”和“预应力管桩”两种地基处理方案进行了技术经济比较预应力管桩方案对主要建(构)筑物以预应力混凝土管桩处理.对次要构筑物以控制沉降为主.采用PC管桩、PTC薄壁管桩进行疏桩处理.施工周期约3个月。该方案能有效处理和控制变电站内建(构)筑物的沉降问题.达到正常使用的目的，不过花费相对较大，一些没有经过正规处理的地方沉降数字很大，因为这个方案可以带来更快的施工效果，并且在时间的安排和结束工期时较为容易掌握沉降变化，通常都已默认采用预应力砼管桩的方式来建设变电站，主要结构都是以此为前提。

2.3 桩基处理设计思路及原则

在确定整个变电站场地采用预应力混凝土管桩处理方案后.根据场地中各种不同建(构)筑物的荷载和使用功能.确定了桩基处理的具体方案：变电站主控通信联合楼、500kV构架、220kV构架、主变构架及防火墙、主变母线构架、500kVHGIS及220kVGIS基础等主要建(构)筑物基础荷载大.沉降要求高。设计采用预应力混凝土管桩处理.桩长45m和36m对设备支架基础采用PC管桩处理，以控制沉降为主，桩长12m。对电缆沟、围墙、主变油坑次要构筑物采用PC管桩、PTC薄壁管桩进行疏桩处理.以控制沉降为主.桩长12m。道路采用桩托板.管桩顶设置 1.0m～1.0m～0.3m 钢筋混凝土桩帽.上部铺设碎石层及土拱格栅等水平加筋体.形成土拱效应.减少道路沉降。电缆沟采用钢筋混凝土结构.利用电缆沟侧壁作为深梁，增加整体性能.控制沉降

2.4 未处理场地地基处理防范措施一是主要建筑物地面均采用架空钢

筋混凝土楼板。防止地面沉降开裂；二是场地设备支架设置电缆检查井。避免场地沉降过大引起的电缆拉紧；三是入口处台阶采用钢筋混凝土结构。并打桩。散水采用钢筋混凝土挑板的做法.避免了开裂和沉降；四是场地主要雨水管网布置在道路下的托板桩上.减少因沉降引起的管道剪切破坏；五是主控通信联合楼站前区为避免与站内道路产生过大的沉降差。也采取了与道路相同的托板桩设计；六是站区道路路面在过道路电缆隧道、水工管道上方及雨水检查井周围1.0m范围内设置钢筋网；七是GIS场地和场地电缆沟之间、主控通信联合楼室内外电缆沟之间设置沉降伸缩缝；八是电缆沟在伸缩缝处的接地扁钢连接采用软导体连接，避免拉裂；九是主变油坑采用PC-A400(75)处理.桩长 12m.油坑底板和侧壁均采用钢筋混凝土结构.避免过大沉降。

3 工程运行中存在的问题、原因分析及处理对策

变电站施工经过10个月的时间后，主要的一些结构都状态良好。能达到沉降标准，不过还有一些间接问题，例如避雷器最上部的端子由于拉伸而折断，而电压互感器也有同样的趋势。站内主变场地自然标高约为3.14～3.61m左右.站址场地设计标高4.00m根据地质资料.2#主变场地在电厂建设时回填约为2.8m.变电站建成后又回填0.7m.回填厚度共计3.5m左右，l#主变部分回填土厚度相对较小.在2.8m 左右。主变场地填土分两次回填考虑.第一次考虑2005年电厂建设时.已有回填土约2.8m.填土荷载为56kN/m2。第二次回填在2008年.压实厚度在 0.7m。填土荷载为 14kN/m2，管母构架承台单桩桩长36m，打入粉质黏土层，桩顶荷载45kN；设备支架承台单桩桩长12m.打入淤泥层，桩顶荷载76kN：两个桩都是摩擦型的桩体，在某些力的作用影响之下。会发生范围较广的固结沉降，设备支架和管母构架因为两类装置的下层桩体长度不一样而发生了沉降的不平衡。沉降落差达到了33cm，而再加入土地扰动等状况的影响，综合数值要更大，研究这个工程中关于35kv避雷器装置上方的端子因为拉扯而断裂的情况，以及互感器也有着相同的取向，从管母构架的角度来说，它的重力很大，所以处理桩基的时候为了保证管母构架对于沉降和承受能力的需求。将桩长确定为36cm以达到规定长度。某些只固定一个设备的支架则无需太长，12cm即可达到要求，在变电站完成施工的10个月的时间，经过当场的测量观察，发现，35kv管母构架以及相应的支架的沉降落状态不好，不均匀。问题出现之后，从笔头上进行计算，得到装置的支架以及管母构架之间的沉降差应当在4cm左右。而如果不予制止，20a后35kV管母构架承台的沉降为20cm.设备支架的沉降为38cm.沉降差为18cin；50a后，两者之间的沉降差为33em：如果加入土地扰动等等情况，所得到的沉降数字可能更大。从此工程我们可以得到结论，变电站内所有的设备之间是相互连接和沟通的，不能单独考虑。并且支架上所有的装置与其他架体也有连接，是一个由线和零件等连接起来的总体，一旦发生沉降不均，相挨的两个设备中间的线如果没有足够的弹力和硬度自然就会被拉断。产生设备损坏和发生人身伤亡。所以，沉降值的设计除了考虑每一个设备自身的承受能力，还要考虑整体的差别。