500 kV变电站地基处理的研究

谢泽波

（广东省输变电工程公司，广东 广州 510160）

1 概 述

最近建设的500 kV肇庆到博罗的送电线路工程是贯彻国家的“西部开发”以及“西电东送”战略决策的有利标志，这个核电站的建成有利于发挥资源优势，能优化能源结构以及将电能的效果利用得到提高，将跨区送电的工程项目得以实现。但是在建设变电站的过程中需要考虑地基的稳定性，那样才能够保证工程的顺利实施。本次线路的地层主要包括粉土、中砂、粗砂、卵石、残积土、强风化粉砂岩、中风化粉砂岩、淤泥质土、粉质粘土。了解施工地段的土层、沉降的原因以及处理方法是建筑变电站的关键因素。

2 地基处理的必要性

经过研究表明此地段的天然含水率很高，压缩模量低于国家最低要求，地基的承载力仅为建筑要求的三分之一，因此如果不在原有地基的基础上进行加固处理，那么在一系列负荷的作用下，地基将会发生很大的变化。本工程的填土层以下为粉质粘土而且渗透系数相对来说较小，在不同的负荷以及地面差异将会有不均匀的下沉，直接导致大范围的不规则地基沉陷的变形，影响施工工程的质量以及威胁工程的安全，因此为了能保证变电站的安全运行，对变电站的地基进行加固势在必行。

3 地基处理方法的选择

在变电站的建设过程中，对不同的地基段采用不同的处理方法，会造成不同的地基处理结果。所以，在建设变电站的过程中合适的地基处理方法选择必须根据地基不同部分的不同需要来展开。否则不能够满足变电站的地基施工要求而且会造成资源浪费等。针对以上原因，本着“安全、经济、简便、省时”的原则来分析适用于本站的地基处理方法，将技术成熟以及有着成功经验的工程方法综合对比，期望可以确定出合适的地基处理方法。

3.1 灰土挤密法

灰土挤密法是首先成孔到设计的深度，然后将灰土夯填到桩孔中，产生由挤密土以及桩体组成的人工性复合质量的地基，从而可以将湿陷性全部或者部分消除，以此提高地基的承载能力，这种方法适用于杂填土等，经过处理的地基变形会减小，将会提高一倍以上的抗负荷能力。但是，在建筑施工中灰土挤密法的施工过程存在不直观的质量控制，在施工中也可能造成相邻孔之间的坍塌，会造成施工的不便，所以这种方法在此工程中不考虑采用。

3.2 强夯法

强夯法是对地基土进行夯击，在夯实的过程中由于夯击会由于冲击能而产生冲击波和动应力将地基土进行动力固结而结实，这种方法能够消除由于地基土的含水率高的问题而造成的湿陷性，节省能源，施工速度快，但是施工过程噪声和振动性大，对周围的地基以及建筑物可能会造成影响，橡皮土也经常在强夯法的过程中产生，鉴于此工程的地段性能，强夯法不采用考虑。

3.3 桩基础

桩基础包括承台以及桩群，承台连接桩群将上部结构的负荷进行转移到地基中，在此方法中考虑采用钻孔灌注桩，根据特定的需要进行钢筋的配置。这种方法施工简单、取材方便、不易产生断桩等质量问题，而且在施工过程中不会产生噪声等污染环境的问题，能保证施工的文明性。本工程中桩基础的施工工艺流程图如图1所示。

图1 桩基础的施工工艺流程图

在桩基础的地基处理过程中，断桩现象是比较常见的一种行为，主要是因为混凝土的坍落度太小或者骨料粒径太大；导管堵塞形成桩身混凝土的中断；提升时钢筋笼遭到撞击导致混凝土中掺入整块土壤，形成混凝土桩身的隔层，这些都是产生断桩的原因。在防止断桩的研究中应该将浇筑混凝土与拔管同时进行，测定出混凝土的顶面高度，确保混凝土能够将导管进行完全掩埋；在断桩部位增加钢筋笼，其埋入新的钻孔中，然后继续浇筑混凝土；在施工之前与工程师以及现场设计代表要仔细研究后再实施，防止断桩这种重大质量事故问题的产生。

变电站的建筑要求是安全等级高、对地基的不均匀变形有着很高的敏感性。在变电站的配置区构基础支架很多，有着密集的分布性，对复合地基的均匀等特点要求比较高。夯桩直径通常为0.5 m左右，在本项目工程中考虑0.55 m直径的夯扩桩，采用满堂处理的方式来进行加固地基，方位布置采用正方形的构造，桩与桩的间距为1.3 m，桩体的选料采用天然级的砺石。经过估算，天然级砾石挤密桩的置换率为0.15，经过地基处理后的复合地基承载力将提高1.33倍左右。通过现场的调试后确定这种方案能够消除地基土的液化性以及能有效地提高地基的承载能力，将取得的参数作为参考依据来进行地基的施工图。

4 施工工艺及质控参数

施工工艺及质控参数如表1所示。

表1 施工工艺及质控参数

4.1 施工材料

夯扩打桩机的选择是重锤冲击的打桩机，桩体的材料采用的是天然级砂砾石，打桩工序采用和普通打桩一样的步骤方式来完成整个场地的施工，经过14天后进行效果的监测，测定监测结果是否复合国家标准。

4.2 质量控制参数

将桩体按照设计图的标准进行安装，桩体的安装偏差不能大于5 cm，重锤的垂直偏差不能大于1%；在桩体的夯实过程中，一次的夯实桩体采用最后一击的贯入度相等标准控制密实度；在施工质量的自检过程中，可以检测总桩指数的2%，采用标准贯入实验进行检测。如果达不到处理效果，那么需要将施工单位与设计师、建设单位共同研究处理。

本工程采用正方形的铁塔根，对分坑的桩位附近不能影响施工作业也应该便于保护的测量辅助桩，四个桩一般是比较常见的数量，基准的选取必须选择无误，并且应该以草图辅助研究，在草图上明确桩的方向以及高程等。本工程中单腿四桩的基础分坑以及单腿九桩基础的分坑是比较常见的方式和方法，草图如图2。

图2 基础分坑图

在建筑施工的过程中立柱承台的施工如无其他缺陷可将桩顶疏松砼凿去，随后是打垫层、钢筋的绑扎以及进行模板制作和地脚螺栓安装来进行承台的施工建设为以后的承台浇筑做好准备。在承台的浇筑过程中需要采用机械搅拌，每个腿的承台、立柱需要一次连续浇筑完，中间断续过程不能超过90 min；将机械搅动棒插入浇筑层防止出现麻面现象影响外观；每个承台浇筑完经过48 h后才可以拆模，过程中需要防止碰上棱角，保证承台的美观；及时排除基础坑内的积水。基础开挖前需要检查各桩的无误，不能碰动或者掩埋；坑壁需要适当的坡度如表2所示。

表2 坑壁的坡度

基坑成型后应及时铺设垫层，混凝土的标号为C10，要求不能产生滑坡，影响下方民房，不会造成塔位的不稳定性或者对塔位造成威胁。

5 复合地基的检测

复合地基的检测需要严格遵守有关的章程和规定，液化的消除情况以及复合地基承载力和压缩值是检测结果中必须包含的内容，检测结果将作为变电站构建筑物基础的设计依据。

5.1 检测桩体以及桩间土

在夯扩桩施工结束14天以后，选取有代表性的区域进行桩体的选择，通过采用国家标准测定方法对区域地基土液化以及桩身的质量进行检测。对处理完以后的地基进行竣工性的验收时，承载力的检测应该符合地基静载荷试验，复合地基的变形模量应该大于8 MPa，地基承载力不能小于150 kPa。

5.2 基坑检验

在检测桩体的过程中也必须对基坑进行研究，桩位、桩数以及桩顶密实度和槽底土质的情况是基坑检测的主要方面，如果有漏桩或者桩位的偏差过大等一系列的桩体问题就需要采取一定的补救措施，完成地基土的固定，保证地基能够坚实有效的承载变电站的负荷。

6 结 语

本工程中采用的打桩机在场地土条件下对地基土产生的作用力以冲剪为主，对四周的扩张力却影响较小，由于向四周排土，因此可以起到很好的挤密作用，可以很好消除土层的液化。处理液化地基土的核心思想就是要保证土体的置换率以及结晶度，这样才可以保证竖向排水通道的通畅。目前，这样的处理方式已经得到了国家以及建筑施工单位的肯定，也被一些行业关注变电站施工地基土改良的专家认同。

［1］ 罗军力，李冰川.浅谈输电线路施工管理与质量控制［J］.电源技术应用，2013，（12）：23－24.

［2］ 陈 翔.建筑工程质量与安全管理［M］.北京：北京理工大学出版社，2009.

［3］ JGJ79－2012，建筑地基处理技术规范［S］.

［4］ DL／T5218－2012，220kV～750kV变电站设计技术规程［S］.