浅析变电站土建基础设计中的处理技术

林宏峰

肇庆粤能电力设计有限公司

浅析变电站土建基础设计中的处理技术

林宏峰

肇庆粤能电力设计有限公司

在变电站设计和施工中，土建基础设计和处理是一个关键的工程，提高变电站的质量和使用性能起着重要的作用。本文根据实例阐述了变电站土建基础设计和处理技术。

变电站；土建；基础；地基；换填；强夯

1　、工程概况

某变电站场址长为64m，宽为47m，拟建建、（构）筑物主要有生产配电综合楼、主变基础及油坑、水泵房、消防水池、事故油池、独立避雷针、主变防火墙、消防小室、化粪池、站内道路、轻质折叠有轨大门、进站公路。拟建场地采用独立桩基础、条形基础，预计基础埋深至基岩中风化约3.40～12.00m

2　、场地地质情况

场地周边未见有江和河、湖等水体通过，勘察场区位于斜坡一带，场地原来地形较平缓，现整个场地上部土层为修建半山逸城B 区建筑开挖山体后形成的弃渣堆放， 成分为砂质泥岩、砂岩碎块石夹粉质粘土及建筑施工弃渣；下覆基岩为砂质泥岩、砂岩。地下水主要受大气降水补给为主，地下水随季节性变化而变化，水文地质条件简单。拟建场地土层主要由第四系人工填土层（Q4me）和白垩系下统苍溪组（（K1c）两部分组成。人工填土层（Q4me）为主要为修建半山逸城B 区建筑及山体开挖堆积的弃渣，基岩为白垩系下统苍溪组（K1c）为砂质泥岩、砂岩。人工填土层（Q4me）石质成分主要为强、中风化砂岩及砂质泥岩。该层分布于整个勘察区，堆积层主要是北西部修建半山逸城B 区时开挖后的弃渣等堆填而成。据钻探揭露该层块石含量约占10%， 碎石含量约占25%， 角砾及砂粒含量约占15%，余为粉、粘粒等， 揭露厚度达4.50m （ZK03）～10.00m（ZK05）。

3　、基础设计

建筑物所采用的基础形式，不仅要考虑到建筑结构所传下来的荷载大小，而且要考虑变电站地址的地质情况，通常情况下可以使用桩基础和独立基础， 但很少使用条形基础和筏式基础。依据变电站所在地的地质情况来确定具体的处理方案，若地区的地基情况较好，则可以使用天然地基；若该地的填土层较厚时，则可以对其使用强夯法进行处理；若该地有厚度较大的淤泥层时，则可以考虑使用预压法、灌注桩、管桩、水泥土搅拌桩等方法进行处理。

通过地面调查、钻探、室内试验及资料综合分析：场地内分布的第四系人工填土层连续分布，承载力低，不能选作基础持力层；强风化基岩岩体破碎，岩质软，风化裂隙较发育，承载力相对较低，因此强风化岩层不宜作基础持力层；中风化砂岩、砂质泥岩，岩体较完整，承载力相对较高，是场地建筑物较理想的基础持力层。

根据拟建场地岩、土体工程地质特征，结合拟建建筑物的结构、场地地基基础持力层的工程地质特征，建议拟建建筑物基础形式以独立柱基础或桩基础为主，桩基础应置于入中风化基岩深度为3～5倍桩径，另外可以采用板式基础，应符合《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）有关规定；同时基础应穿过因爆破施工而破坏的岩体，选择整体状结构、抗压强度较高的岩体作为基础持力层，以确保基础的稳定性，其它技术要求严格按有关规范执行。

生产配电综合楼基岩埋深较大， 建议采用独立柱基础或桩基础应置于入中风化基岩深度为3～5 倍桩径，桩基持力层选在中风化岩体中（嵌入一定深度内），应选在恰当的标高位置，同时应确保基础底面标高相差值在允许范围内，可采用钻孔灌注桩或人工挖孔桩基础。

通过勘察， 场区内的钻孔揭露堆积土约4.50～10.00m，根据甲方提供场地平整后的设计标高为503.00～503.72m，至中风化完整基岩约3.40～8.60m，如采用该层堆积层作拟建物的地基，建议应先对堆积层进行分层碾压、夯实处理或换填后再进行填筑。

4　、基础处理

4.1施工准备

清除表层土30cm 后，平整场地，进行表层松散土碾压，修筑施工便道。查明强夯场地范围内地下构造物及管线的位置，确保安全距离及高程，并采取必要措施，防止因强夯施工造成破坏。测量放线，定出控制轴线、强夯施工场地边线，并在不受强夯影响的地点，设置水准基点。依据设计要求，通过试验段施工，对夯前、夯后的地基土采用压实度检测、静力触探等方法进行检测，验证设计夯击能、夯点间距、夯击遍数是否能满足地基承载力、地基压实度达到设计要求，有效加固深度是否满足设计要求，为砂土地基强夯处理提供施工技术参数和施工工艺方法。

4.2施工方法

（1）清表并平整施工现场，当现场地基土软弱时，预先铺设砂石垫层50cm。

（2）夯锤进场后必须标定夯锤重量，根据以下公式来确定落距：锤重（kN）×落距（m）=2000kN·m锤重（kN）×落距（m）=3000kN·m

（3）根据设计图纸用白灰标出第一遍夯点位置，夯点按正方形布置，间距为4m，在夯区2m 外布置护桩，确保第二遍夯点放样准确，并测量夯前原地表高程。

（4）起重机就位，夯锤置于夯点位置。

（5）测量夯前锤顶高程，按由外向内、间隔跳打的原则进行夯击。

（6）将夯锤吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤倾斜时，应及时将坑底整平，重新进行夯击。

（7）重复⑹步骤，按设计规定的夯击次数（第一遍12 击、第二遍10 击）及控制标准（最后两击的平均夯沉量小于5cm）完成每一个夯点的夯击。

（8）换夯点，重复步骤（4）～（7），完成第一遍全部夯点的夯击施工。

（9）用推土机将夯坑填平，并测量平整后的地表高程。

（10）强夯第一遍到第二遍夯点之间应不少于7d 间歇时间，如果产生超孔隙水压力、夯坑周围出现较大隆起时，不能继续夯击，要等超孔隙水压力大部分消散后，再夯下一遍。本试验段无间歇时间，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用设计规定的低能量（600kN ·m 和800kN·m）满夯2 遍，每遍点2 击。将场地表层松土夯实，下一夯击点与前一夯击点搭接长度为1/3 夯锤直径，依次连续进行，直至满夯结束，满夯结束后测量夯后地表高程。

（11）采用静力触探方法测定复合地基承载力，设计要求大于200kPa，采用环刀法测定复合地基压实度，设计要求达到93%，采用室内土工试验检验湿陷系数是否消失。试验段取样数不少于3 处，取土深度分别为50cm、100cm、150cm、200cm、250cm。

（12）强夯后，用砂石换填，先铺0.3m 压实，压实后在铺0.3m压实， 以此方式换填1.5m 后采用平地机将地基土整平，再用大于22T 的重型振动压路机碾压至表面无轮迹， 压实度达到设计要求。

结语

综上所述，在变电站土建施工中，基础的设计和处理施工是十分重要的。对于基础的设计需要根据地质勘察的结果对地基基础性质进行勘察和研究， 以勘察结果为基础选择合理的基础方式，遇到不良地质情况需要根据实际情况采取合理的地基处理方法，保证地基的稳定。

［1］ 巫尚吉.变电站不良地基及处理方法［J］.现代物业（上旬刊），2011（08）：94～95.