地基处理方案优化比较浅谈

黄章武

（国网福建检修公司 福建 福州 350013）

1.前 言

随着地基处理设计水平的提高、施工工艺的改进和施工设备的更新，我国地基处理技术发展很快，对于各种不良地基，经过地基处理后，一般均能满足建设要求。由于地基处理的适用范围进一步扩大，地基处理项目的增多，用于地基处理的费用在工程建设投资中所占的比重不断增大。因而，地基处理的设计和施工必须认真贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，除了应满足工程设计要求外，还应该做到因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源。

2. 站址概况

变电站场地大部为荒草地，部分为农田，地势较为平坦，高程介于1.18-1.62m。地貌上属于滨海相冲淤积平原地貌单元。目前场地范围内不存在边坡，未发现影响本工程建设的诸如滑坡、岩溶、危岩和崩塌、地面沉降、采空区、泥石流等不良地质作用和地质灾害。场地除有一约50m2的水塘外未发现埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石和地下管线等对工程建设不利的地下埋藏物。本区属亚热带海洋性气候，温和湿润，日照充足，雨量充沛。全年最高气温35℃，最低气温2℃，多年平均气温22℃，多年平均水面蒸发量1190mm，全年无霜期347天，累年年平均降雨量1017mm，累年年平均风速为3m/s，全年风速≥4级日数达300d以上，夏季7～9月份常遭台风暴雨袭击，一般历时2～3天，时间短，雨量较集中，强度大，危害大。根据勘察期间所进行的地下水位观测结果，场地内地下水的初见水位埋深为0.54-0.84m，地下水混合稳定水位埋深在0.35-0.60m之间，黄海高程在0.66-1.05m之间。据调查，地下水位变化幅度约0.50m，近期年平均最高水位高程为1.50m，场地内的地下水自北往南向场地外排泄。拟建场地周边及附近范围未发现有污染源存在，根据场地地质条件和气候特征，本场地环境类别属于Ⅱ类，按地层渗透性影响属A型。场地内地下水以上土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。

3.地基处理的必要性

根据地勘报告，现状场地高程介于1.18～1.62m，地层结构自上而下依次有约0.4m的耕植土，①细砂（Ⅰ）、②淤泥、③细砂（Ⅱ）、④残积粘性土、⑤全风化花岗岩、⑥砂土状强风化花岗岩、⑦碎块状强风化花岗岩。室内地坪设计高程为3.0m，因此，场地平整后存在1.0～2.0米厚的回填土，其下伏1.0～1.5m厚的①细砂（Ⅰ），0.70～1.60m厚的②淤泥，可作为持力层的③细砂（Ⅱ）层顶高程-1.64～-0.82m，近期年平均最高水位高程為1.50m，根据以上资料分析，持力层埋深较大，地下水位较高，③细砂（Ⅱ）以上的土层地基承载力低，变形大，稳定性差，①细砂（Ⅰ）、②淤泥属对震陷敏感的软弱地层，因此，建（构）筑物不能采用天然地基，尤其对变电站这样的重要电力枢纽工程，必须进行地基处理。

4.地基处理方法列举

基础的选型对工程的工期、成本影响很大。为了贯彻国网公司推行的建设“两型一化”变电站的文件精神，按照变电站的功能要求，充分实现变电站全过程、全寿命周期内“资源节约、环境友好”，降低变电站建设成本。下面结合本站工程地条件，基于全寿命周期管理的理念分析，结合施工的工期的影响，实施难易度、方案可靠性等多方因素，对软基处理方案进行比较，以便确定适合本工程的基础方案，这是非常必要和负责任的。

强夯置换是强夯用于加固饱和软粘土地基的方法。它是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软～塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。

CFG桩是是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的一种具有一定粘结强度的桩。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作。CFG桩适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。CFG桩是在碎石桩的基础上发展起来的，属复合地基刚性桩，严格意义上说，是一种半柔半刚性桩。另外，它吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点。施工工艺与普通振动沉管灌注桩一样，工艺简单；与振冲碎石桩相比，无场地污染，振动影响也较小。第二，所用材料仅需少量水泥，便于就地取材。第三，受力特性与水泥搅拌桩类似。

桩基是软土地基基础处理的一种最传统、最普遍、应用最广泛、也是最可靠的方法之一。主要的桩型有：灌注桩和预制桩。灌注桩具有造价低、设备简单、施工操作简便、工期短等优点。同时，也存在承载力低，受施工方法及施工人员的因素影响较大，往往因施工方法和工艺不当会造成缩颈、隔层、断桩、夹泥等问题，严重地影响到成桩质量和桩的承载能力。并且，在遇到淤泥层时的处理亦比较困难。当持力层的埋深较深时，由于桩长受到桩架高度的限制，亦无法满足使用要求。预制桩具有制作方便，施工速度快，承载力高的特点。预制桩特别是高强预应力管桩得到广泛的应用。由于桩身强度高，承载力大，适用的范围更广，可以方便地穿越淤泥层。对于荷载较大，沉降控制要求高的建构筑物，如变电站主体，采用桩基础是比较适宜的，但是对于一层地面及场地的地基处理，桩基础无法起到有效地加固作用，存在一定的局限性。

5.地基处理方案比较

合理的地基处理方案确定，要结合场地工程地条件，综合考虑施工工期、工程造价、实施难易度、方案可靠性等多方面因素，本着“安全、经济、可靠、省时、适用”的原则，综合比较各种可行的地基处理方法的优缺点，以及对本站应用的难易度、工程造价的影响，经过认真反复的比较和研究，根据建筑物荷载大小、沉降控制要求、重要性不同，分别采取不同的地基处理方案。

由上可知，CFG桩方案施工，具有施工难度小、安全可靠、工期短等优点，故本工程地基处理推荐采用CFG桩。由于场地尚未进行施工图阶段勘探，站内地层分布情况和有关参数尚不明确。所以，待施工图阶段勘探完成后，尚须进行进一步深化的优化设计，如最后勘探成果与本次成果有较大的差别，则需要根据实际情况重新研究并制定新的方案。