高压电缆工程常见地基处理方案及分析

吴靖宇

摘 要：建设质量良好的电缆沟是保证高压电缆敷设工程安全的基础，是电力系统安全稳定运行的前提。对软弱地基的妥善处理是建设电缆沟一个关键的环节。以江门市110kV良村至顺成双回线路（电缆部分）工程四回路电缆沟地基处理为实例，对工程中采用的松木桩地基处理技术进行说明，详细分析了松木桩的使用条件、检验算式及应用效果，并提出了一些建议。

关键词：高压电缆沟；软弱地基；松木桩

中图分类号：TU47 文献标志码：A

1 软弱地基简介

软弱地基具有压缩性高、承载力地的特性，主要可分为含淤质黏土类地基及黏土类地基。如果在软土地基上进行高压电缆敷设工程，往往会因为地基的不良特性而不能满足工程的设计标准和使用要求。高压电缆建设工程在遇到以下情况之一，必须进行地基处理。（1）天然地基过软容易变形，承载能力不能满足高压电缆敷设要求；（2）该区域有溶洞、隐埋的湖或鱼塘、暗沟等，容易造成建筑物不均匀下沉或者沉降过大，导致建筑物架构破坏如有裂缝等。这些都会严重影响到电力工程的安全使用。在条件许可的情况下，在实际高压电缆敷设工程软弱地基中采用松木桩处理方式，可使工程施工方便快捷，降低工程成本。

2 松木桩处理地基的实例分析

松木桩具有较好的耐久性、很强的吸湿性和湿胀干缩性、结构简单、可承受振动和冲击等优点，且造价低、适用性很强，在软土地基基础处理中得到了广泛的应用。下面就江门市110kV良村至顺成双回线路（电缆部分）工程采用松木桩处理软弱地基作一简要介绍。

2.1 工程的地质概况

该工程新建110kV良顺甲、乙线起于220kV良村变电站，止于拟建的110kV顺成变电站，位于江门市顺成线路附近。其中新建双回电缆长为2×3.145km（新建双回土建长度为0.632km；新建4回土建长为2.245km，本期敷设2回，备用2回），4回电缆沟结构，如图1所示。

根据地质初勘，地质表层为人工填土或耕植土的覆盖层0.5m～1m，其下部为淤泥层0.9m～9.3m，黏土层3.6m～10.2m，以下为强风化泥质砂岩层埋藏深度约35m以下。本工程地质剖面是由黏土及粉质黏土、中密状的含淤质砾砂卵石、软塑状的淤质黏土、杂填土等自下而上构成。其中含淤质砾砂卵石实际埋深约4m，是最理想的持力层。

2.2 松木桩的设计计算

在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式（1）和式（2）设计：

S=0.95d√（1+ e0）/（ e0- e1） （1）

n=A/AP （2）

式中：

S—桩的间距（m）。

d—桩径（m）；e0—挤密前土的天然孔隙比。

e1—挤密后作要求达到的孔隙比；可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5-3或表5-4确定。

n—每m2桩的根数。

A—每m2地基所需挤密桩面积，A=（ e0- e1）/（1+ e0）；

AP—单桩横截面积（m2）。

在设计中，当桩端有硬壳层存在时，可作为端承桩，按下式（3）计算：

Pa=Ψα[σ]A-（a） （3）

式中：

Pa—单桩承载力。

Ψ—纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般可取1。

α—桩材料的应力折减系数，木桩取0.5。

[σ]—桩材料的容许压力，kPa。

本电缆敷设工程中电缆沟附加应力及自重总值为9.807kN。选黏土层为桩端持力层，经计算后得出地基土的容许承载力取值为130kPa，电缆沟埋深2.23m，需处理电缆沟尺寸为宽2.14m，长2245m。持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。根据（3）式，当以松木为材料，桩直径为15cm时，[σ]为2773.4kPa。Pa=1×0.5×2773.4×（0.15/2）2×π=24.5kN/根。每平方米所需桩数为n=9.807/（2.14×1×24.5）=0.19根/m2，实取1根/m2，本工程的桩基底面积为4804㎡，总需桩数为4804根。松木桩按照矩形来布置：打好所有桩后，在其顶面要敷設厚度为20cm的石灌石子，把桩夯实后再做基础。

2.3 经济效益介绍

松木桩（φ15cm）的工料费用是15元/根（每根长2.5m），本工程中松木要用到的松木桩的4804根，共需4804×15=7.21万元。而混凝土预制短桩（12cm×12cm）预算为23.5万元；若使用换土垫层法，则会由于地下水位高而导致施工难度增加，且费用昂贵，需要11.04万元。通过技术和经济两方面对比砼短桩、换土垫层法及松木桩等3个不同的方案处理，显然用松木桩方案为首选。自2014年5月该工程竣工后，在投运后运行中经观察，电缆沟结构非常稳固。

3 松木桩应用建议

松木桩在应用过程中应注意以下几点：（1）松木桩具有很强的吸湿性和湿胀干缩性，不能用其他的忌水木桩替代，避免发生腐烂变形；（2）须使用“原木”松木桩，否则容易发生变形；（3）应考虑松木桩的承载能力和沉桩冲击力；（4）为了避免桩群上端在淤泥地质上发生水平位移，可在松木桩间敷设一层块石，并在顶部垫上碎石，保证松木桩的水平刚度。

结语

在浅层软土地基基础处理中松木桩处理方方法技术简单，操作性强，施工方便易行，且工程造价经济合理。综合分析，本文提出的高压电缆工程实例采用松松木桩地基处理方案可行，效果最好。

参考文献

[1] GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].

[2]刘君洪.松木桩基础在软土地基处理中的应用研究[J].陕西水利，2016（1）：128-129.