变电站土建基础的处理技术应用研究

2018-06-12刘德诚

建材与装饰 2018年27期

刘德诚

（三江侗族自治县水利电业有限公司　广西柳州　545500）

变电站作为电力系统的核心，而变电站建设作为电力工程建设的重要部分，对电力系统安全稳定运行以及电力建设发展都有着非常重要的作用和影响。尤其是在国家电网升级改造发展推动下，当前电力工程建设中变电站建设数量及规模不断增加，对电力建设与电网工程改造的影响日益显著。另一方面，基础处理作为变电站土建工程的重要施工内容，对其施工建设的质量及效果都存在较大的影响，因此，结合变电站土建施工特点，对其基础处理技术及应用进行研究，具有十分显著的积极作用和意义。

1　变电站土建工程特点分析

土建施工是变电站建设的重要工程项目与施工内容，对变电站建设质量及其正常运行都存在着较大的影响。变电站土建施工中，基础施工是其最为关键的施工环节，基础施工中技术方法的选择运用，直接影响着变电站项目建设的质量和效益，一旦变电站土建基础施工存在问题，造成变电站项目建成运行后出现不均匀地基沉降等问题，不仅会引起电气设备安全故障及风险发生，甚至会对变电站所在电网系统的安全及稳定性运行造成较大的影响，进而对整个电力系统与电网建设形成制约，对电力事业发展十分不利。由此可见，变电站土建工程基础施工具有质量要求高、影响大等特征。此外，随着社会经济发展推动，当前电力系统建设中的电能需求不断增加，导致变电站建设的规模及数量越来越多，电压等级不断升高并且朝着多样化方向演变，因此，变电站土建施工的影响也日益显著，在这种情况，变电站项目建设中，对土建工程基础处理的技术措施与水平要求也不断提升，以满足有关要求。

2　变电站土建设计及有关要求分析

结合变电站土建设计实际情况，主要包括设计前期工程阶段以及变电站位置与路线方案选择、初期设计、施工图设计等不同阶段。

首先，变电站土建设计的前期工程阶段，主要围绕工程选址及路线设计等内容展开。其中，工程选址需要对变电站建设的负荷中心位置进行明确基础上，从工程选址与城市建设规划以及土地征用的政策要求、与周围通信或风景旅游景区等位置路线是否相互协调统一、土地资源利用效益等方面进行综合考虑与分析基础上，最终选择合理的变电站工程位置，确保工程选址不仅避开自然保护区或其他特殊区域，以避免对建筑房屋或路线、景观的破坏，同时确保工程选择与地区道路规划等相互协调统一、通风等各项条件适宜。

对变电站位置及线路方案的设置，需要在完成工程选址及有关路线规划基础上，结合调查资料结果，确定多个变电站位置与路线方案后，从这些方案中对经济性与技术性等综合效益最为显著方案的进行筛选确定，经审核批准后，即可用于变电站位置选择与路线设计指导。

此外，在变电站土建工程基础设计的初期阶段，设计内容主要围绕变电站站区规划以及平面布置、主要建构方案设计、站区消防与排水系统设计、最终方案确定等实施。其中，在站区规划需要在站址地形条件与自然环境等综合考察基础上，从因地制宜原则出发进行站区规划设计，同时站区工艺布置需要结合实际情况，从施工开展的便利性以及生态环境保护等层面进行分析，避免变电站建设对环境及资源造成污染或破坏。变电站平面布置设计中，多采用模块结构形式进行设计，通过将变电站站区划分为多个功能模块区域来实现场地规划与分配利用，并且从资源节约层面考虑，对各建筑布局尽量保持紧凑，通过站区道路规划实现各功能区域连接，达到整体与局部的相互统一。此外，变电站主要建构设计中，包含建筑平面以及立面结构设计、暖通风与水工设计、地基处理、结构、基础等多个设计内容，一般情况下，变电站建筑设计以联合布置形式，在结构设计中，多采用钢筋混凝土框架结构，主要结构与支架均采用钢结构材料，并从变电站的电网等级分配与抗震要求等方面进行综合考虑；而平面设计中，在保证各建筑房屋空间需求同时，对其立面美观效果也需要进行设计考虑，并且建筑基础形式以变电站选址区域的地质条件为主，对地质基础条件较好的建筑基础，与天然地基基础技术进行处理应用，对填土较厚地基一般采用强夯处理，对淤泥层较厚地基则以灌注桩或水泥搅拌桩、预压施工等技术方法进行处理。

3　变电站土建基础处理技术与应用分析

结合上述对变电站土建设计及有关要求的分析可以看出，变电站基础设计环节，其基础形式确定与处理技术应用，是结合变电站基础的地质条件进行确定的，对地质条件较好的变电站基础处理，以一般的天然地基处理技术进行处理应用，而对变电站基础填土较厚的情况，则需要采用强夯法进行基础处理；对变电站基础地质淤泥层分布较厚情况，其基础处理一般采用水泥搅拌桩或灌注桩、预压桩技术进行处理应用。此外，结合变电站土建工程基础施工的具体内容，可以从建筑基础以及变压器设备基础、围墙结构基础等处理上进行分析论述。

①变电站建筑基础处理中，由于其建筑基础形式主要为条形基础和独立基础两种形式，并且在基础施工中，在基坑开挖至设计标高位置的情况下，需要对开挖基础的基底土质进行勘查分析后，根据试验结果，在地基承载力满足建筑设计承载要求的情况下，即可进入下一环节施工，但是，对建筑基础开挖基坑的地质勘察承载能力不符合建筑设计要求的情况，就需要通过片石垫层或者是扩大基础底面积、挤密桩处理等技术方式进行基础处理。其中，片石垫层是针对基础填土区或填土厚度不大的情况下，为提高建筑基础的地基承载力，通过使用M10水泥砂浆以及片石进行砌筑至设计标高，同时进行建筑基础开挖至设计持力层后，达到改善建筑地基结构、提高其地基承载力的目的。②扩大基础底面积的变电站建筑基础处理技术，是针对变电站的建筑基础施工中地基承载力与设计标准相差不大的情况，通过合理扩大建筑的基础底面积，来增加单位面积的基础结构承载能力，从而达到提升建筑综合地基承载力的目的，满足建筑地基承载要求。③挤密桩基础处理技术也是变电站建筑基础处理中常用技术方式，主要针对建筑基础软弱土层区域，且土层厚度不能明确判断的基础施工中，通过挤密桩嵌入来提升建筑地基的承载性能，达到建筑基础承载设计的要求。

此外，在变电站土建基础处理中，针对变压器设备与围墙基础的处理，由于其变压器设备基础为独立基础形式，并且上部设备与地下管线处于连接状态，因此，其基础处理以控制地基沉降在设计范围即可，针对变电站土建施工中的不良地基情况，多以片石垫层或其他基础处理技术进行处理，对变压器设备基础处理中存在较深填土的情况，则需要采用桩基础处理技术进行处理应用。如图1所示的变电站箱变基础立面结构中，其变压器设备基础处理就采用的是混凝土垫层基础处理方法。对围墙基础处理，由于其分布在变电站周围，对挖土区围墙其基础结构承载标准基本符合设计要求，一般不会存在地基沉降等影响，但是对填土区填土厚度不深的情况，需要将围墙砌筑在挡土墙上，以达到节约用地和满足基础荷载要求；对填土厚度较大的情况，从工程造价上考虑一般采用自然放坡形式进行处理，通过在坡底砌筑相应的挡土墙，并且围墙砌筑在填土区，以桩基础或地基梁处理方式，来满足其基础处理的要求和目的。