浅论珠三角变电站地基土的处理

浅论珠三角变电站地基土的处理
黄冬梅
摘 要：本文对珠三角区域的变电站地基土处理加固方法进行综合评价分析，对地基土处理提出了适合该区域地基土处理的参考方案，从而达到优化设计、保证建筑结构的安全可靠、减小工程投资的目的。
关键词：变电站；地基；填土；

0 前 言
就广东南部沿海电网而言，珠海等地变电站属于软土地基。它是由海洋变陆地和陆地变海洋多次反复而成。由大量工程地质勘察资料证实，从地表至地下25m 范围内均属近代海陆交替互相沉积的软弱土层，在-9 m～-20m高程范围内多由淤泥质土组成，其含水量高，孔隙比大，天然容重低，土质很软。珠江三角洲地区220 kV、110kV变电站站址一般都选择在平原地区，地形平坦，高差不大。因此，必须特别重视变电站地基的处理。
1 变电站站址的选择
根据南网规划和广东省用地紧地皮贵的特点，结合节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地的指导思想，在变电站选址前，所址标高在满足高于50年或100年一遇高水位前提下，尽量满足挖填平衡的原则，宜使站区场地平整，土方量最小，当挖填不平衡时，宜减少向所外取土或弃土。
2 地基处理的方案
地基处理的目的在于使低强度的土体达到设计所需的承载力、规范要求的变形和稳定要求。在地基土处理中，根据建筑物结构及受力特点，需进行地基处理。在决定对地基进行处理之前，根据地质勘探报告的不同，因地制宜，对上述诸多因素加以综合考虑，并优先考虑利用天然地基的处理方案，以降低造价。主要有如下处理方法：换填、预压、强夯、挤密、及桩基础等。
以珠海地区220kV、110kV变电站为例，由于各站区基本处于珠江、东江及其支流横涌海等河网交汇地区，上部覆盖第四系冲积层，下伏第三层泥岩，自上而下为粘土表层、淤泥层、粉砂层、淤泥质土、粘土层、粗砂层、泥岩等，场地类别为Ⅲ类软弱土，地下水位较高，距地面以下0.5 m，所以在深度11～16 m的粘土层以上不存在天然地基的地层。以下对珠三角常用的处理办法简单论述：
2.1 采用桩基处理方法
桩基础由桩和承台两部分组成。由承台将桩群在上部联结成一个整体，建筑物的荷载通过承台分配给各根桩，桩群再把荷载传给地基。按其施工方法，可分为：预制桩、灌注桩、管柱；预制桩适用于一般土地基，但较难沉入坚实地层。且有明显的排挤土体作用，应考虑对邻近结构(包括邻近基桩)的影响。灌注桩灌注桩的施工设备简单，操作尚方便，但需要考虑泥浆的排放处理问题。管柱基础可以在深水及各种覆盖层条件下进行，没有水下作业和不受季节限制，但施工需要有振动沉桩锤、凿岩机、起重设备等大型机具，动力要求也高。桩基础因为其将荷载传递到下部好土层,承载力高，沉降量小，抗震性能好等特点，得到广泛的采用。
对于那些对沉降敏感的站内建（构）筑物，如主控楼、35kV、10kV配电装置楼及电容器室、主变基础、警传室、水泵房、消防水池、220kV及110 kV构支架，事故油池等多采用高强预应力钢筋混凝土管桩（PHC）；建筑物首层地面宜采用现浇钢筋混凝土楼板，以防止地面产生不均匀沉降、开裂等情况。站内外道路、电缆沟、挡土墙及室内小型设备等面积较大或长度较长的设施，其地基采用水泥土搅拌法进行加固，以避免因地基变形产生不均匀沉降、开裂等情况而影响正常使用。对于站内一般场地，基本采取分层碾压夯实，一般要求压实系数不小于0.94。
2.2 采用换填处理办法
利用换填土作为建（构）筑物地基，应尽可能在土方工程动工之前，根据建构筑物的结构类型、填料性质和现场条件提出对填土地基的质量要求，用分层压实方法处理填方。填土土料的选择，应以就地取材为原则，如碎石、土夹石和粘性土都是良好的填料，但前三种要注意颗粒级配，而后者则要注意其含水量、淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机物含量大于5%的土都不得作为填料。当填料含有碎石时，碎石粒径一般不宜大于20 cm。压实填土地基在铺填料前应清除或处理场地内填土层底面以下的耕土和软弱土层。
所以在利用填土作为建筑物地基时，必须同时满足设计所需的承载力、规范要求的变形和稳定要求。首先，只有在作为建筑物地基的填土层在其本身自重和建筑物重量的作用下，不会产生滑动的条件下，才能在填土层上作浅基础，这取决于建筑场地的工程地质条件。其次是变形问题，其次是变形问题，应重点考虑：1)预估填土地基可能产生的绝对沉降。2)同一建筑物范围内填土地基与原状土地基的差异沉降。3)强度问题，这一方面要看作为建筑物地基的填土本身是否具有足够的强度，又取决于填土的压实强度。总之，在不丧失稳定的条件下，填料的性质及压实强度是决定能否做浅基础的关键。
3 地基检测
3.1 地基检测的一般规定
地基基础检测是建筑工程结构设计的重要内容，施工中出现问题较多的是地下部分。地基基础一般应选择两种或两种以上的方法，并应符合先简后繁、先粗后细、先面后点的原则。地基和基础是建筑的根本，且又是隐蔽工程，地基的处理和基础选型，更直接关系着建筑物的安危，不少建筑物裂缝的发生，多与地基基础有关。而处理地基基处，往往比上部结构难度更大。检测工作应在合理的间歇时间后进行，检测部位一般选择在：施工出现异常的部位；设计方面认为重要的部位；局部岩土特性复杂可能影响施工质量或结构安全的部位；不同施工单位及不同施工工艺的部位；同时兼顾整个受检位置均匀分布。基础设计是否合理可根据沉降计算或实测结果来验证。
3.2 地基检测的方法选择
地基基础的检测者根据工程地质工程报告、有规范为依据就取得了输入数据，这些数据远远不够，还需要有较强的理论功底和善于思辨的能力，更要注重实践经验，切实合理的进行设计，保证建筑基础的稳定性。
建筑地基现场检测时，应根据每种地基的具体情况，选择合理的方法，充分考虑设计要求及验收要求，同时还应根据工程现场状况和机械设备条件，因地制宜合理选择检测方法。地基基础检测方案的科学性、可行性不断得到重视，地基处理技术不断发展。
建筑地基基础的检测方案有很多，将各种地基及基础的处理方法和当地的实际地质情况、实践经验相结合，才能获得较理想的设计方案。然而，在很多地质勘察报告中，缺少地下水位数据，成果报告图表不全，数据混乱、不实，关键的问题交代不清，甚至有弄虚作假现象，严重影响地基的设计建设。因此，必须认真分析实际情况，注意各项物理力学的指标正确性，科学合理分析建筑地基基础方案的合理性及可行性。
4 结 语
4.1地基处理应遵循“因地制宜，因物施设”的原则，处理地基土时只有在充分分析过程地质及水文地质条件的基础上，根据工程建设标准要求，结合地基基础和上部结构条件，合理地选择地基处理方案，方能达到对岩土体科学处理和利用的目的。
4.2地基处理方案的选择，应根据地基土类型的不同，明确各类土的处理目的。就地处珠海三角洲等地变电站地基土处理而言，对2~3层配电楼或户内GIS地基处理采用较多的为桩基础或重锤夯实法。目前应对重锤夯实法的加固机理、计算理论以及动力特性等进行深入研究。?
4.3围绕技术先进、经济合理、安全适用、确保满足建筑物的使用要求为依据，一个经济合理的地基处理方案必然是多方案比选的结果。
参考文献
[1]阎明礼.地基处理技术[M].北京:中国环境科学出版社,2006.
[2]顾晓鲁,钱鸿缙,刘慧珊等.地基及基础［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3] 建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2002

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