摘要：由于某500kV变电站场地粉砂具有湿陷性，本文将通过综合比较各地基处理技术的优点和缺点，制定出比较合理的地基处理方案，供施工技术人员参考。
关键词：500kV；变电站；地基处理技术
一、工程地质条件
某500kV变电站站区地层岩性及其分布和特性自上而下描述如下：第一层粉砂：黄褐色，稍密，稍湿，矿物成分主要为石英、长石。偶夹砾砂薄层。表层夹微胶结的粉土薄层。主层粉砂普遍分布于拟建站区表层，层底埋深0.6m-3.3m，层底标高1265.82m-1277.3m，层厚0.6m-3.3m，平均层厚1.75m。其下为第二层页岩，按其风化程度可划分为2个亚层。分述如下：（1）强风化页岩：褐黄-灰黑色，局部呈铁锈红色。层状结构，泥质碎屑沉积。多节理，处强风化状态。强风化页岩层普遍分布于站区。该层相对较坚硬，人工难以挖掘，本次仅在背包钻孔揭露该层。揭露层底埋深1.5m-3.8m，揭露层底标高1265.0m-1275.2m，揭露层厚0.3m-2.1m，平均揭露层厚0.94m。（2）中风化页岩：褐黄-灰黑色，局部呈铁锈红色。碎块状结构，少节理，处中等风化状态。中风化页岩层普遍分布于站区。本次勘探未揭穿该层。最大揭露厚度2.5m，最大层底埋深5.5m，最底层底标高为1269.2。
二、变电站地基处理技术
1.灰土垫层法
灰土垫层法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，用按一定体积比配合的灰土在最优含水量情况下分层回填夯实或压实，适用于地下水位以上湿陷性黄土、淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土等的浅层局部或整片处理。处理1m-4m湿陷土层，具有一定水稳性和抗渗性。根据处理湿陷性土层厚度不同，可以全部或部分消除湿陷性，并在一定程度上提高承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，能够满足本工程要求，且灰土垫层法施工简便，速度快，施工质量容易保证。
2.灰土挤密法
灰土挤密法是先成孔至设计深度，然后在桩孔内夯填灰土，由桩间挤密土和填夯的桩体组成人工复合地基，从而全部或部分消除湿陷性，提高承载力，一般适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，处理深度5m-15m，处理后持力层范围内土的变形减少，承载力可提高1-2.5倍，并可消除填土及湿陷性黄土的湿陷性，能够满足本工程要求。但是由于灰土挤密法在施工过程质量控制不直观，施工过程中因振动挤压可能造成相邻孔缩孔或塌孔，施工不方便，因此不考虑采用灰土挤密法。
3.强夯法
强夯法是将80kN-400kN重的锤起吊到10m-20m高处而后自由下落，对土进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性和消除其湿陷性。强夯对地基土湿陷性的消除效果明显，一般处理深度为3m-12m。强夯法适用于土的饱和度Sr≤60%的湿陷性地基的处理。
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4.桩基础法
桩基础由承台和桩群组成，承台把桩联结起来，并承受上部结构的荷载，然后通过桩传到地基中去，桩基础法适用于处理湿陷性黄土层厚度大于等于10米的场地，考虑采用钻孔灌注桩，灌注桩是在现场桩位处开孔，然后向孔内灌入混凝土，或根据需要配置钢筋，灌注桩施工工艺简单，取材方便，成桩效率高，不易产生断桩等质量缺陷，施工中无振动、无噪音、无排污带来的环境污染，保证了文明施工。但是桩身成型及混凝土的灌注质量难以保证，且易产生缩颈和加泥，且成桩后，经检验不合格者，补桩复杂，工作量大，单桩造价高，对工程相对不利，综上所述，本工程推荐采用换土垫层法。
5.换土垫层法
根据《湿陷性黄土规范》，当采取局部垫层法处理时，其平面处理范围为每边超出基础底边的宽度不小于垫层厚度的一半，当采取整片垫层法处理时，处理的平面处理范围为每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不小于垫层厚度并不应小于2m。
主控制楼为变电站内的重要建筑物，属于乙类建筑，基础埋深2.5m，剩余湿陷性黄土厚4.6m，采用整片垫层处理。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》的要求，消除地基部分湿陷量的最小处理厚度，在非自重湿陷性黄土场地，不应小于压缩层厚度的2/3，并不应小于4m，因此，主控制楼将剩余4.6m厚湿陷性黄土全部置换，既全部消除了湿陷性，又提高了承载力。
220kV架构区，由于220kV设备支架数量较多，架构与设备支架距离较近，如果采用局部换土，每边宽出基础底边的宽度不小于垫层厚度的一半，处理面积重叠，且搭接部分不容易处理。考虑整片换土夯实质量容易保证，处理效果好，220kV架构区采用整片换土2.0m处理，架构及设备支架高差1.0m用灰土回填。500kV设备支架及其余附属建筑，处理厚度2m，地基承载力需进行软弱下卧层验算。
500kV架构基础埋深在3.5m，按局部处理3.6m，根据《湿陷性黄土地区建筑规范》的要求，消除地基部分湿陷量的最小处理厚度，在非自重湿陷性黄土场地，不应小于压缩层厚度的2/3，并不应小于4m，全部消除了湿陷性。
垫层质量通过压实系数控制，压实系数不得小于0.95，垫层施工应在每层表面下2/3厚度处取样，检验土的干密度，整片垫层取样数量每100平方米不应少于3处，矩形基础底面的垫层不应少于2处，条形基础底面的垫层每30m不应少于2处。
其优点是施工简单，取材方便，质量易于控制，垫层承载力标准值能够达到150kPa-300kPa，压缩模量达到10MPa-20MPa。缺点是挖填方量大，施工现场需大量堆土，施工工期较长，垫层自身固结有一定沉降量。
6.碎石桩加固地基法
该处理技术施工方便，适用于场地开阔地带，较符合本工程场地特点。干振挤密碎石桩法的缺点是不易穿透较密实的砂层，且砂层厚度大，根据初步设计阶段勘测资料实验数据，液化层粉细砂层的标贯击数可达15.9，厚度12.4m，根据以往工程经验，碎石桩若采用干振法将不易穿透此层，碎石桩的桩头可能处于液化土层中，无法达到规范要求的稳定土层。因此，为避免出现上述情况，本工程初步设计阶段拟将干振挤密碎石桩优化为振冲碎石桩。
参考文献
[1]裴增壮，艾兵，阳佳林，等.湿陷性黄土地基处理方案比选与设计[J].建筑技术,2014，45(7):596-598.
[2]贾鹏，刘峰.750kVGIS基础设计优化[J].青海电力,2011，30(专刊）:15-17.
论文作者:伊飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/7
标签：地基论文; 厚度论文; 灰土论文; 黄土论文; 土层论文; 不应论文; 承载力论文; 《电力设备》2017年第10期论文;