摘要：变电站土建工程主要为输变电设备服务，土建工程质量的好坏将对变电站的安全造成直接影响，因此，加强和改进地基与基础工程的施工质量意义重大。提供借鉴参考。
关键词：变电站；地基沉降；不良地基；处理措施
在变电站工程设计中，地基的处理是一个重要组成部分。对于处在回填区的新建变电站，地基历经雨季、旱季的时间考验之后，都会出现不同程度的沉降。沉降的幅度依据土壤的特性、设计施工的质量、承载的大小及自然气候变化情况而变化。如果不重视这些问题，可能致使电气设备的倾覆，造成重大事故，给运行维护带来极大的不便，甚至影响正常运行。
1 变电站选址
根据变电站系统规划需求，其分布点可能受客观因素影响而选择在如下区域施工，易出现不良地基。
1.1平原地区
变电站选址以平原地形为优先选择区域，利于进行天然地基建设，但因站址上部为覆盖性冲击层或淤泥层，虽能满足变电站建设承载力需求，但因软土地基压缩性较大，地基易产生不规则沉降，导致变电站内建筑物出现墙体裂缝问题。
I .2冲击平原
若变电站选址区域为冲击平原，则容易出现软弱地基。虽然选址表面相对平整，但受山水侵蚀作用影响较大。
1.3半填半挖区域
若变电站选址在半挖半填区域，很容易因地基夯实强度不到位而产生预沉降。
变电站不良地基的承载力不高，容易诱发地基上部结构出现沉降现象。虽然变电站内不同建筑物结构彼此独立，但电力设备内各管线之间彼此连接，若地基沉降情况加剧，会影响电力设备与管线连接的稳定性，破坏建筑物结构，引发电力安全事故。所以，在地基勘查期间，需仔细探查软弱土层是否均匀，详细掌握变电站选址区域地形地质条件，确定不良地基处理方案。
2 变电站地基沉降原因分析
2.1地基土换填不到位
换填法又被称为置换法，即挖除基础下一定范围内的土层，而后充填石夹土，并使用机械设备分层碾压、振动、夯实，以增强地基土密实度。地基土层压实施工作业时可利用强夯
法进行，借助10~40t的重锤使其在10~ 40m的高度内自由落下，地基土在强夯力的作用下会变得更更为密实。但若回填深度超4.5m，施工压实强度未达到设计压实强度系数的0.94,
很容易在短期内出现沉降问题。
2.2变电站内排水不畅通
受地基初期沉降变形因素影响，变电站排水沟极易被堵塞，导致变电站内积水无法及时排除，积水渗透进地基回填土层，而诱发地基沉降问题。
3 变电站不良地基处理措施
3.1换填法
换填法适用于软弱不良地基施工中，若地基承载力及变形程度难以满足变电站内建筑物施工需求，且软土层厚度较薄时，可挖除基底软土，分层换填进砂石、灰土或无侵蚀性材料。现阶段，变电站素土换填厚度以低于3m最佳，素土换填材料不得使用冻土、淤泥质土、耕填土、盐渍土、膨胀土等。换填碎石材料粒径需低于50 mm。换填之后的土层要能够满足设计强度要求，减少沉降量、消除土层湿陷性，促进地基稳定性的提高。施工期间可选择1:9, 2:8与3:7的灰土比例进行分层回填。
另外，在利用换填法进行不良地基处理时，要确保换填材料面宽度与地基基础底面应力扩散需求相契合，其计算公式如下
3.2 桩基法。
当采用浅地基处理不能满足上部结构荷载和变形要求，或经技术和经济比较更合理时，可采用桩基加同处理。桩基可用于电力工程各类建筑物和构筑物的地基加固。变电站地基处理还可使用搅拌桩法、预压法、挤密桩法、应用土工合成材料等等。
3.3强夯法
又称为动力同结法，具体施工过程是将夯锤提到高处让其自由落下，在对地基造成很大的冲击同时产生很大的振动能量，经多次重复上述夯击地面的动作后，便会使地基中土体变的更加密实，使土壤颗粒结构发生调整，可以有效地降低压缩性从而提高地基强度。
3.4 振冲法
依靠振冲器的强力振动使砂粒重新排列、孔隙减少。另一方面依据振冲器的水平振动力，在加回填料情况下通过填料使砂层加密。此法亦被称作“振冲置换法”或“碎石桩法”。
3.5水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是以石灰、水泥等材料充作固化剂而制作的搅拌机械，在地基深处把固化剂、软土、粉体或浆液等强行搅拌，待搅拌体固结之后形成稳定性高、强度高的水泥加固土。
与火电厂地基施工相比，变电站地基施工在施工方法、技术、工期等方面存在较大差别。变电站地基水泥搅拌桩施工的有效加固深度超过15m，桩径在500mm以上，固化剂为普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5。水泥掺拌量与水之比为0.45一0.55最佳，但水泥搅拌桩施工中水泥用量仍需结合工程实例进行配比。
3.6树根桩法
所谓树根桩法是利用钻机成孔技术，将钢筋笼或钢筋置入其中，在压力作用下向孔内注入水泥砂浆，形成钻孔灌注桩。钻孔灌注桩适用于粉土、粘性土、人工填土、淤泥质土等不
良地基施工中。钻孔灌注桩直径介于150~300mm，桩长低于30m，桩身水泥砂浆强度等级在C20以上，与设计桩径相比，钢筋笼外径要比其小40 ~60mm，主筋数量宜在3根以上。与其他地基加固施工技术相比较，钻孔灌注桩施工技术更加简单灵活，占地面积小、振动小，不会对周边环境产生较大影响。
4 变电站内不同建筑物不良地基的处理
4.1变电站内建筑物基础处理
变电站内建筑物类型主要为门卫室、高压配电室、主控通信楼等，站内布置多以不同电压等级出现方向为依据，其中，电气布置是建筑物布置的参考标准。变电站内建筑结构不规
则沉降不可避免的会影响站内各设备运行，因此，在进行基础型式选择时需优选独立柱基础。
另外，在变电站设计前期，地质勘查工作人员必须对施工场所进行详细地、整体性勘查，明确建筑物所设区域能否满足地基承载力设计要求，以便于制定有效措施对地基进行加固处理。
4.2变电站内变压器与构架基础处理
变电站内变压器与构架基础类型多为独立型，但其内部导线和设备相互连接，因此，必须控制好变压器与构架基础的沉降范围，按照变电站设计规范要求，其沉降允许范围不得超过10mm。若构架基础处布置在不良地基层时，可结合设备荷载值选择持力层。一般而言，若持力层深度低于4.0m可采用扩大基地面积法、片石垫层法等进行施工;若持力层深度超过4.0m，可选择人工挖孔桩、钻孔灌注桩等施工技术。
4.3电缆沟、排水管道等的基础处理
条形基础是变电站内电缆沟与排水管道的主要基础形式，其特点为长度长、自重比小等。为抵抗不均匀沉降，其基础可利用钢筋混凝土、片石垫层换填等技术进行施工。
4.4围墙基础处理
变电站围墙处于挖填土边缘区域，挖土范围内围墙基础较为稳固;若围墙处于回填土区域，为防止场地碾压达不到设计指标而降低基础强度，可利用地基梁、桩基础等技术进行处理。
5 结束语
综合上述分析可知，地基处理技术具有较强的实践性，在进行变电站设计时，不良地基土处理为隐蔽性工程施工，其施工质量优劣能够对变电站安全运行产生直接影响。因此，必须采取有效措施对不良地基进行加固和修缮，以增强地基稳定性，降低地基沉降发生率，为变电站安全输变电、分配电流、调节电压等提供基础安全保障。
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论文作者:吴敏丰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：地基论文; 变电站论文; 站内论文; 基础论文; 不良论文; 土层论文; 建筑物论文; 《电力设备》2017年第18期论文;