摘要:变电站工程主要是为输变电设备服务，变电站不管是在生活还是在生产中都是人们必不可少的服务设备，它发挥着巨大的作用。变电站不良地基的出现会给人们的生产生活带来巨大的影响。本文依据变电站的建筑特点，对如何选择优良的变电站地基处理方法进行了讨论，并对变电站的土建基础的处理技术作了简要的描述。
关键词:变电站；土建基础；处理技术
1引言
变电站建筑工程质量的好坏影响人们的生产生活，比如：生活用电需求、交通设施、商场工厂生产用电等等。变电站的好坏决定了变电站土建工程的好坏，土建基础处理不当，会导致相关区域异常、土方坍塌，甚至供电故障。基础的不均匀沉降也会影响变电站土建工程质量的好坏。变电站的土建施工要保证变电站电气设备的安全运行以及较高的工程质量，它是整个变电站工程的主要基石。不理想的地质条件，受到一定约束的变电站选址和复杂的土建工程内容使土建工程基础施工变得困难重重。
2变电站存在不良地基的原因及其影响
变电站土建基础的选址受到各个方面条件的限制，选择的地基不一定就能成为地基的土层。建在水田和水塘中的地基属于软弱地基，里面全是淤泥，由于建筑物的地势沉降变电站会发生破坏。形成时间不长、表面看上去平整的坡底冲积平地在雨水侵蚀作用下，会使变电站出现不良地基。在平原地带，地基土有硬土和软土之分，土壤表层有冲积层和比较厚的淤泥层，硬土和软土的压缩性不同，在同时满足建筑物承载能力的情况下，软土导致的地基沉降比较大，地基沉降之后，变电站墙体开裂产生裂缝。在地形不平坦的地区，高差较大，虽然在人工挖填后能够降低地形的高差，但是不能够全部压实，仍然会产生地势沉降。变电站土建基础设计阶段的前提是确切了解地下情况，有溶洞、管道、防空洞以及沟壑的地形不能当作变电站土建基础。
变电站是通过管线和电力设备连接起来的，地基产生不均匀沉降时，建筑物本身结构会被破坏，从而导致电力设备和管线的变形，甚至会发生电力安全事故。在变电站土建基础设计中应该认真考虑土的膨胀性，压缩性，湿陷性以及土的软硬程度等问题。
3对变电站土建基础的处理建议
在施工过程中，对基底进行触摸实验确保基础基坑挖到设计的标高，如果试验结果满足地基承载力的设计要求，则进行下一道工序，如果不满足设计要求，则进行修改处理。进行修改时应观察地形图与土方图，当建筑基础处于填土区不深的位置时，应该继续开挖，直到满足设计要求，然后用水泥砂浆进行砌筑达到设计标高。对于独立基础，降低基底标高会使底层柱的长细比变大，此时，应该及时对柱进行验算并设计。当判断不出土层厚度并且土建基础位于软弱土层上时，可以应用挤密法提高地基承载力，当土建基础处于较深的填土区时，可以用夯实法提高地基承载力。
4案例
4.1变电站的选取环境
东侧和北侧有小溪流过，南北狭长，地势北高南低向南倾斜，东面有旱地一块。场地大部分为桑地，其余为旱地，场地开阔，自然标高为269.75~281.04m，场地设计标高取276m。所选地址区域主要为第四系坡残积地层。自上而下主要分层为：层粉质粘土、层坡积粉质粘土、层凝灰岩。具体性质如图1。
图1 粘土的性质
4.2水文地质与水文气象条件
地下水类型以第四系孔隙潜水为主，地表水位水季节变化较大，地下水位的变化幅度在2-3米左右。地下水对钢筋混凝土没有腐蚀性，但是对钢结构有弱腐蚀性。本工程所在的区域属于亚热带季风气候，冬冷夏热，受沿海疾风影响，四季分明。
4.3建筑物均布活荷载标准值
根据《35-110KV变电站的设计规范》（GB50059-92）的有关规定，结合本变电站设备布置的实际情况，确定均布活荷载标准值。如图2所示。
图2 均布活荷载标准值
4.3主要建筑材料
混凝土垫层等级为C15；钢筋混凝土现浇构件C25~30，预制构件C40；水泥等级采用32.5~42.5普通硅酸盐水泥。
5变电站土建基础的处理技术
变电站中有综合楼，主控制楼和高压配电室等建筑物，在设计变电站时应该考虑其选取地质条件的好坏。设计前对整个地基进行地质勘查，当地基承载力不足时需要对土建基础进行处理，其处理方法有许多种。比如：垫层法、扩大基础底面积法、强夯法、树根桩法以及水泥搅拌法。
5.1垫层法
为了防止变电站土建基础的沉降，采用灰土垫层法、砂石垫层法、片石垫层法以及素土垫层法等方法来满足地基承载力要求。当基础建筑在软弱土层上时，并且软弱土层的范围在1~4m，此时可以挖去适当的软弱土层，将具有最优含水率灰土作为分层回填，然后压实、夯实。在此过程中一定要注意材料中石灰用量的控制，在石灰用量超过一定限值后，基础的强度随着石灰用量的增加而增加缓慢，并趋于一个定值，实践证明，比例为1：9的灰土只能够发挥土的改善和压实能力，最优质选择的含灰比率为2：8和3：7，但是具体情况应该具体分析。
5.2扩大基础地面法
当变电站土建基础为条形基础时，设计要求与地基承载力相差不大时，通过扩大基础底面积开减小基地的压应力。
5.3强夯法
强夯法对于处理砂土、碎石土、黏性土和低饱和度的粉土、素填土和杂填土的地基非常有用，当地基土的成分为饱和度非常高的粉土和黏性土时，通过现场试验确定其适用性。在施工现场选取具有代表性的试验区，进行试验性施工和试夯。根据建筑场地的规模、类型以及复杂程度来确定试验区的数量，根据地基土的类别，处理要求和荷载大小考虑单位夯击能量。
5.4树根桩法
树根桩法主要用于特定地基土上既有建筑物的增层、修复以及地下铁道的穿越等加固工程，特定地基土有：粘性土、沙土、碎石土、淤泥、淤泥质土以及人工填土等等。树根桩的直径长度最多可达到30m，已经颁布的地基基础设计规范按此规定计算。桩的布置一般采用网状结构斜桩型和直桩型，在施工前为了确定树根桩的单桩竖向承载力，应对其进行单桩荷载试验。广东的郊区变电站土建基础水系发达、地势较低，容易发生沉降事故，在经过根桩方法进行处理之后，变电站土建基础从未发生沉降倾斜的现象。
5.5水泥土搅拌法
在水泥土搅拌法中，水泥作为固化剂，并通过搅拌机搅拌，将粉体的固化剂或者土与浆液进行强制搅拌，地基土便会形成具有稳定性、整体性以及一定强度的水泥加固土，低级的承载力达到设计标准后会减小地基沉降以及其他特征的变形。这种地基土可以当作基坑的挡土墙和防渗帷幕，对变电站土建基础的影响很大。水泥土搅拌法可以在土中形成格栅、水泥土桩以及地下连续墙。
6结束语
变电站土建基础施工技术的的好坏影响人们的生产生活。变电站土建基础的选址受到各个方面条件的限制，选择的地基不一定就能成为地基的土层。垫层法、扩大基础底面积法、强夯法、树根桩法以及水泥搅拌法技术都能有效的减轻基础的沉降，降低建筑物的破坏。变电站土建基础在施工前，应该根据工程的实际情况进行经济、技术以及施工进度等方面的比较，遵循节约造价、就地取材的原则，另外，必须了解处理技术的原理、标准以及土建基础的质量要求，在施工过程中，做好监测工作，保证施工的正常进行。
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论文作者:蓝天
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/30
标签：变电站论文; 土建论文; 地基论文; 基础论文; 土层论文; 树根论文; 标高论文; 《电力设备》2018年第1期论文;