摘要:本文主要從以下幾個方面探究110kv變電站的地基處理方法:一是變電站的基礎(chǔ)設(shè)計原則,根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇適當(dāng)?shù)牡鼗┕ぬ幚矸椒?;二是變電站不良地基的種類,對軟弱土層、丘陵地帶、河網(wǎng)與洼地、溶洞與土洞等不良地基類型進(jìn)行了分析;三是變電站不良地基的處理方法,主要包括換填法、強夯法和水泥土攪拌法,運用恰當(dāng)有效的地基處理方法,提高變電站地基的密實度與穩(wěn)固性。
關(guān)鍵詞:110kv變電站;設(shè)計原則;不良地基類型;地基處理方法
在電力系統(tǒng)的運行過程中,變電站是一種非常重要的電力設(shè)施,能夠起到變換和調(diào)整電壓的作用,同時也能夠?qū)崿F(xiàn)電能的接受與分配,并控制電力流向,是電網(wǎng)系統(tǒng)中各級電壓的重要連接設(shè)備。為此,必須重視變電站的土建工程,運用妥善的變電站地基處理方法,確保變電站中各種設(shè)備的安全運行。地基處理方法在一定程度上決定了變電站土建工程質(zhì)量,如果基礎(chǔ)出現(xiàn)大幅度的沉降或者不均勻沉降,都會降低變電站的工程質(zhì)量,危及電力設(shè)備的安全運行。為此,本文著重探討了110kv變電站的地基處理方法,希望能夠處理好各種不良地基問題,有效提高變電站土建工程質(zhì)量。
一、變電站基礎(chǔ)設(shè)計原則
現(xiàn)階段,很多地方的建設(shè)用地非常有限,因此變電站的選址地形多種多樣,有的在平原地區(qū),但更多的是在山區(qū)、丘陵或者水塘洼地等地形條件下,有的變電站的選址地形甚至在河灘地,這些地方有著非常復(fù)雜的地質(zhì)情況,必須要重視變電站的土建工程質(zhì)量,運用切實可行的地基處理方法做好地基施工處理。變電站的選址具有很大的不確定性,地質(zhì)情況較為復(fù)雜,必須在施工設(shè)計時將基礎(chǔ)設(shè)計作為關(guān)鍵性問題,做好地質(zhì)資料的搜集與分析工作,選擇合理的地基處理方法。一般說來,變電站中的建筑物層數(shù)不必過多,通常以2-4層為宜,這樣柱底荷載力不大,通常也不必設(shè)置深層地下室,如果地基條件較好就可以采用天然地基的形式,這樣就能夠有效控制建筑物總造價,使地基造價在總造價比例中占15—20%左右。這樣的地基在施工建設(shè)時,要在超深的部分運用漿砌毛石基礎(chǔ),如果地基所在地的情況較差,就可以將基底做放大處理。另外,建筑物基礎(chǔ)要在充分滿足最小埋深的情況下,確保各類管道能夠順利運行,并盡量維持淺埋的狀態(tài),其他的設(shè)備構(gòu)和支架也要盡量淺埋。
在天然地基無法達(dá)到設(shè)計要求的情況下,就需要利用樁基礎(chǔ),可以選擇混凝土預(yù)制管樁作為樁基礎(chǔ)。要盡量采用直徑為300-400的預(yù)制管樁,這種管樁具有施工速度快、經(jīng)濟(jì)實用的特點。另外,如果變電站施工所處地段存在較多的淤泥,并且基地存在著很多溶洞,那么就可以利用沖、鉆孔灌注樁,盡量避免采用人工挖孔樁,以確保工程質(zhì)量。變電站地基如果為天然地基,就要在開挖完成之后實施驗槽,并且要確保地基土層能夠達(dá)到施工設(shè)計要求。如果實際開挖地基與個別設(shè)計地基不符,就應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行承載力測試,或者采用臨時挖深坑的處理方法。在施工回填區(qū)要及時填土,并進(jìn)行分層夯實處理,并將夯實密度保持在0.95以上。要選擇恰當(dāng)?shù)幕靥钔敛牧?,通常?yīng)當(dāng)選用粘性土或者砂石粘土,應(yīng)當(dāng)杜絕使用含有雜質(zhì)的土壤或者腐殖土,并要控制好土壤的含水率,在土壤達(dá)到最優(yōu)含水率時進(jìn)行回填和碾壓處理。另外,分層夯實處理中,應(yīng)當(dāng)控制好土層的厚度,每層應(yīng)當(dāng)小于25cm。要盡量選用機械碾壓的方式,如果機械碾壓不到則可以選擇人工碾壓。
變電站土建工程如果采用的是天然地基,并且這些地基的承載力在150kpa左右,就要在電纜溝和站內(nèi)道路部分用換填土對地基進(jìn)行放大處理,通常會選擇用碎石或中粗砂作為換填材料,并確保換填之后的地基承載力不得低于180kpa。在站內(nèi)建筑物的土建工程設(shè)計中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)持力層深度來選擇地基設(shè)計類型,一般如果持力層深度大于5m就需要采用樁基礎(chǔ),如果持力層深度在3-5m的范圍內(nèi),就可以利用漿砌毛石砌至基礎(chǔ)底面,這是一種經(jīng)濟(jì)實用的處理方法。
二、變電站不良地基的種類
通常說來,變電站的不良地基種類包括如下幾個方面:第一,軟弱土層。這種地基種類以珠江三角洲居多,這種地基的軟土厚度通常都在10-20m左右,有的軟土地基甚至達(dá)到了30-40m的深度,并且上層都有1-2m的硬殼層;第二,丘陵地帶?,F(xiàn)在很多變電站要在建設(shè)在半山腰中,這些地段具有較大的地形高差,如果對這些地基進(jìn)行挖填平衡,所需的填土面積很大且較深,很多地方呈現(xiàn)出不規(guī)則的狀態(tài),容易出現(xiàn)壓實不到位的問題,導(dǎo)致地基出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降問題;第三,河網(wǎng)與洼地。這種地基類型是一種典型的軟弱地基種類,變電站如果選址在這里,就要采取充分的地基處理方法,改善這些軟弱地基的狀態(tài);第四,溶洞和土洞。在這些地質(zhì)條件下,需要對變電站站址進(jìn)行打樁處理,但如果溶洞非常多,就應(yīng)當(dāng)考慮更改選址地點。
三、變電站不良地基的處理方法
(一)換填法
如果站址內(nèi)存在著部分軟弱土層,無法滿足變電站建筑物對承載力的要求,就可以將基礎(chǔ)底面的軟弱土層做換填處理,挖除軟弱土層部分并以強度較大的砂石換填,或者選用其他性能穩(wěn)定的材料,并確保土層的密實度符合地基設(shè)計要求?,F(xiàn)階段,很多電纜溝、圍墻和道路等荷載不大的構(gòu)筑物都采用了換填法,這些地基通常都會選擇砂石墊層或者級配碎石。另外,換填墊層要保持足夠的高度和寬度,已達(dá)到良好的置換效果。
(二)強夯法
這種方法主要是利用夯擊的沖擊力,形成夯坑,從而對原有的土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一種破壞作用,并且對周邊土壤造成動力擠壓的效果,很多碎石土、粉土和砂土都運用強夯法。如果站址內(nèi)的土壤為飽和軟粘土,那么就應(yīng)當(dāng)降低軟粘土的含水量,之后再用強夯法進(jìn)行處理。這種地基處理方法具有簡便易行的特點,并且具有很好的加固效果,是一種經(jīng)濟(jì)實用的地基處理方法。在具體的施工過程中,可以選擇一定數(shù)量的試驗區(qū),在這些具有代表性的區(qū)域內(nèi)實施試夯。要綜合考慮強夯地段的土質(zhì)種類和結(jié)構(gòu)類型,明確地基的荷載大小和深度處理要求,根據(jù)試驗結(jié)果決定是否采用強夯法。
(三)水泥土攪拌法
這種方法主要選用的是水泥或石灰作為固化材料,利用機械攪拌的方式在地基深處將水泥與軟土進(jìn)行強制攪拌,使軟土和水泥在土層深處產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng),使軟土能夠發(fā)生硬結(jié)作用,增強土層的整體性和水穩(wěn)性,這些水泥加固土可以從整體上增強地基強度,避免發(fā)生地基沉降問題。根據(jù)施工方法上存在的差異,水泥土攪拌法又分為水泥漿攪拌和粉體噴漿攪拌兩種類型。在具體的施工過程中,這種方法還可以作為基坑的防滲帷幕使用,很多重力式擋土墻也用這種方法。在現(xiàn)有的條件下,水泥土攪拌樁的加固深度一般小于15米。如果土壤中的含水量在30%-70%之間,或者水分的PH值小于四,就不適合運用粉體噴漿攪拌的方法。在用水泥漿攪拌法時,要明確攪拌樁的長度和置換率,根據(jù)土層上方的承載力和變形要求確定攪拌樁的長度,并且要讓樁端處于承載力較大的土層中。
結(jié)語:
在本文中,主要分析了變電站的基礎(chǔ)設(shè)計原則,并對常用的幾種不良地基處理方法進(jìn)行了詳盡的分析與探討,希望能夠?qū)ψ冸娬就两üこ炭辈煸O(shè)計提供參考和借鑒?,F(xiàn)階段,很多軟土層較厚的地方都運用排水固結(jié)法作為變電站工程中的地基處理方法,并且取得了很好的應(yīng)用效果,值得進(jìn)一步推廣。綜上所述,在變電站的地基施工中,要選用合適的基礎(chǔ)形式與加固方法,在確保地基工程符合工程要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理,不斷提高地基工程質(zhì)量,確保變電站的安全運行。
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