变电站地基沉降分析及不良地基处理措施探究

变电站地基沉降分析及不良地基处理措施探究

作者：何长胜

来源：《科学与信息化》2018年第31期

摘要伴随社会进步及经济发展，电力需求缺口不断扩大，促使变电站以满足现代化城市建设需求为切入点不断扩大其建设规模。从技术层面角度来看，变电站建设不属于单一性工程项目，所需要考虑的因素较为复杂多样，尤其是建设时必须综合考虑其沉降程度，确保其建设地基始终处于稳定状态，大大提高变电站工程质量及施工安全性。本文以变电站为切入点分析其沉降产生原因，就提出具体的不良地基处理措施进行深入探究，旨在为相关从业人员积累更多的工作经验提高处理有效性。

关键词变电站；地基沉降；不良地基

自进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的大背景下，我国变电站施工技术水平日趋成熟，社会对于变电站施工提出具体的要求及标准。为了主动迎合时代发展潮流，满足日益严格的施工要求，变电站施工重心逐步向分析地基沉降原因及提出不良地基处理措施转变[1]。同时，变电站作为电压调整及电压传输的主要设施之一，具有调整电压、分配电流、调控电流方向及变换电压等作用，是紧密连接不同等级电网的主要场所，其施工质量与变电站内各个设备运行安全性间存在着密切联系。除土建工程上部结构外，不良地基沉降是影响变电站运行持续性及安全性的重要因素，客观上要求相关技术人员妥善处理不良地基。鉴于此，本文针对变电站地基沉降分析及不良地基处理措施的研究具有重要现实意义。

1 变电站选址的概述

结合变电站系统规划要求发现，变电站分布地点受较多客观因素的影响于平原地区、冲击平原地区及半填半挖地区进行施工，存在出现不良地基的可能性[2]。其中，变电站选址以平原地区为优先选择区域，有利于建设天然地基，但是受变电站选址处上部覆盖淤泥层或冲击层的影响，除满足变电站建设承载力要求外，其软土地基压缩性较强，地基存在出现不规则沉降的可能性，造成变电站内建筑工程出现墙体裂缝；一旦变电站选址区域内属于冲击平原则极易出现软土地基，其选址区域内表面相对平整，但是深受山水侵蚀作用的影响；一旦变电站选址处于半挖半填区域则深受地基夯实程度的影响极易出现预沉降。

2 变电站地基沉降的产生原因

相较于正常地基，变电站不良地基自身承载力较弱，存在引发地基上部结构沉降问题的可能性。即便变电站内不同建筑工程结构处于相对独立状态，但是电力设备内各个管线间相互连接，一旦出现地基沉降情况或沉降加剧则直接影响电力设备与管线连接间稳定性，严重破坏建

筑工程结构，造成电力安全事故。由此可见，做好地基勘察工作仔细观察软土层是否处于均匀状态，全面掌握变电站选址区域的地形条件及地貌情况，制定可行性较高的不良地基处理方案。此外，变电站地基沉降产生原因较为复杂，涉及地基土换填不到位及排水不畅等。

其中，换填法（又称置换法）主要通过挖除基础下一定范围内土层再填充石块及土壤使用机械设备予以分层夯实、振动及碾压，以达到增强地基土密实度的目标，并且地基土层压实作业时可通过强夯法完成，选择10吨至40吨重锤确保其于10米至40米高度自由落下，促使地基土层受强夯力作用的影响更为密实。一旦回填土深度超过4.5米的施工区域且施工压实强度尚未符合设计压实强度系数0.94则短期内极易出现沉降问题。受地基初期沉降变形因素的影响，变电站排水沟极易被堵塞，造成变电站内积水无法得到有效排除，造成积水渗透进入地基回填土层，产生地基沉降问题。

3 变电站不良地基的处理措施

3.1 换填处理法

一般说来，换填法适用于软土不良地基施工，尤其是地基自身承载力较弱、软土层厚度较薄且变形程度严重无法满足变电站内其他建筑工程的施工要求时，可通过挖除基底软土层等方法实行分层换填无侵蚀性材料、灰土及砂石等材料。目前变电站素土换填厚度以不得低于3米为最佳参照，素土换填材料不得选择膨胀土、盐渍土、耕填土及淤泥质土及冻土等材料，并且换填碎石材料粒径不得低于50毫米，换填后土层必须满足设计强度要求，尽可能减少沉降量减轻土层湿陷性，大大提高地基稳定性。此外，利用换填法处理不良地基时，以保证换填材料面宽度与地基基础底面应力扩散相符合为前提条件。

3.2 强夯处理法

相较于换填处理法，强夯处理法主要通过借助机械外力完成变电站地基冲击夯实，以达到破坏土体结构及挤压周围土层形成动力压迫的目标，并且强夯法是用于饱和度弱的素填土、杂填土、碎石土、粉土与黏性土，而处理饱和度较高的黏土时必须提前适量降低其含水量再进行强夯施工。同时，夯锤普遍重量约为10吨至40吨左右，施工期间所产生的夯击振动力存在危害周边环境的可能性，客观上要求相关技术人员尽可能提前进入施工现场于强夯作业前开展试夯击实验，并且以变电站规模及地质条件复杂程度为出发点反复确定试验次数及数量，结合变电站施工设计要求，尽可能先开展主变场分层碾压。

3.3 水泥搅拌法

水泥搅拌主要通过将水泥及石灰等材料视为固化剂使用搅拌机械设备于地基深处实现浆液、粉体、软土及固化剂等材料充分搅拌的过程，待搅拌固结后有利于形成强度高及稳定性强的水泥加固土层。同时，相较于火力发电厂地基施工，变电站地基的施工工期、施工技术及施工方法均存在着显著差异性，例如：变电站地基水泥搅拌施工有效加固深度普遍超过15米且

桩径普遍超过500毫米、其固化剂普遍选择常规硅酸盐水泥（该水泥强度为32.5），其水泥掺拌量与水加入比例为0.45至0.55。此外，即便掺入比例数据相对固定，但是水泥搅拌桩施工中水泥用量必须结合工程实际情况进行合理配置。

4 结束语

通过本文探究，认识到变电站作为传输电力的主要设施，属于重点民生工程，保证其运行安全性及稳定性得到越来越多从业人员的关注及重视。同时，影响变电站运行安全性及稳定性的因素较为复杂，例如：地基沉降及不良地基等。因此，相关勘测人员秉持具体问题具体分析的工作原则，全面分析变电站地基沉降的产生原因，采取行之有效的处理措施及处理手段确保地基沉降概率得到大大下降，促使不良地基得到深层次巩固及修缮，以达到保证变电站电力输送安全性及稳定性的目标。

参考文献

[1] 袁巧云.变电站地基沉降分析及不良地基处理措施研究[J].建筑技术开发，2016，43（05）：129-130.

[2] 王丽，徐锐.变电站地基沉降分析及不良地基条件下基础处理研究[J].商，2015，（38）：293.