新时期110kV变电站地基处理方法研究

　　在电力系统的运行过程中，变电站是一种非常重要的电力设施，能够起到变换和调整电压的作用，同时也能够实现电能的接受与分配，并控制电力流向，是电网系统中各级电压的重要连接设备。为此，必须重视变电站的土建工程，运用妥善的变电站地基处理方法，确保变电站中各种设备的安全运行。地基处理方法在一定程度上决定了变电站土建工程质量，如果基础出现大幅度的沉降或者不均匀沉降，都会降低变电站的工程质量，危及电力设备的安全运行。为此，本文着重探讨了110kv变电站的地基处理方法，希望能够处理好各种不良地基问题，有效提高变电站土建工程质量。

 

　　一、变电站基础设计原则

 

　　现阶段，很多地方的建设用地非常有限，因此变电站的选址地形多种多样，有的在平原地区，但更多的是在山区、丘陵或者水塘洼地等地形条件下，有的变电站的选址地形甚至在河滩地，这些地方有着非常复杂的地质情况，必须要重视变电站的土建工程质量，运用切实可行的地基处理方法做好地基施工处理。变电站的选址具有很大的不确定性，地质情况较为复杂，必须在施工设计时将基础设计作为关键性问题，做好地质资料的搜集与分析工作，选择合理的地基处理方法。一般说来，变电站中的建筑物层数不必过多，通常以2-4层为宜，这样柱底荷载力不大，通常也不必设置深层地下室，如果地基条件较好就可以采用天然地基的形式，这样就能够有效控制建筑物总造价，使地基造价在总造价比例中占15—20%左右。这样的地基在施工建设时，要在超深的部分运用浆砌毛石基础，如果地基所在地的情况较差，就可以将基底做放大处理。另外，建筑物基础要在充分满足最小埋深的情况下，确保各类管道能够顺利运行，并尽量维持浅埋的状态，其他的设备构和支架也要尽量浅埋。

 

　　在天然地基无法达到设计要求的情况下，就需要利用桩基础，可以选择混凝土预制管桩作为桩基础。要尽量采用直径为300-400的预制管桩，这种管桩具有施工速度快、经济实用的特点。另外，如果变电站施工所处地段存在较多的淤泥，并且基地存在着很多溶洞，那么就可以利用冲、钻孔灌注桩，尽量避免采用人工挖孔桩，以确保工程质量。变电站地基如果为天然地基，就要在开挖完成之后实施验槽，并且要确保地基土层能够达到施工设计要求。如果实际开挖地基与个别设计地基不符，就应当及时进行承载力测试，或者采用临时挖深坑的处理方法。在施工回填区要及时填土，并进行分层夯实处理，并将夯实密度保持在0.95以上。要选择恰当的回填土材料，通常应当选用粘性土或者砂石粘土，应当杜绝使用含有杂质的土壤或者腐殖土，并要控制好土壤的含水率，在土壤达到最优含水率时进行回填和碾压处理。另外，分层夯实处理中，应当控制好土层的厚度，每层应当小于25cm。要尽量选用机械碾压的方式，如果机械碾压不到则可以选择人工碾压。

 

　　变电站土建工程如果采用的是天然地基，并且这些地基的承载力在150kpa左右，就要在电缆沟和站内道路部分用换填土对地基进行放大处理，通常会选择用碎石或中粗砂作为换填材料，并确保换填之后的地基承载力不得低于180kpa。在站内建筑物的土建工程设计中，应当根据持力层深度来选择地基设计类型，一般如果持力层深度大于5m就需要采用桩基础，如果持力层深度在3-5m的范围内，就可以利用浆砌毛石砌至基础底面，这是一种经济实用的处理方法。

 

　　二、变电站不良地基的种类

 

　　通常说来，变电站的不良地基种类包括如下几个方面：第一，软弱土层。这种地基种类以珠江三角洲居多，这种地基的软土厚度通常都在10-20m左右，有的软土地基甚至达到了30-40m的深度，并且上层都有1-2m的硬壳层；第二，丘陵地带。现在很多变电站要在建设在半山腰中，这些地段具有较大的地形高差，如果对这些地基进行挖填平衡，所需的填土面积很大且较深，很多地方呈现出不规则的状态，容易出现压实不到位的问题，导致地基出现严重的沉降问题；第三，河网与洼地。这种地基类型是一种典型的软弱地基种类，变电站如果选址在这里，就要采取充分的地基处理方法，改善这些软弱地基的状态；第四，溶洞和土洞。在这些地质条件下，需要对变电站站址进行打桩处理，但如果溶洞非常多，就应当考虑更改选址地点。

 

　　三、变电站不良地基的处理方法

 

　　（一）换填法

 

　　如果站址内存在着部分软弱土层，无法满足变电站建筑物对承载力的要求，就可以将基础底面的软弱土层做换填处理，挖除软弱土层部分并以强度较大的砂石换填，或者选用其他性能稳定的材料，并确保土层的密实度符合地基设计要求。现阶段，很多电缆沟、围墙和道路等荷载不大的构筑物都采用了换填法，这些地基通常都会选择砂石垫层或者级配碎石。另外，换填垫层要保持足够的高度和宽度，已达到良好的置换效果。

 

　　（二）强夯法

 

　　这种方法主要是利用夯击的冲击力，形成夯坑，从而对原有的土体结构产生一种破坏作用，并且对周边土壤造成动力挤压的效果，很多碎石土、粉土和砂土都运用强夯法。如果站址内的土壤为饱和软粘土，那么就应当降低软粘土的含水量，之后再用强夯法进行处理。这种地基处理方法具有简便易行的特点，并且具有很好的加固效果，是一种经济实用的地基处理方法。在具体的施工过程中，可以选择一定数量的试验区，在这些具有代表性的区域内实施试夯。要综合考虑强夯地段的土质种类和结构类型，明确地基的荷载大小和深度处理要求，根据试验结果决定是否采用强夯法。

 

　　（三）水泥土搅拌法

 

　　这种方法主要选用的是水泥或石灰作为固化材料，利用机械搅拌的方式在地基深处将水泥与软土进行强制搅拌，使软土和水泥在土层深处产生一系列的物理化学反应，使软土能够发生硬结作用，增强土层的整体性和水稳性，这些水泥加固土可以从整体上增强地基强度，避免发生地基沉降问题。根据施工方法上存在的差异，水泥土搅拌法又分为水泥浆搅拌和粉体喷浆搅拌两种类型。在具体的施工过程中，这种方法还可以作为基坑的防渗帷幕使用，很多重力式挡土墙也用这种方法。在现有的条件下，水泥土搅拌桩的加固深度一般小于15米。如果土壤中的含水量在30%-70%之间，或者水分的PH值小于四，就不适合运用粉体喷浆搅拌的方法。在用水泥浆搅拌法时，要明确搅拌桩的长度和置换率，根据土层上方的承载力和变形要求确定搅拌桩的长度，并且要让桩端处于承载力较大的土层中。

 

　　四、结语：

 

　　在本文中，主要分析了变电站的基础设计原则，并对常用的几种不良地基处理方法进行了详尽的分析与探讨，希望能够对变电站土建工程勘察设计提供参考和借鉴。现阶段，很多软土层较厚的地方都运用排水固结法作为变电站工程中的地基处理方法，并且取得了很好的应用效果，值得进一步推广。综上所述，在变电站的地基施工中，要选用合适的基础形式与加固方法，在确保地基工程符合工程要求的前提下做到经济合理，不断提高地基工程质量，确保变电站的安全运行。

 

　　参考文献：

 

[1]麦春明.研究变电站地基改造的处理方法[J].建筑安全，2011.（08）

 

[2]邹伟煜.基于特殊地质条件下的变电站地基处理方法漫谈[J].华东科技（学术版），2013.（12）.