某湖區(qū)軟土地基變電站建構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

【摘要】針對已完工的某湖區(qū)軟土地基變電站建構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理方案進(jìn)行對比分析，就湖區(qū)軟土地基設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題以及施工要求提出初步見解，供同行從科研、設(shè)計(jì)、施工和管理等方面參考。

【關(guān)鍵詞】軟土地基;湖區(qū);基礎(chǔ)處理;沉降

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.045

1、工程建設(shè)條件

某220kV變電站位于益陽市大通湖區(qū)，根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)埋藏的地層情況詳下表。

該區(qū)內(nèi)地層富水性強(qiáng)，主要為湖水補(bǔ)給，其次為大氣降水補(bǔ)給，水位埋深較淺，深度為1.00～1.40m，相當(dāng)于標(biāo)高24.15～24.58m。根據(jù)工藝要求及交通運(yùn)輸?shù)纫蛩?，場地設(shè)計(jì)標(biāo)高為27.0m。巖土層主要參數(shù)詳下表。

2、設(shè)計(jì)方案對比分析

由以上數(shù)據(jù)分析，可得出以下結(jié)論：

（1）站址屬于典型的湖區(qū)軟土地基，軟弱土平均厚度達(dá)17.0m。

（2）上覆土層承載力較低，壓縮模量較低，超載大時將產(chǎn)生較大沉降量。

（3）穩(wěn)定水位較高，僅位于終平地面以下2.5m深處。

可研階段方案是重要建構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁處理，其他基礎(chǔ)采用毛石混凝土換填處理。該方案較為保守，造價較高，且考慮到場地回填了約1.5m高超載，場內(nèi)道路和電纜溝等需做相應(yīng)處理才能保證施工質(zhì)量。

根據(jù)以往工程案例，部分建于湖區(qū)的多層建筑物采用砂石換填后，只要控制其沉降量在合理范圍，歷經(jīng)數(shù)十年后主體質(zhì)量良好，僅是均勻沉降。

部分軟土地基變電站運(yùn)行后反饋，主要建構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用樁基處理后，忽略了電纜溝、室內(nèi)地面等項(xiàng)目進(jìn)一步處理，差異沉降造成電纜溝內(nèi)電纜拉斷、地面沉陷、柜體傾斜和軟母線拉斷等嚴(yán)重事故。

經(jīng)討論決定，主要采用級配砂石換填處理方案進(jìn)行地基處理，該方案相對可研方案，施工周期短，效果可控易于檢查，整體造價低。同時，為了控制沉降量不對電氣設(shè)備安裝和運(yùn)行造成影響，盡量設(shè)置電氣軟連接，電氣連接部分設(shè)置部分裕量適應(yīng)沉降變形。具體基礎(chǔ)處理措施詳見下表。

施工時應(yīng)滿足以下要求：

（1）采用機(jī)械開挖土方時，保持坑底土體原狀結(jié)構(gòu)，在基坑底留200～300mm厚保護(hù)土層，再由人工挖掘修整。

（2）土方開挖過程中，基坑周圍地面應(yīng)進(jìn)行防水、排水處理，嚴(yán)防雨水等地面水浸入基坑。在冬季、雨季、汛期施工時，注意氣候、降雨、降溫等預(yù)報，按施工方案要求做好必要的安全防護(hù)措施。

（3）基坑底面尺寸根據(jù)換填地基設(shè)計(jì)要求，按換填厚度（h）考慮18°～20°擴(kuò)散角每邊擴(kuò)出h×tgθ，且滿足以下要求：h=1.0m，b=0.35～0.5m（每邊擴(kuò)出）;h=1.5m，b=0.5～0.6m;h=2.0m，b=0.6～0.8m。

（4）基坑開挖完成后，及時清底驗(yàn)槽，減少暴露時間和受水浸泡，削弱地基承載力。當(dāng)?shù)叵滤疂B出時，采用水中換填砂礫（碎）石 ，插入震搗方式施工。

（5）基坑驗(yàn)槽后，立即鋪設(shè)土工布（300g/m2）隔離土層并回填砂礫（碎）石墊層，分層夯實(shí)，每層厚250～300mm。

（6）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完成后，應(yīng)及時在基礎(chǔ)和坑壁之間進(jìn)行回填。回填土按圖紙要求的填料，分層回填夯實(shí)，滿足設(shè)計(jì)密實(shí)度要求。

（7）根據(jù)有關(guān)規(guī)范與國內(nèi)施工經(jīng)驗(yàn)，對按標(biāo)準(zhǔn)完成的砂礫（碎）石換填墊層，其承載力特征值一般為200～250kpa，應(yīng)不低于150～200kpa。

（8）其它各種支架基礎(chǔ)等，不允許直接在基坑澆筑混凝土，要求至少設(shè)置500厚砂石墊層。

3、施工過程控制及后期監(jiān)測情況

現(xiàn)場地基驗(yàn)槽和基礎(chǔ)處理均派駐設(shè)計(jì)和地勘人員現(xiàn)場工代，確保按圖施工。要求現(xiàn)場做好沉降觀測記錄，及時分析總結(jié)。從累計(jì)觀測記錄來看，最大累計(jì)沉降量為15mm，相對最大沉降差為5mm，均在規(guī)范范圍內(nèi)。土建交安時，除發(fā)現(xiàn)主控制室和配電室房間有局部小裂縫外，未發(fā)現(xiàn)明顯的下沉破壞。后期對現(xiàn)場進(jìn)行回訪，均未發(fā)現(xiàn)明顯的沉降破壞，設(shè)備運(yùn)行正常。

結(jié)論：

綜上所述，通過合理地優(yōu)化地基處理方案，有效地控制了湖區(qū)軟土地基建構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理的沉降量。本工程砂石換填地基處理方案費(fèi)用約97萬元，可研方案約214萬元，減少了約117萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳建寧.洞庭湖地區(qū)軟土工程地質(zhì)性狀初探[J].中南公路工程，2004年第29卷第2期：136-138.

[2]隆威，程盼，趙娟，羅杰，等.洞庭湖區(qū)軟土地基加固處理方案對比研究[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2010年第37卷第9期：46-49.

[3]舒麗雅，任家陶.湖區(qū)軟土地基上多層民用建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的幾個問題[J].岳陽師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2002年第15卷第1期：71-73.

作者簡介：

劉愛軍（1985—），男，工程師，本科，主要從事變電工程管理及設(shè)計(jì)技術(shù)工作。