電廠配電室設備基礎地基的加固處理與應用

馮朝柱

河南省煤田地質局，河南鄭州 450018

0 引言

在工程中，始發或到達時需鑿除洞門，這時會由于切除豎井擋土墻（樁）而使開挖面處于暴露狀態且會保持較長時間，穩定性較差的軟土就很易發生塌方事故，嚴重影響盾構的安全施工，故在盾構的始發和到達的端頭必須根據具體地質情況采取切實可行的加固措施以確保安全。

常用的加固方法有凍結法、注漿加固法、開挖面置換法、挖填法、豎井加氣壓法等。目前國內常用的是攪拌樁注漿加固法，因其具有安全可靠，施工工藝簡單且經濟性等優點。筆者對工程事故的原因分析，設計加固方案進行介紹，并總結觀點。

1 工程概況

某電廠220kV配電室為框架結構建筑物，室內設備基礎采用筏板基礎，長為56m，寬為6m，基礎墊層下設計有0.9m厚三七灰土墊層，持力層為3m～6m厚的素填土層，其下為濕陷性黃土。電廠發電生產期間，配電室設備基礎出現沉降，而配電室設備對沉降非常敏感，繼續沉降將造成電廠重大安全事故。為確保整個電廠安全生產發電，需要對配電室設備筏板基礎進行加固處理

本工程是對運行中心電氣設備基礎進行加固，施工范圍在220kV配電室室內，場地狹小且有運行中的電氣設備和高壓電線，機械無法施工，設計采用人工挖孔擴頭灌注樁。

2 場地地質條件

本工程施工場地為填土區，基礎持力層為3m～6m厚的素填土層，其下為自重和非自重濕陷并存的濕陷性黃土。上部持力層范圍內地層含水率較高，平均達20%。

3 工程事故原因分析

設備基礎下未壓實素填土和濕陷性黃土地基受到水浸是造成工程事故的主要原因。濕陷性黃土在天然濕度下，其壓縮性比較低、強度較高，在土體自重應力或者自重應力與外部附加應力共同作用下，受水浸濕后，強度迅速降低，土體結構迅速被破壞，并發生顯著的附加下沉。濕陷性黃土地基的變形，除一般壓縮變形外，主要為濕陷變形。未壓實素填土和濕陷性黃土地基受水浸濕而發生濕陷事故時，往往造成地基的不均勻沉降。本次地基主要受到了大量雨水從鄰近草坪滲入地基土，下水管道受堵和附近坑道積水進入地基土，造成了地基的不均勻沉降。

4 設計加固方案

4.1 設計方案

為保證設備筏板地基不再沉降，結合工程地質和現場施工條件，本工程設計人工挖孔擴頭灌注樁，樁的長度穿過濕陷性黃土層，到達穩定土層，樁的設計尺寸為樁徑800mm，樁長30m，整個筏基四周布置樁數18根。設計采用托換技術，樁身緊貼筏基外緣，并在筏基底部處從樁頂側向設計牛腿托換處理。承擔整個筏基和設備荷載。

因筏基和設備荷載不是太大。樁的長度主要考慮了濕陷性土層的厚度，牛腿的設計則考慮了抗壓抗彎和抗剪的受力不同情況，計算出各樁牛腿應分擔的不同方向上的荷載，并有針對性采用配筋率。

考慮到設備基礎對沉降非常敏感，為避免樁基礎施工后牛腿與筏板基礎之間因混凝土收縮下沉產生的縫隙造成基礎沉降。樁基澆注時在牛腿與筏板基礎之間預留10cm厚空隙。樁基施工48h后采用無收縮、微膨脹灌漿料進行后灌漿處理。

4.2 施工程序

搭建安全施工通道→整理場地→放線→定樁位→架設支架或電動基蘆→鼓風機、照明設備等→開挖→基礎底部做牛腿，調整樁身直徑和中心位置→繼續下挖→校核樁孔的直徑和垂直度→達到設計樁底標高后做擴大頭、清理孔底→吊裝鋼筋籠→牛腿部位的鋼筋制作、安裝→分層灌注至筏基底部→清理出牛腿與筏基底之間約10cm厚空隙→后灌漿。

5 結論

1）未壓實填土和濕陷性黃土地基發生濕陷的原因是由于地基浸水而致，因此對于該類地基土作為持力層要做好防水處理。對于防護范圍內的防水地面、散水、排水溝等，應經常檢查、疏通，發現問題應及時修復，建筑場地四周盡量不設計草坪并應設計排水坡度，發現積水地段應及時填平，保持排水暢通。

2）人工挖孔樁托換加固方法不受場地和空間的限制，施工速度快、噪音小，是一種處理既有建筑物基礎不均勻沉降，搶險應急工程切實可行的方法。

[1]地基處理手冊.中國建筑工業出版社，1998.

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