變電站土建基礎(chǔ)的處理技術(shù)應(yīng)用研究

劉德誠(chéng)

（三江侗族自治縣水利電業(yè)有限公司　廣西柳州　545500）

變電站作為電力系統(tǒng)的核心，而變電站建設(shè)作為電力工程建設(shè)的重要部分，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行以及電力建設(shè)發(fā)展都有著非常重要的作用和影響。尤其是在國(guó)家電網(wǎng)升級(jí)改造發(fā)展推動(dòng)下，當(dāng)前電力工程建設(shè)中變電站建設(shè)數(shù)量及規(guī)模不斷增加，對(duì)電力建設(shè)與電網(wǎng)工程改造的影響日益顯著。另一方面，基礎(chǔ)處理作為變電站土建工程的重要施工內(nèi)容，對(duì)其施工建設(shè)的質(zhì)量及效果都存在較大的影響，因此，結(jié)合變電站土建施工特點(diǎn)，對(duì)其基礎(chǔ)處理技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行研究，具有十分顯著的積極作用和意義。

1　變電站土建工程特點(diǎn)分析

土建施工是變電站建設(shè)的重要工程項(xiàng)目與施工內(nèi)容，對(duì)變電站建設(shè)質(zhì)量及其正常運(yùn)行都存在著較大的影響。變電站土建施工中，基礎(chǔ)施工是其最為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)施工中技術(shù)方法的選擇運(yùn)用，直接影響著變電站項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量和效益，一旦變電站土建基礎(chǔ)施工存在問(wèn)題，造成變電站項(xiàng)目建成運(yùn)行后出現(xiàn)不均勻地基沉降等問(wèn)題，不僅會(huì)引起電氣設(shè)備安全故障及風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，甚至?xí)?duì)變電站所在電網(wǎng)系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定性運(yùn)行造成較大的影響，進(jìn)而對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)與電網(wǎng)建設(shè)形成制約，對(duì)電力事業(yè)發(fā)展十分不利。由此可見，變電站土建工程基礎(chǔ)施工具有質(zhì)量要求高、影響大等特征。此外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)，當(dāng)前電力系統(tǒng)建設(shè)中的電能需求不斷增加，導(dǎo)致變電站建設(shè)的規(guī)模及數(shù)量越來(lái)越多，電壓等級(jí)不斷升高并且朝著多樣化方向演變，因此，變電站土建施工的影響也日益顯著，在這種情況，變電站項(xiàng)目建設(shè)中，對(duì)土建工程基礎(chǔ)處理的技術(shù)措施與水平要求也不斷提升，以滿足有關(guān)要求。

2　變電站土建設(shè)計(jì)及有關(guān)要求分析

結(jié)合變電站土建設(shè)計(jì)實(shí)際情況，主要包括設(shè)計(jì)前期工程階段以及變電站位置與路線方案選擇、初期設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等不同階段。

首先，變電站土建設(shè)計(jì)的前期工程階段，主要圍繞工程選址及路線設(shè)計(jì)等內(nèi)容展開。其中，工程選址需要對(duì)變電站建設(shè)的負(fù)荷中心位置進(jìn)行明確基礎(chǔ)上，從工程選址與城市建設(shè)規(guī)劃以及土地征用的政策要求、與周圍通信或風(fēng)景旅游景區(qū)等位置路線是否相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一、土地資源利用效益等方面進(jìn)行綜合考慮與分析基礎(chǔ)上，最終選擇合理的變電站工程位置，確保工程選址不僅避開自然保護(hù)區(qū)或其他特殊區(qū)域，以避免對(duì)建筑房屋或路線、景觀的破壞，同時(shí)確保工程選擇與地區(qū)道路規(guī)劃等相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一、通風(fēng)等各項(xiàng)條件適宜。

對(duì)變電站位置及線路方案的設(shè)置，需要在完成工程選址及有關(guān)路線規(guī)劃基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)查資料結(jié)果，確定多個(gè)變電站位置與路線方案后，從這些方案中對(duì)經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性等綜合效益最為顯著方案的進(jìn)行篩選確定，經(jīng)審核批準(zhǔn)后，即可用于變電站位置選擇與路線設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

此外，在變電站土建工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的初期階段，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要圍繞變電站站區(qū)規(guī)劃以及平面布置、主要建構(gòu)方案設(shè)計(jì)、站區(qū)消防與排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、最終方案確定等實(shí)施。其中，在站區(qū)規(guī)劃需要在站址地形條件與自然環(huán)境等綜合考察基礎(chǔ)上，從因地制宜原則出發(fā)進(jìn)行站區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)站區(qū)工藝布置需要結(jié)合實(shí)際情況，從施工開展的便利性以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等層面進(jìn)行分析，避免變電站建設(shè)對(duì)環(huán)境及資源造成污染或破壞。變電站平面布置設(shè)計(jì)中，多采用模塊結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)將變電站站區(qū)劃分為多個(gè)功能模塊區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地規(guī)劃與分配利用，并且從資源節(jié)約層面考慮，對(duì)各建筑布局盡量保持緊湊，通過(guò)站區(qū)道路規(guī)劃實(shí)現(xiàn)各功能區(qū)域連接，達(dá)到整體與局部的相互統(tǒng)一。此外，變電站主要建構(gòu)設(shè)計(jì)中，包含建筑平面以及立面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、暖通風(fēng)與水工設(shè)計(jì)、地基處理、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)等多個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，一般情況下，變電站建筑設(shè)計(jì)以聯(lián)合布置形式，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)與支架均采用鋼結(jié)構(gòu)材料，并從變電站的電網(wǎng)等級(jí)分配與抗震要求等方面進(jìn)行綜合考慮；而平面設(shè)計(jì)中，在保證各建筑房屋空間需求同時(shí)，對(duì)其立面美觀效果也需要進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮，并且建筑基礎(chǔ)形式以變電站選址區(qū)域的地質(zhì)條件為主，對(duì)地質(zhì)基礎(chǔ)條件較好的建筑基礎(chǔ)，與天然地基基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行處理應(yīng)用，對(duì)填土較厚地基一般采用強(qiáng)夯處理，對(duì)淤泥層較厚地基則以灌注樁或水泥攪拌樁、預(yù)壓施工等技術(shù)方法進(jìn)行處理。

3　變電站土建基礎(chǔ)處理技術(shù)與應(yīng)用分析

結(jié)合上述對(duì)變電站土建設(shè)計(jì)及有關(guān)要求的分析可以看出，變電站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其基礎(chǔ)形式確定與處理技術(shù)應(yīng)用，是結(jié)合變電站基礎(chǔ)的地質(zhì)條件進(jìn)行確定的，對(duì)地質(zhì)條件較好的變電站基礎(chǔ)處理，以一般的天然地基處理技術(shù)進(jìn)行處理應(yīng)用，而對(duì)變電站基礎(chǔ)填土較厚的情況，則需要采用強(qiáng)夯法進(jìn)行基礎(chǔ)處理；對(duì)變電站基礎(chǔ)地質(zhì)淤泥層分布較厚情況，其基礎(chǔ)處理一般采用水泥攪拌樁或灌注樁、預(yù)壓樁技術(shù)進(jìn)行處理應(yīng)用。此外，結(jié)合變電站土建工程基礎(chǔ)施工的具體內(nèi)容，可以從建筑基礎(chǔ)以及變壓器設(shè)備基礎(chǔ)、圍墻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等處理上進(jìn)行分析論述。

①變電站建筑基礎(chǔ)處理中，由于其建筑基礎(chǔ)形式主要為條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)兩種形式，并且在基礎(chǔ)施工中，在基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置的情況下，需要對(duì)開挖基礎(chǔ)的基底土質(zhì)進(jìn)行勘查分析后，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在地基承載力滿足建筑設(shè)計(jì)承載要求的情況下，即可進(jìn)入下一環(huán)節(jié)施工，但是，對(duì)建筑基礎(chǔ)開挖基坑的地質(zhì)勘察承載能力不符合建筑設(shè)計(jì)要求的情況，就需要通過(guò)片石墊層或者是擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積、擠密樁處理等技術(shù)方式進(jìn)行基礎(chǔ)處理。其中，片石墊層是針對(duì)基礎(chǔ)填土區(qū)或填土厚度不大的情況下，為提高建筑基礎(chǔ)的地基承載力，通過(guò)使用M10水泥砂漿以及片石進(jìn)行砌筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)進(jìn)行建筑基礎(chǔ)開挖至設(shè)計(jì)持力層后，達(dá)到改善建筑地基結(jié)構(gòu)、提高其地基承載力的目的。②擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的變電站建筑基礎(chǔ)處理技術(shù)，是針對(duì)變電站的建筑基礎(chǔ)施工中地基承載力與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相差不大的情況，通過(guò)合理擴(kuò)大建筑的基礎(chǔ)底面積，來(lái)增加單位面積的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載能力，從而達(dá)到提升建筑綜合地基承載力的目的，滿足建筑地基承載要求。③擠密樁基礎(chǔ)處理技術(shù)也是變電站建筑基礎(chǔ)處理中常用技術(shù)方式，主要針對(duì)建筑基礎(chǔ)軟弱土層區(qū)域，且土層厚度不能明確判斷的基礎(chǔ)施工中，通過(guò)擠密樁嵌入來(lái)提升建筑地基的承載性能，達(dá)到建筑基礎(chǔ)承載設(shè)計(jì)的要求。

此外，在變電站土建基礎(chǔ)處理中，針對(duì)變壓器設(shè)備與圍墻基礎(chǔ)的處理，由于其變壓器設(shè)備基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)形式，并且上部設(shè)備與地下管線處于連接狀態(tài)，因此，其基礎(chǔ)處理以控制地基沉降在設(shè)計(jì)范圍即可，針對(duì)變電站土建施工中的不良地基情況，多以片石墊層或其他基礎(chǔ)處理技術(shù)進(jìn)行處理，對(duì)變壓器設(shè)備基礎(chǔ)處理中存在較深填土的情況，則需要采用樁基礎(chǔ)處理技術(shù)進(jìn)行處理應(yīng)用。如圖1所示的變電站箱變基礎(chǔ)立面結(jié)構(gòu)中，其變壓器設(shè)備基礎(chǔ)處理就采用的是混凝土墊層基礎(chǔ)處理方法。對(duì)圍墻基礎(chǔ)處理，由于其分布在變電站周圍，對(duì)挖土區(qū)圍墻其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載標(biāo)準(zhǔn)基本符合設(shè)計(jì)要求，一般不會(huì)存在地基沉降等影響，但是對(duì)填土區(qū)填土厚度不深的情況，需要將圍墻砌筑在擋土墻上，以達(dá)到節(jié)約用地和滿足基礎(chǔ)荷載要求；對(duì)填土厚度較大的情況，從工程造價(jià)上考慮一般采用自然放坡形式進(jìn)行處理，通過(guò)在坡底砌筑相應(yīng)的擋土墻，并且圍墻砌筑在填土區(qū)，以樁基礎(chǔ)或地基梁處理方式，來(lái)滿足其基礎(chǔ)處理的要求和目的。

圖1　箱變基礎(chǔ)立面圖

4　結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)變電站土建基礎(chǔ)處理技術(shù)進(jìn)行研究，并結(jié)合其應(yīng)用情況，就其應(yīng)用條件及注意事項(xiàng)進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)其變電站土建基礎(chǔ)處理的合理選擇和應(yīng)用，對(duì)滿足變電站土建基礎(chǔ)荷載要求，確保變電站建設(shè)的質(zhì)量和安全，具有十分積極的作用和意義。