變電站地基施工沉降分析及對策

摘要：變電站設備的正常運行，對地基沉降、差異沉降要求較高。為了確保變電站的安全穩定運行，本文以某變電站的地基沉降為研究對象，首先闡述了地基沉降的特點及發展，其次提出了解決對策，然后結合實例對地基施工沉降的處理方案進行比選，總結了處理效果，為電力工程沉降處理提供參考。

關鍵詞：變電站;地基沉降;對策

1引言

從技術層面角度來看，變電站建設不屬于單一性工程項目，所需要考慮的因素較為復雜，變電站基礎施工質量直接影響著變電站的安全，尤其是建設時必須綜合考慮其沉降程度，確保其建設地基始終處于穩定狀態，極大延長了變電工程的使用壽命及運行狀態。

2地基沉降分析

地基沉降與變形是整個地基基礎工程中眾多難題之一，至今尚未完全解決此問題。特別是變電站地基工程方面，因設計缺陷、施工管控不到位，工程地質環境復雜多變，造成地基沉降問題頻繁出現。

2.1公式表達

地基沉降主要發生在土壤結構中，其沉降一般分為3個部分：瞬始沉降、固結沉降和蠕變沉降，用公式表達為：

S總=Sd+Sc+Ss

式中：Sd為瞬始沉降，系第一階段的土壤剪切應變形成;Sc為固結沉降，系第二階段的土壤孔隙水在排出后及消散的過程中其骨架產生變形而形成;Ss為蠕變沉降，系第三階段的孔隙水在消散后及其骨架本身的蠕動變化而形成。

2.23個階段

3個部分的沉降按其發生的時間順序，可以劃分為3個階段：第一階段表現的主要形式為瞬始沉降（固結與蠕變也同時發生，即3種沉降同時發生），時間發生在建設開始至建設完成，約在2年期間內完成（占總沉降量約60%左右）。第二階段表現的主要形式為固結沉降（蠕變也同時發生，即兩種沉降同時發生），時間發生在建設完工后1～5年之間。第三階段表現的形式為蠕變沉降（固結也同時發生，即兩種沉降同時發生），時間發生在建設完工5年后，最長時間可達千年。

3變電站地基施工沉降對策

3.1強夯法

強夯法是將一定質量重錘起吊至夯點上方，隨后放開夯錘，夯錘自高處自由下落，對下方土層夯點進行動力夯擊，使地基土層產生強制壓密現象，改善地基承載性與壓縮性，提高地基強度。應用強夯法處理工程地基時，時常出現未達到預定下沉量、影響深度不夠、表層松散等問題。以未達到下沉量指標為例，如果地基類型為飽和淤泥或淤泥質土地基，應提前在土層上方鋪設厚度為1m左右的砂石，再對地基進行強夯加固。

3.2注漿法

注漿法是向巖土地基中壓入適量漿液，漿液在壓力作用下填充地基土層中所分布孔隙裂縫深部，排除地基土層中含有的孔隙水與空氣，漿液在地基土層內凝結固化，取得防滲堵漏、改善地基物理力學性質、隔斷水源等處理效果。

3.3換填法

變電站地基中分布大量軟弱土體，可選擇采取換填法，通過置換墊層的方式，挖除基礎地面下方一定范圍內的軟弱土體，回填具有較高強度與良好物理力學性能的填料，如礦渣、碎石、灰土等，可以直接改變地基承載力特性，全面提高地基穩定性能與抗變形能力，具有地基承載力提升幅度大、地基沉降量小、預防地基凍脹、徹底消除濕陷與膨脹作用等技術優勢。

3.4預壓處理

預壓處理技術也被稱為預壓加固法，在巖土工程軟土地基上提前堆放一定質量的重物，軟土地基在承受較大荷載的條件下出現固結與沉陷現象，擠壓排出地基土層中含有的空氣和孔隙水，最終改善地基承載性能與減小工后沉降量。應用預壓處理技術時，為取得理想的處理效果，應采取分層、間歇性堆土方式，在地基固結與沉陷反應趨于穩定后，再堆置后一層重物。針對含水量較高的黏性土地基，提前在地基中設置砂井進行排水。

4實例分析

某變電站新建工程，站區圍墻東西寬101.5m，南北長190m，圍墻中線占地面積約為19285m2，由于回填工程不合規，造成回填土整體不均勻沉降，進而引發回填場地地表建筑變形等工程質量問題，并且存在回填試驗方法及流程不符合標準要求現象。在《土工試驗報告》檢查中發現，首先施工單位未提供220kV場區、66kV場區母聯間隔HGIS等基坑回填土試驗報告，整站只提供66kV場區構架基礎（9軸交C軸）一點回填土試驗報告。但是在另一個《土工試驗報告》檢查中，發現66kV場區構架基礎（9軸交C軸）回填土試驗報告cd-tg-2019-0001至cd-tg-2019-0006，6層回填土試驗報告委托試驗日期均為2019年11月9日，試驗報告出具日期均為2019年11月10日，但回填土取樣標高已從-3.25m回填至-2.00m，6層回填土的分層回填及取樣時間與實際不符，且存在嚴重違規施工與試驗流程不符合標準要求的現象。

4.1土方回填施工技術

4.1.1基底處理

在基底處理施工過程中，應當采取措施防止地表水流入填方區，浸泡地基造成地基下陷，并排除坑穴中的淤泥、積水、種植土，清除基底上的有機物、雜物、垃圾等，將基底充分夯實和碾壓密實。當填土場地地面陡于1∶5時，可將斜坡挖成階梯型。階高不大于1m，臺階高寬比為1∶2，然后分層填土防止滑動。

4.1.2土料及含水率控制

黏土或排水不良的砂土作為回填土料的，其最優含水量與相應的最大干容重，宜通過擊實試驗測定或通過計算確定。黏土的施工含水量與最優含水量之差可控制為-4%～+2%，使用振動輾時，可控制為-6%～+2%。砂土最優含水率為8%～12%、粉質黏土最優含水率為19%～23%、粉土最優含水率為16%～22%。含水率控制范圍以外的土料應采取針對性的技術措施。

4.1.3土方壓實

輪（夯）跡應相互搭接，機械壓實應控制行駛速度，在建筑物轉角、空間狹小等機械壓實不能作業的區域，可采用人工壓實的方法?；靥蠲娣e較大的區域，應采取分層、分塊（段）回填壓實的方法，各塊（段）交界面應設置成斜坡形，輾跡應重疊0.5～1.0m，上、下層交界面應錯開，錯開距離不應小于1m。

4.2沉降觀測方法

沉降觀測采用型號DS05水準儀，結合設計單位對地基土類型和沉降速率大小確定的時間和頻率，判定是否滿足要求;整個施工期觀測，基礎完成1次，設備安裝完成1次，施工期間隔3個月觀測1次，原則上不少于3次，100天的沉降速率小于0.01～0.04mm/d時，可視為基礎沉降達到穩定狀態。由設計單位土建、水工專業在各自施工圖冊上設定建筑物各沉降觀測點的位置、數量、埋設高度，施工單位在施工時按要求埋設。以基準點BM1為起算點，并假定高程值為10m，組成單一閉合水準路線。水準路線經過大部分測點，其余測點采用間視。水準測量采用二等水準觀測，每次采用同一儀器，由同一觀測人員沿相同的路線進行觀測。

二等水準觀測電子水準儀和條碼尺按二等水準測量技術要求施測，經嚴密平差計算，求得各監測點結果。每次觀測后，現場計算水準閉合環閉合差，閉合差滿足規范≤0.4（n為測站數）的限差要求后，方可結束測量;如閉合差為滿足規范的限差要求，重新進行測量，直到閉合差滿足規范的限差要求為止。水準成果計算按閉合線路進行平差處理，測點高程值取至0.1mm，豎向位移監測點誤差為0.5mm。土方回填施工技術流程見圖1。

5結束語

綜上所述，地基處理作為變電站施工的重要組成部分，其施工效益直接影響著變電站輸配電的安全性、穩定性和經濟性。本文結合某 220 kV 新建變電工程的實際案例，圍繞著連鎖發生的不均勻沉降以及重新回填仍未參照規范施工，介紹了回填工程與沉降觀測重要控制節點，工程實施效果良好，完全達到設計預期。

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作者簡介：郭文強（1988-），湖南株洲人，工程師，碩士研究生，工作方向：電力工程。