電力工程變電站地基處理方案設(shè)計

吳盼盼

（身份證號：130123198509293316）

電力工程變電站地基處理方案設(shè)計

吳盼盼

（身份證號：130123198509293316）

濕陷性黃土是西北地區(qū)常見的一種工程地質(zhì)問題。本文根據(jù)變電站工程實踐對幾種常用地基處理方法的具體應(yīng)用以及存在的問題進(jìn)行了論述。

濕陷性黃土；地基處理；擠密樁

1 濕陷性黃土地基處理問題

中國在解放后對于濕陷性黃土地基處理的實踐已有幾十年了，具體方法也很多，但歸納起來其基本思路不外乎以下幾種：

（1）基本消除基礎(chǔ)已有土層的濕陷性；其常用方法有強(qiáng)夯、換土、擠密樁等。這是對于土層較?。?0m以內(nèi)）時采用的辦法。當(dāng)土層深厚時，常用辦法就是預(yù)浸水處理。這類辦法是通過工程措施，針對濕陷土層本身進(jìn)行處理，改善其土壤結(jié)構(gòu)和基本特性，以達(dá)到消除其濕陷性的目的。這種方法的缺點(diǎn)是對于深厚濕陷性黃土來說，耗時太長，往往影響工期。優(yōu)點(diǎn)是施工方便，費(fèi)用較低；

（2）使建筑物基礎(chǔ)穿透濕陷性黃土層，傳力于濕陷土層以下的持力土層上，達(dá)到躲過濕陷性黃土層的目的。常用方法就是樁基，尤以灌注樁為主。這種方法避過了濕陷性土層，使基礎(chǔ)傳力于濕陷土層以下的持力土層上，相對來說比較安全可靠，所以被廣泛應(yīng)用于比較重要的獨(dú)立建筑物的基礎(chǔ)處理。缺點(diǎn)是投資費(fèi)用較大；

（3）充分作好建筑物基礎(chǔ)的隔水層，使基礎(chǔ)濕陷性黃土地基無法浸水，以達(dá)到避免地基濕陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油氈以及各種PVC和PE膜。這種方法常常用于對基礎(chǔ)承載力要求不高的設(shè)施，如游泳池、供水管床、渠道等。

2 振動沉管擠密水泥粉煤灰碎石樁法是最佳處理方案

2.1 振動沉管擠密水泥粉煤灰碎石樁特點(diǎn)

（1）水泥粉煤灰碎石樁為高粘結(jié)強(qiáng)度剛性樁，其受力和變形特性及加固機(jī)理與散體的粒料碎石樁和低粘結(jié)強(qiáng)度的水泥攪拌樁、灰土擠密樁是不同的。

（2）水泥粉煤灰碎石樁體強(qiáng)度多大于10kPa，與素混凝土樁無大差別，在承載作用下其壓縮性明顯比樁間土小。因此，基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力變形逐漸集中到樁體上，樁土應(yīng)力比高，特別是樁頂直接為基礎(chǔ)混凝土承臺條件下最為明顯。

（3）水泥粉煤灰碎石樁作為剛性樁，在樁頂直接為基礎(chǔ)混凝土承臺時，可考慮樁群、樁間土及承合的相互作用效應(yīng)。

（4）采用振動沉管灌注成樁施工工藝，可有效擠密樁間土，消除其濕陷性。

2.2 地基處理方案設(shè)計

（1）樁體布置與基于參數(shù)

樁平面布置宜按梅花形在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁，樁徑400～500mm，樁間距及樁長等均滿足上述地基處理要求和設(shè)計的承載力，樁體強(qiáng)度10～15MPa。

（2）承載力計算

基于《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）對各類樁的單樁豎向豎向承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值計算公式是基本相同的，則計算結(jié)果無大差別，且復(fù)合地基承載力計算值遠(yuǎn)不能滿足基底應(yīng)力300kPa的設(shè)計要求，這就不能區(qū)別高粘結(jié)強(qiáng)度剛性樁與低粘結(jié)強(qiáng)度樁及散體粘料樁受力和變形特征和加固地基處理。致使工程費(fèi)用高的高粘結(jié)強(qiáng)度樁處理設(shè)計費(fèi)用的不合理。為此，提出承載力計算公式如下：

①復(fù)合地基樁土應(yīng)力比公式

該公式計算條件是樁頂直接為基礎(chǔ)混凝土承臺。計算公式如下：

式中：n——樁土應(yīng)力比（基于基礎(chǔ)尺寸大，布樁數(shù)大于4，則n取25）；

m——面積置換率；

fsk——樁間天然地基承載力特征值（kPa），因采用沉管擠密施工工藝，可取樁間土天然地基承載力的1.1～1.2倍。

②復(fù)合基樁公式

該公式計算條件同上，可作為非純端承樁，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）復(fù)合基樁公式計算承載力，即考慮樁群、樁間土和承臺的相互作用效應(yīng)（因采用沉管擠密施工工藝，可消除樁間土濕陷性，不考慮濕陷問題），計算公式如下：

式中：Ra——復(fù)合基樁豎向承載力特征值（kPa）；Qsk、Qpk、Qck——分別為單樁總極限阻力和總極限端阻力特征值（kPa）；

ηs、ηp、ηc——分別為樁側(cè)阻力群樁效應(yīng)系數(shù)，樁端阻力群樁效應(yīng)系數(shù)和承臺效應(yīng)系數(shù)；

γs、γp、γc——分別為樁側(cè)阻力分項系數(shù)、樁端阻力分項系數(shù)和承臺底地基土抗力分項系數(shù)。

3 結(jié)語

（1）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）對各類樁的單樁豎向承載力特征值采用摩擦樁計算公式，復(fù)合地基承載力特征值采樁體面積置換率公式未區(qū)別高粘結(jié)強(qiáng)度剛性樁與低粘結(jié)強(qiáng)度樁和散體粒料樁受力和變形特性及加固機(jī)理，且計算的復(fù)合地基承載力特征值遠(yuǎn)不能滿足基底壓力大的高填路段涵洞、通道承載力設(shè)計要求。

（2）采用沉管擠密施工工藝可有效消除樁間土濕陷性，高粘結(jié)強(qiáng)度剛性樁樁頂直接為基礎(chǔ)混凝土承臺，承臺充分發(fā)揮樁體承載能力，樁土應(yīng)力比高，并充分考慮樁群、樁間土和承臺的相互作用效應(yīng)，可大幅度提高承載力滿足基底壓力大的主變基礎(chǔ)、設(shè)備構(gòu)支架、主控樓地基承載力設(shè)計要求。

[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）[S].

[2]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）[S].

[3]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）[S].

TM63

A

1673-0038（2015）33-0320-01

2015-7-17