長(zhǎng)治500 kV 變電站地基處理方法的研究

賈建勛

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西太原　030001)

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長(zhǎng)治500 kV 變電站地基處理方法的研究

賈建勛

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西太原030001)

摘要:針對(duì)長(zhǎng)治500 kV變電站的地質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合該地區(qū)的工程地質(zhì)特性，選取換填法作為地基處理方案，通過(guò)靜載試驗(yàn)表明，最終確定的處理深度比原方案更合理，且節(jié)約了地基處理費(fèi)用。

關(guān)鍵詞:變電站，地基處理，換填法

1　概述

黃土是干旱半干旱地區(qū)的沉積物，由于其特定的生成環(huán)境和存在的歷史環(huán)境，形成其明顯的柱狀節(jié)理和大空隙結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性直接影響著黃土的力學(xué)性狀和工程性質(zhì)。近年來(lái)，晉東南地區(qū)電力建設(shè)項(xiàng)目增多，并成為新的煤電基地，但該地區(qū)對(duì)Q2黃土的濕陷性質(zhì)研究不是很深入，加之GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范并不能完全體現(xiàn)出區(qū)域性的特點(diǎn)，如果工程中嚴(yán)格按照GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范所推薦的區(qū)域系數(shù)來(lái)分析問題和進(jìn)行地基處理，地基處理費(fèi)用會(huì)很高。本文結(jié)合長(zhǎng)治500 kV變電站的工程地質(zhì)條件，考慮地基處理方案的可行性和費(fèi)用概算，選取換填法作為地基處理方案進(jìn)行研究。

2　地質(zhì)情況

根據(jù)工程地質(zhì)特性，將地基土分為2個(gè)大層、2個(gè)亞層，現(xiàn)分述如下:

①層黃土(粉質(zhì)粘土)，Q3，棕黃、褐黃色，濕，頂部為厚0．6 m左右的耕土，孔隙較發(fā)育，垂直節(jié)理較發(fā)育，底部鈣質(zhì)結(jié)核密集發(fā)育，具濕陷性，為高壓縮～中壓縮性土。濕陷起始?jí)毫?0 kPa～100 kPa左右，一般層厚1．7 m～2．5 m。

②層分為兩個(gè)亞層:

②-1層黃土(粉質(zhì)粘土)，Q2，褐紅、黃棕色，濕，硬塑，垂直節(jié)理較發(fā)育，鐵錳質(zhì)結(jié)核、鐵錳質(zhì)薄膜發(fā)育，土體多呈蒜瓣結(jié)構(gòu)，鈣質(zhì)結(jié)核發(fā)育，為中等～低壓縮性土。②-1層黃土(粉質(zhì)粘土)頂部土層濕陷起始?jí)毫?00 kPa～240 kPa，一般層厚5 m～8 m左右。

②-2層黃土(粉質(zhì)粘土)，Q2，黃棕、棕黃色，濕，可塑，混鈣質(zhì)結(jié)核，上部可見鈣質(zhì)結(jié)核層，鐵錳質(zhì)薄膜發(fā)育，中部局部夾有薄砂層，為中等～低壓縮性土，一般層厚大于12 m。

3　地基處理的確定

濕陷性黃土地基常用的處理方法有墊層法、灰土擠密法、強(qiáng)夯法、樁基礎(chǔ)法等。按照 GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)和DL/T 5170—2015變電站巖土工程勘測(cè)技術(shù)規(guī)程，可行性研究階段巖土工程勘測(cè)應(yīng)根據(jù)站址內(nèi)建(構(gòu))筑物的要求，對(duì)地基處理方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出推薦意見;初步設(shè)計(jì)階段勘測(cè)應(yīng)確定建(構(gòu))筑物地基方案。從本場(chǎng)地的地質(zhì)情況、施工簡(jiǎn)便性及經(jīng)濟(jì)性考慮，本場(chǎng)地地基處理方案初步確定為換土墊層法處理。灰土墊層法是將基礎(chǔ)底面下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，用按一定體積比配合的灰土在最優(yōu)含水量情況下分層回填夯實(shí)或壓實(shí)，適用于地下水位以上濕陷性黃土、淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、雜填土等的淺層局部或整片處理，處理1 m～4 m濕陷土層，具有一定水穩(wěn)性和抗?jié)B性。根據(jù)處理濕陷性土層厚度不同，可以全部或部分消除濕陷性，并在一定程度上提高承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，同時(shí)灰土墊層法施工簡(jiǎn)便、速度快、施工質(zhì)量容易保證，均可滿足本工程要求。以下從兩個(gè)階段進(jìn)行研究。

3．1可行性研究階段處理深度的選擇

根據(jù)可行性研究階段巖土工程勘測(cè)報(bào)告，①層黃土(粉質(zhì)粘土)，具濕陷性，為Ⅰ級(jí)非自重濕陷性黃土場(chǎng)地，濕陷厚度一般2．5 m～4．2 m左右，不宜直接作為變電站一般或主要建筑物的天然地基持力層。考慮地基處理方案采用換土處理，主控綜合樓按基底下?lián)Q3．0 m、主變基礎(chǔ)按基底下?lián)Q3．5 m，500 kV架構(gòu)按基底下?lián)Q3．0 m，500 kV架構(gòu)、220 kV架構(gòu)及設(shè)備支架基礎(chǔ)下按整片換2．0 m，設(shè)備支架基礎(chǔ)按基底下?lián)Q2．0 m，需灰土60 000 m3，費(fèi)用約500萬(wàn)元。

3．2初步設(shè)計(jì)階段深度的研究確定

在初步設(shè)計(jì)階段巖土工程勘測(cè)中，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行了天然狀態(tài)的地基土載荷試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)浸水載荷試驗(yàn)專題研究。天然狀態(tài)地基土載荷試驗(yàn)，變電站主要建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)埋深一般為2．0 m～2．5 m，故本次試驗(yàn)在2．0 m和2．5 m處各做3個(gè)靜載荷試驗(yàn)，共完成天然狀態(tài)地基土載荷試驗(yàn)點(diǎn)6個(gè)。現(xiàn)場(chǎng)開展浸水靜載荷試驗(yàn)主要確定濕陷性黃土起始?jí)毫?，在浸水飽和后的試坑里做了深?．0 m和深度2．5 m的靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)各1個(gè)。根據(jù)GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范中在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定濕陷性黃土的濕陷起始?jí)毫Σ捎秒p線法靜載荷試驗(yàn)，對(duì)比試坑外和飽和后試坑內(nèi)所做的靜載荷試驗(yàn)，最后確定深度2．0 m處的濕陷起始?jí)毫?60 kPa～200 kPa，深度2．5 m處的濕陷起始?jí)毫?00 kPa～240 kPa。綜合確定②層黃土(粉質(zhì)粘土)的承載力特征值定為220 kPa。

根據(jù)巖土工程報(bào)告和濕陷性黃土現(xiàn)場(chǎng)浸水載荷試驗(yàn)的結(jié)果，初步設(shè)計(jì)階段地基處理采用換填法處理深度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于主控綜合樓，采用整片換灰土墊層法處理，厚度1．0 m，寬出基礎(chǔ)外邊緣1．0 m;對(duì)于500 kV架構(gòu)采用局部換灰土墊層法處理，厚度0．5 m，寬出基礎(chǔ)外邊緣0．5 m;500 kV設(shè)備支架采用局部換灰土墊層法處理，厚度1．0 m，寬出基礎(chǔ)外邊緣1．0 m;220 kV配電裝置場(chǎng)地和主變及無(wú)功補(bǔ)償裝置場(chǎng)地位于填方區(qū)，回填土厚度0．5 m～1．5 m，建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)埋深1．5 m～2．5 m，基底約有2．5 m厚濕陷土層，采用局部換灰土墊層處理法，處理深度1．0 m～1．5 m;整個(gè)場(chǎng)地共需灰土15 400 m3，費(fèi)用約120多萬(wàn)元。

4　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本場(chǎng)地的地質(zhì)情況、施工簡(jiǎn)便性及經(jīng)濟(jì)性考慮，本場(chǎng)地地

參考文獻(xiàn):

［1］ 《工程地質(zhì)手冊(cè)》編委會(huì)．工程地質(zhì)手冊(cè)［M］．第4版．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007．

［2］GB 50025—2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］．

［3］DL/T 5170—2015，變電站巖土工程勘測(cè)技術(shù)規(guī)程［S］．

［4］GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］．

中圖分類號(hào):TU753．8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0054-02

收稿日期:2016-04-09

作者簡(jiǎn)介:賈建勛(1978-)，男，高級(jí)工程師基處理方案采用了換土墊層法處理，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了靜載荷試驗(yàn)，明確試驗(yàn)結(jié)果，細(xì)化工程造價(jià)，節(jié)省地基處理費(fèi)用約380萬(wàn)元。

Study on foundation treatment of Changzhi 500 kV substation

Jia Jianxun
(Shanxi Electric Power＆Design Institute Limited Company，China Energy Construction Group，Taiyuan 030001，China)

Abstract:According to the analysis of the geologic conditions on Changzhi 500 kV substation and based on the project，the replacement cushion method is studied in the paper．Proves by the static loading test，the foundation treatment depth of the last destination is more rational to the before scheme，it saves the cost of the foundation treatment．

Key words:substation，foundation treatment，replacement cushion method