电厂配电室设备基础地基的加固处理与应用

冯朝柱

河南省煤田地质局，河南郑州 450018

0 引言

在工程中，始发或到达时需凿除洞门，这时会由于切除竖井挡土墙（桩）而使开挖面处于暴露状态且会保持较长时间，稳定性较差的软土就很易发生塌方事故，严重影响盾构的安全施工，故在盾构的始发和到达的端头必须根据具体地质情况采取切实可行的加固措施以确保安全。

常用的加固方法有冻结法、注浆加固法、开挖面置换法、挖填法、竖井加气压法等。目前国内常用的是搅拌桩注浆加固法，因其具有安全可靠，施工工艺简单且经济性等优点。笔者对工程事故的原因分析，设计加固方案进行介绍，并总结观点。

1 工程概况

某电厂220kV配电室为框架结构建筑物，室内设备基础采用筏板基础，长为56m，宽为6m，基础垫层下设计有0.9m厚三七灰土垫层，持力层为3m～6m厚的素填土层，其下为湿陷性黄土。电厂发电生产期间，配电室设备基础出现沉降，而配电室设备对沉降非常敏感，继续沉降将造成电厂重大安全事故。为确保整个电厂安全生产发电，需要对配电室设备筏板基础进行加固处理

本工程是对运行中心电气设备基础进行加固，施工范围在220kV配电室室内，场地狭小且有运行中的电气设备和高压电线，机械无法施工，设计采用人工挖孔扩头灌注桩。

2 场地地质条件

本工程施工场地为填土区，基础持力层为3m～6m厚的素填土层，其下为自重和非自重湿陷并存的湿陷性黄土。上部持力层范围内地层含水率较高，平均达20%。

3 工程事故原因分析

设备基础下未压实素填土和湿陷性黄土地基受到水浸是造成工程事故的主要原因。湿陷性黄土在天然湿度下，其压缩性比较低、强度较高，在土体自重应力或者自重应力与外部附加应力共同作用下，受水浸湿后，强度迅速降低，土体结构迅速被破坏，并发生显著的附加下沉。湿陷性黄土地基的变形，除一般压缩变形外，主要为湿陷变形。未压实素填土和湿陷性黄土地基受水浸湿而发生湿陷事故时，往往造成地基的不均匀沉降。本次地基主要受到了大量雨水从邻近草坪渗入地基土，下水管道受堵和附近坑道积水进入地基土，造成了地基的不均匀沉降。

4 设计加固方案

4.1 设计方案

为保证设备筏板地基不再沉降，结合工程地质和现场施工条件，本工程设计人工挖孔扩头灌注桩，桩的长度穿过湿陷性黄土层，到达稳定土层，桩的设计尺寸为桩径800mm，桩长30m，整个筏基四周布置桩数18根。设计采用托换技术，桩身紧贴筏基外缘，并在筏基底部处从桩顶侧向设计牛腿托换处理。承担整个筏基和设备荷载。

因筏基和设备荷载不是太大。桩的长度主要考虑了湿陷性土层的厚度，牛腿的设计则考虑了抗压抗弯和抗剪的受力不同情况，计算出各桩牛腿应分担的不同方向上的荷载，并有针对性采用配筋率。

考虑到设备基础对沉降非常敏感，为避免桩基础施工后牛腿与筏板基础之间因混凝土收缩下沉产生的缝隙造成基础沉降。桩基浇注时在牛腿与筏板基础之间预留10cm厚空隙。桩基施工48h后采用无收缩、微膨胀灌浆料进行后灌浆处理。

4.2 施工程序

搭建安全施工通道→整理场地→放线→定桩位→架设支架或电动基芦→鼓风机、照明设备等→开挖→基础底部做牛腿，调整桩身直径和中心位置→继续下挖→校核桩孔的直径和垂直度→达到设计桩底标高后做扩大头、清理孔底→吊装钢筋笼→牛腿部位的钢筋制作、安装→分层灌注至筏基底部→清理出牛腿与筏基底之间约10cm厚空隙→后灌浆。

5 结论

1）未压实填土和湿陷性黄土地基发生湿陷的原因是由于地基浸水而致，因此对于该类地基土作为持力层要做好防水处理。对于防护范围内的防水地面、散水、排水沟等，应经常检查、疏通，发现问题应及时修复，建筑场地四周尽量不设计草坪并应设计排水坡度，发现积水地段应及时填平，保持排水畅通。

2）人工挖孔桩托换加固方法不受场地和空间的限制，施工速度快、噪音小，是一种处理既有建筑物基础不均匀沉降，抢险应急工程切实可行的方法。

[1]地基处理手册.中国建筑工业出版社，1998.

[2]建筑桩基技术规范JGJ94-2008.中国建筑工业出版社，2008.

[3]湿陷性黄土地区建筑规范GB50025－2004.中国建筑工业出版社，2004.

[4]郑勋涛.水坠砂法处理砂土地基的应用[J].西部探矿工程，2002(2)：53-54.

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[7]《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社.

[8]建筑地基处理技术规范JGJ79-2002.