特高压工程板式基础不均匀沉降的原因分析

摘  要：1000kV皖电东送淮南至上海交流输电示范工程一般线路工程1～4标段位于安徽淮南至合肥境内，地处黄淮海冲积平原，地下水位高，持力层为可塑性粉质粘土的大板式基础约占72%。防止大板式基础不均匀沉降是大板式基础施工的一个重要质量控制项目。通过对基础不均匀沉降原因研究分析，找到沉降问题的关键原因，提出了较好的控制措施，切实保证施工质量。

关键字：软弱地基;不均匀沉降;原因分析;控制措施

中图分类号：TM752

引言

皖电东送淮南至上海交流输电示范工程一般线路工程1～4标段共有基础300基，其中大板式基础220基。本工程大板式基础混凝土方量大，平均方量200m3/基，大多位于水田湿地，春夏季地下水位为0m，冬秋季地下水位2～3m，基础持力层为硬塑、可塑性粉質粘土，持力层厚且均匀。

一、地基沉降的原因分析

1.沉降的种类

地基的沉降主要是由地基土体的压缩变形导致。土具有可压缩性，在荷载作用下，地基土压缩变形，荷载大于其抗剪强度后，土体产生剪切破坏，导致基础或建筑物沉降。按照变形机理，可分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三种。

（1）瞬时沉降

瞬时沉降是加载后即时发生的沉降，由不排水条件下土体变形导致;其特征是土体弹性变形，体积不变，产生侧向膨胀。

（2）固结沉降

固结沉降是随固结土中水排出，孔隙水压力减小、土颗粒有效应力增加造成的沉降;固结沉降是粘性土地基沉降的最主要组成部分，它是由于载荷作用下随着土中孔隙水的逐渐挤出，孔隙体积相应减少而发生的。

（3）次固结沉降

在孔隙水压完全消散、有效应力基本不变的情况下，固结沉降结束后

缓慢发生的沉降称为次固结沉降。是由于部分弱结合水转化成自由水，土颗粒骨架蠕变引起孔隙体积减少而产生的。

2.施工期间沉降和工后沉降

地基沉降又可分为施工期间沉降和工后沉降两部分。施工期间沉降包括初始沉降和固结沉降，工后沉降包括固结和次固结沉降。本文侧重于基础施工期间至铁塔组立前的沉降分析与控制。

3.不均匀沉降

送电线路基础因沉降形成的工程质量危害，从施工的角度可以分成两类。

（1）整基独立个体的不均匀沉降

这种沉降多发生在初始沉降，持力层受剪切破坏，基础表现为急剧下降，在地基侧向膨胀作用下，基底各点沉降量是不同的，从而造成基础向滑裂面倾斜，致使基础相对高差、根开、对角线尺寸等技术参数失控，超出规范允许误差范围。

（2） 整基基础相对不均匀沉降

这种沉降多发生于固结沉降，是在经历了初始沉降后，地基在有效荷载作用下，继续产生的沉降。由于滑裂面向下发展，如果独立个体基础基底各点的沉降量是均匀的，但是由于各个独立体的沉降量大小不一，其相对沉降则是不均匀的，基础在地面上的标高或相对高差则表现为超出规范允许误差。

4.小结

通过上述对地基沉降的分析，结合输电线路工程的特点，线路工程基础沉降主要控制从浇制至铁塔组立前期间的固结沉降。

二、控制不均匀沉降的设计措施

1.设计角度的预防措施

（1）确保地质资料的准确性、真实性

实际工作中，有些工程不进行地质勘察盲目施工，有的勘察不按照规定进行，如钻探中布孔不准确或者孔深不到位，有的抄袭相邻工程的资料，都会给设计人员造成分析、判断或设计错误，产生基础沉降或不均匀沉降。

（2）合理选用基础型式

基础设计应根据上部荷载和地基土质情况，考虑地基与基础共同作用，合理选用基础型式。对于承载力低，变形大的软弱地基，采用桩基或者其它深基础，是避免不均匀沉降的有效方法。

三、施工控制技术措施

1.采取降水措施，确保无水施工

基坑开挖前，应先采取降水措施。线路工程大板式基础埋深一般在5m以内，施工区域不大，应选择经济便捷的轻型井点降水方式。观测地下水位，使水位降低到基坑以下0.5m后即可开始开挖，集水坑需随坑底的深度进行调整，保持连续不断抽水，并使用双电源确保供电。

2.鉴别土质，确保与勘测报告相符

基坑开挖过程中，施工技术人员应持续观察土质，特别是持力层土质，如发现与勘测报告存在较大的不符时，或者难以保证施工质量时，应及时与设计联系，采取变更设计或变更施工方法的措施，保证施工质量。

3.垫层施工

基坑开挖到位应立即进行垫层施工，垫层必须满足设计对厚度、宽度的要求，以保证基底压力通过垫层扩散到持力层。

4.防止地表水侵入基坑，浸泡地基土

本工程绝大部分基础均位于水田湿地中，地表水丰富，施工过程中应采取措施，对地表水进行围挡，防止地表水流入已开挖基坑，导致坑底土层遭受浸泡软化。

5.回填方法

基础坑开挖后即表明地基土的自重应力解除，坑底土会产生回弹，随着垫层制作、基础浇制量增加，基坑转入逐渐加荷阶段，实际上变成了基坑土体的再压缩。四个独立个体基础浇制完毕，从理论上讲这种再压缩应该是相对均匀的。但是，如果回填土时从基础一面开始，就可能造成再压缩由相对均匀变为相对不均匀。因此，软弱地基上的基础回填，应分层均匀回填，尽量采用小斗机械回填，采用大斗机械时，底层回填不能满斗进行。

6.进行沉降观测，确定预高值

由于本工程基础方量大，施工周期较长，不可能四个基础腿同时浇制，加上土方开挖量大，为解决现场土方堆放问题，每个腿基础浇制完毕，拆模质检合格后须立即回填，导致后面三个基础腿浇制时，第一个基础腿已经基本完成固结沉降，其它基础腿顶面标高如果与之看齐，回填后将造成顶面标高超差，所以需通过沉降观测，掌握规律，确定预高值。

四、结语

皖电东送淮南至上海交流输电示范工程一般线路工程1～4标段共有82基基础属软弱地基，为了确保不因基础沉降导致各项数据超差，本工程按照上述方法组织施工，进行控制管理，效果良好，基础顶面高差控制在优良级标准。

作者简介

关蕾，男，1985年03月出生，2008年毕业于延边大学，高级工程师，现在吉林省送变电工程有限公司工作。

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