某湖区软土地基变电站建构筑物基础处理设计

【摘要】针对已完工的某湖区软土地基变电站建构筑物基础处理方案进行对比分析，就湖区软土地基设计中应注意的问题以及施工要求提出初步见解，供同行从科研、设计、施工和管理等方面参考。

【关键词】软土地基;湖区;基础处理;沉降

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.045

1、工程建设条件

某220kV变电站位于益阳市大通湖区，根据钻探揭露，场地内埋藏的地层情况详下表。

该区内地层富水性强，主要为湖水补给，其次为大气降水补给，水位埋深较浅，深度为1.00～1.40m，相当于标高24.15～24.58m。根据工艺要求及交通运输等因素，场地设计标高为27.0m。岩土层主要参数详下表。

2、设计方案对比分析

由以上数据分析，可得出以下结论：

（1）站址属于典型的湖区软土地基，软弱土平均厚度达17.0m。

（2）上覆土层承载力较低，压缩模量较低，超载大时将产生较大沉降量。

（3）稳定水位较高，仅位于终平地面以下2.5m深处。

可研阶段方案是重要建构筑物基础采用预应力管桩处理，其他基础采用毛石混凝土换填处理。该方案较为保守，造价较高，且考虑到场地回填了约1.5m高超载，场内道路和电缆沟等需做相应处理才能保证施工质量。

根据以往工程案例，部分建于湖区的多层建筑物采用砂石换填后，只要控制其沉降量在合理范围，历经数十年后主体质量良好，仅是均匀沉降。

部分软土地基变电站运行后反馈，主要建构筑物基础采用桩基处理后，忽略了电缆沟、室内地面等项目进一步处理，差异沉降造成电缆沟内电缆拉断、地面沉陷、柜体倾斜和软母线拉断等严重事故。

经讨论决定，主要采用级配砂石换填处理方案进行地基处理，该方案相对可研方案，施工周期短，效果可控易于检查，整体造价低。同时，为了控制沉降量不对电气设备安装和运行造成影响，尽量设置电气软连接，电气连接部分设置部分裕量适应沉降变形。具体基础处理措施详见下表。

施工时应满足以下要求：

（1）采用机械开挖土方时，保持坑底土体原状结构，在基坑底留200～300mm厚保护土层，再由人工挖掘修整。

（2）土方开挖过程中，基坑周围地面应进行防水、排水处理，严防雨水等地面水浸入基坑。在冬季、雨季、汛期施工时，注意气候、降雨、降温等预报，按施工方案要求做好必要的安全防护措施。

（3）基坑底面尺寸根据换填地基设计要求，按换填厚度（h）考虑18°～20°扩散角每边扩出h×tgθ，且满足以下要求：h=1.0m，b=0.35～0.5m（每边扩出）;h=1.5m，b=0.5～0.6m;h=2.0m，b=0.6～0.8m。

（4）基坑开挖完成后，及时清底验槽，减少暴露时间和受水浸泡，削弱地基承载力。当地下水渗出时，采用水中换填砂砾（碎）石 ，插入震捣方式施工。

（5）基坑验槽后，立即铺设土工布（300g/m2）隔离土层并回填砂砾（碎）石垫层，分层夯实，每层厚250～300mm。

（6）基础结构完成后，应及时在基础和坑壁之间进行回填。回填土按图纸要求的填料，分层回填夯实，满足设计密实度要求。

（7）根据有关规范与国内施工经验，对按标准完成的砂砾（碎）石换填垫层，其承载力特征值一般为200～250kpa，应不低于150～200kpa。

（8）其它各种支架基础等，不允许直接在基坑浇筑混凝土，要求至少设置500厚砂石垫层。

3、施工过程控制及后期监测情况

现场地基验槽和基础处理均派驻设计和地勘人员现场工代，确保按图施工。要求现场做好沉降观测记录，及时分析总结。从累计观测记录来看，最大累计沉降量为15mm，相对最大沉降差为5mm，均在规范范围内。土建交安时，除发现主控制室和配电室房间有局部小裂缝外，未發现明显的下沉破坏。后期对现场进行回访，均未发现明显的沉降破坏，设备运行正常。

结论：

综上所述，通过合理地优化地基处理方案，有效地控制了湖区软土地基建构筑物基础处理的沉降量。本工程砂石换填地基处理方案费用约97万元，可研方案约214万元，减少了约117万元，取得了良好的经济效果。

参考文献：

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[2]隆威，程盼，赵娟，罗杰，等.洞庭湖区软土地基加固处理方案对比研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2010年第37卷第9期：46-49.

[3]舒丽雅，任家陶.湖区软土地基上多层民用建筑基础设计的几个问题[J].岳阳师范学院学报（自然科学版），2002年第15卷第1期：71-73.

作者简介：

刘爱军（1985—），男，工程师，本科，主要从事变电工程管理及设计技术工作。