【摘要】針對(duì)已完工的某湖區(qū)軟土地基變電站建構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理方案進(jìn)行對(duì)比分析,就湖區(qū)軟土地基設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題以及施工要求提出初步見解,供同行從科研、設(shè)計(jì)、施工和管理等方面參考。
【關(guān)鍵詞】軟土地基;湖區(qū);基礎(chǔ)處理;沉降
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.045
1、工程建設(shè)條件
某220kV變電站位于益陽(yáng)市大通湖區(qū),根據(jù)鉆探揭露,場(chǎng)地內(nèi)埋藏的地層情況詳下表。
該區(qū)內(nèi)地層富水性強(qiáng),主要為湖水補(bǔ)給,其次為大氣降水補(bǔ)給,水位埋深較淺,深度為1.00~1.40m,相當(dāng)于標(biāo)高24.15~24.58m。根據(jù)工藝要求及交通運(yùn)輸?shù)纫蛩?,?chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高為27.0m。巖土層主要參數(shù)詳下表。
2、設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析
由以上數(shù)據(jù)分析,可得出以下結(jié)論:
(1)站址屬于典型的湖區(qū)軟土地基,軟弱土平均厚度達(dá)17.0m。
(2)上覆土層承載力較低,壓縮模量較低,超載大時(shí)將產(chǎn)生較大沉降量。
(3)穩(wěn)定水位較高,僅位于終平地面以下2.5m深處。
可研階段方案是重要建構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁處理,其他基礎(chǔ)采用毛石混凝土換填處理。該方案較為保守,造價(jià)較高,且考慮到場(chǎng)地回填了約1.5m高超載,場(chǎng)內(nèi)道路和電纜溝等需做相應(yīng)處理才能保證施工質(zhì)量。
根據(jù)以往工程案例,部分建于湖區(qū)的多層建筑物采用砂石換填后,只要控制其沉降量在合理范圍,歷經(jīng)數(shù)十年后主體質(zhì)量良好,僅是均勻沉降。
部分軟土地基變電站運(yùn)行后反饋,主要建構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用樁基處理后,忽略了電纜溝、室內(nèi)地面等項(xiàng)目進(jìn)一步處理,差異沉降造成電纜溝內(nèi)電纜拉斷、地面沉陷、柜體傾斜和軟母線拉斷等嚴(yán)重事故。
經(jīng)討論決定,主要采用級(jí)配砂石換填處理方案進(jìn)行地基處理,該方案相對(duì)可研方案,施工周期短,效果可控易于檢查,整體造價(jià)低。同時(shí),為了控制沉降量不對(duì)電氣設(shè)備安裝和運(yùn)行造成影響,盡量設(shè)置電氣軟連接,電氣連接部分設(shè)置部分裕量適應(yīng)沉降變形。具體基礎(chǔ)處理措施詳見下表。
施工時(shí)應(yīng)滿足以下要求:
(1)采用機(jī)械開挖土方時(shí),保持坑底土體原狀結(jié)構(gòu),在基坑底留200~300mm厚保護(hù)土層,再由人工挖掘修整。
(2)土方開挖過程中,基坑周圍地面應(yīng)進(jìn)行防水、排水處理,嚴(yán)防雨水等地面水浸入基坑。在冬季、雨季、汛期施工時(shí),注意氣候、降雨、降溫等預(yù)報(bào),按施工方案要求做好必要的安全防護(hù)措施。
(3)基坑底面尺寸根據(jù)換填地基設(shè)計(jì)要求,按換填厚度(h)考慮18°~20°擴(kuò)散角每邊擴(kuò)出h×tgθ,且滿足以下要求:h=1.0m,b=0.35~0.5m(每邊擴(kuò)出);h=1.5m,b=0.5~0.6m;h=2.0m,b=0.6~0.8m。
(4)基坑開挖完成后,及時(shí)清底驗(yàn)槽,減少暴露時(shí)間和受水浸泡,削弱地基承載力。當(dāng)?shù)叵滤疂B出時(shí),采用水中換填砂礫(碎)石 ,插入震搗方式施工。
(5)基坑驗(yàn)槽后,立即鋪設(shè)土工布(300g/m2)隔離土層并回填砂礫(碎)石墊層,分層夯實(shí),每層厚250~300mm。
(6)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完成后,應(yīng)及時(shí)在基礎(chǔ)和坑壁之間進(jìn)行回填?;靥钔涟磮D紙要求的填料,分層回填夯實(shí),滿足設(shè)計(jì)密實(shí)度要求。
(7)根據(jù)有關(guān)規(guī)范與國(guó)內(nèi)施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)按標(biāo)準(zhǔn)完成的砂礫(碎)石換填墊層,其承載力特征值一般為200~250kpa,應(yīng)不低于150~200kpa。
(8)其它各種支架基礎(chǔ)等,不允許直接在基坑澆筑混凝土,要求至少設(shè)置500厚砂石墊層。
3、施工過程控制及后期監(jiān)測(cè)情況
現(xiàn)場(chǎng)地基驗(yàn)槽和基礎(chǔ)處理均派駐設(shè)計(jì)和地勘人員現(xiàn)場(chǎng)工代,確保按圖施工。要求現(xiàn)場(chǎng)做好沉降觀測(cè)記錄,及時(shí)分析總結(jié)。從累計(jì)觀測(cè)記錄來看,最大累計(jì)沉降量為15mm,相對(duì)最大沉降差為5mm,均在規(guī)范范圍內(nèi)。土建交安時(shí),除發(fā)現(xiàn)主控制室和配電室房間有局部小裂縫外,未發(fā)現(xiàn)明顯的下沉破壞。后期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行回訪,均未發(fā)現(xiàn)明顯的沉降破壞,設(shè)備運(yùn)行正常。
結(jié)論:
綜上所述,通過合理地優(yōu)化地基處理方案,有效地控制了湖區(qū)軟土地基建構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理的沉降量。本工程砂石換填地基處理方案費(fèi)用約97萬(wàn)元,可研方案約214萬(wàn)元,減少了約117萬(wàn)元,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。
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作者簡(jiǎn)介:
劉愛軍(1985—),男,工程師,本科,主要從事變電工程管理及設(shè)計(jì)技術(shù)工作。