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变电站工程基础处理的优化

引言


基础处理是工程现场优化的重要环节之一。基础处理的难度和工程量直接关系到现场选择的合理性。对于变电站工程基础处理的优化,首先要调查了解工程的各种条件,结合工程地形、地貌和岩土工程地质条件,本着因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源的原则,选择合适的工程基础处理方案,分别进行技术经济分析比较,选择最佳的基础处理方案,力求技术先进、经济合理、环保节能、施工方便、工期缩短等要求。


1.变电站基础问题


1.1不良地基问题


变电站在输变电工程中的作用是改变电压,分配用电量。为了减少传输过程中的损耗,变电站应尽可能靠近用电量大的地方,以确保用电效率更高,电压不会相互影响。变电站站址的选择是根据输变电系统的需要,在网络中的某一区域布点。选址应严格遵循“变电站建设应符合国家有关土地使用政策,尽量利用原荒地、坡地、劣势、大型溶洞、泥石流、矿产、滑坡等地质灾害区域不得进行变电站建设”和“网站选址也应根据电力系统规划设计网络结构、城乡规划、征地拆迁、电力通道和负荷分布要求”的有关规定。有时变电站所选区域的地形和地质条件往往不受人为因素的影响,有时所选区域相对特殊,如地质条件差、地形起伏大,变电站(结构)建筑施工条件不理想,应采取有效措施进行基础处理。


1.2变电站改扩建问题


变电站在改扩建过程中,一般上部结构或新设备会导致负荷增加,新设备使用变形要求更严格,旧设备和基础拆除,可能干扰基础内部土层,进一步削弱整个基础承载能力,基础良好,也可能在新条件下不能满足上部结构和设备的要求。这不仅会影响整个变电站改扩建的工程质量,还会发生设备和人员的安全事故。


1.3排水防水问题


由于地下水的存在,地基容易出现地下积水问题,会对地基造成极其严重的危害。如果不对地基进行必要的处理,地基内部会进水,导致地基处理非常困难,必然对地基施工质量产生重要影响。因此,必须采取地基排水防水措施,确保地基基坑无积水,清除地基表面的软土层。


2.优化变电站地基处理


2.1强夯法


强夯法对设备的要求特别简单,不仅节约了材料,成本低,而且工期短,使其得到了广泛的应用。但是这种方法在加固软粘土地基时效果不是很好。大量实践证明,当压实功能和各种条件相同时,如果粘土含水量过小,土壤不易压实;相反,如果土壤过湿,就会出现软弹性现象(俗称“橡胶土”),不能很好地压实土壤。但是,如果选择合适的夯击能、科学的加固工艺和排水条件,使土壤的含水量达到最佳,仍然可以达到良好的加固效果。


2.2换填法


如果建筑物的地基土体相对较弱,不能满足荷载对强度和变形的要求,这种情况通常可以通过换填来处理。具体实施中有以下几种情况。(1)挖。即挖掘基础表面的软土层,将基础埋在承载力较大的土层上。这种方法主要用于软土层不厚或上部结构荷载不大的情况下。(2)填。如果软土层很厚,需要大面积加固,可以直接回填一定厚度的好土、砂石、矿石等。在原有的软土层上。(3)换。这种方法是将挖掘和填充两种方法结合起来,也就是通常所说的换土垫层法。主要内容是在施工过程中,先挖出基础下一定范围内的软土,然后填充人工垫层作为支撑层。根据其回填材料的不同,可分为砂垫层、碎石垫层等。一般来说,换填法适用于拆除旧基础后的淤泥、素填土、膨胀土、淤泥质土、冻涨土、暗池、古井、古墓、坑洞的基础处理。土垫层的处理深度应根据具体建筑物的要求和基坑开挖的可能性等因素综合确定。


2.3水泥土搅拌法


水泥土搅拌法一般需要使用水泥等材料作为固化剂,在此基础上,借助特殊的搅拌机械,强制搅拌软土和固化剂,将原软土地基直接转化为具有一定完整性、水稳定性和强度的水泥加固土,提高整个地基的承载能力,达到降低沉降等特性变形的目的。在水泥土搅拌法处理不良地基的过程中,其处理深度可达8~12m,采用水泥土搅拌法处理软土时使用的加固剂一般可使用强度等级超过32.5级的普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩的桩径一般控制在500mm,其中心距约为1000mm。加固深度保持在10m左右。施工方法加固后,其地基承载能力可大于150kPa。对于站内的一般场地,需要采用分层碾压夯实的方法,要求压实系数达到0.95的要求。


2.4排水固结法


排水固结法是一种比较新颖的方法,其具体原理是在荷载作用下,水慢慢从软粘土地基中的孔隙排出,从而逐渐降低孔隙率,然后地基发生固结变形。同时,随着超静水压的缓慢消失,软粘土的有效应力逐渐增大,使基础土的强度逐渐增加,提高基础承载力,大大降低工后沉降的可能性。排水固结法包括加载预压法、超载预压法、砂井法等措施。该方法系统主要分为排水系统和加压系统两部分。其中,加压系统是为地基提供所需的固压,而排水系统是为了增加孔隙水的排放路径,缩短排水距离,从而改善地基原有天然排水系统的边界条件,大大加快地基土的排水固结过程。加压和排水系统是相互作用的整体。如果软土层薄或渗透性好,施工周期长,只能在地面铺设一定厚度的砂垫层,然后加载,土层中的水分会流入砂垫层,最终排出。如果工程软土层透水性差,可在基础上设置砂井等垂直排水体,与地面排水砂垫层连接,形成垂直、水平排水系统。


结语


在过去的变电站施工过程中,由于填土层处理不良等问题,变电站建筑在日常运行过程中容易出现建筑物或地板开裂,直接影响整个变电站系统的运行稳定性和安全性。这也要求相关变电站设计人员充分重视变电站的填土基础处理,需要科学设计变电站,有效控制工期,只有在此基础上采取适当的施工方法,才能保证整个工程的施工质量,为变电站的后续运行奠定良好的基础,促进我国电力产业的进一步发展。


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