雒億平 ,鄧永婕1, ,茍娟霞
1.蘭州理工大學(xué),甘肅 蘭州 730070
2.蘭州超高壓輸變電公司,甘肅 蘭州 730070
蘭州超高壓電網(wǎng)作為甘肅電網(wǎng)的核心,西北電網(wǎng)的負(fù)荷中心,變電站主要以330KV及以上電壓等級(jí)的變電站組成,近年來(lái)又承建了白銀變和永登變等幾個(gè)750KV變電站,在750KV變電站建設(shè)中,我們采用了較為先進(jìn)的GIS設(shè)備,為以后變電站的正常運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),在GIS設(shè)備基礎(chǔ)建設(shè)中碰到了一些棘手的難題,其中大體積砼裂縫和變形以及濕陷性黃土研究就成為兩個(gè)重要課題。
由于GIS設(shè)備本身自重較大、占地面積較大,這就造成750kVGIS設(shè)備基礎(chǔ)除了具備常規(guī)鋼筋砼設(shè)備基礎(chǔ)所具有的特點(diǎn)外,還具有以下特點(diǎn)。
1) 750kVGIS設(shè)備基礎(chǔ)幾何尺寸較大,結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、砼方量大,對(duì)于這類大體積砼結(jié)構(gòu),由外荷載引起裂縫的可能性較小,但由于水泥水化過(guò)程中釋放的水化熱引起的溫度變化和砼收縮而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力是其產(chǎn)生裂縫的主要因素,這些裂縫會(huì)給工程帶來(lái)不同程度的危害,以至于必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施,控制溫度差值,解決溫度應(yīng)力并控制裂縫的開展。
2)750kVGIS設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋件敷設(shè)數(shù)量多,要求高,所有埋件頂面高差不得超過(guò)±2mm,水平誤差不得超過(guò)±5mm,這對(duì)埋件的敷設(shè),標(biāo)高的測(cè)量,鋼結(jié)構(gòu)的焊接都提出了較高的要求。
因此,750kVGIS設(shè)備基礎(chǔ)除了具備常規(guī)鋼筋砼設(shè)備基礎(chǔ)所具有的特點(diǎn)外,還具有幾何尺寸大,結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、砼量大等特點(diǎn)。施工難點(diǎn)主要是基礎(chǔ)預(yù)埋件安裝要求高(要求埋件軸線誤差不超過(guò)5mm,頂面誤差不超過(guò)2mm)和控制大體積砼的水化熱溫度。
應(yīng)對(duì)大體積砼裂縫產(chǎn)生的原因,首先應(yīng)該降低砼在澆筑過(guò)程中的內(nèi)外溫差,其次應(yīng)改善邊界條件來(lái)減少裂縫的產(chǎn)生。要降低砼內(nèi)外溫差,第一,可以通過(guò)使用減水劑及粉煤灰等摻和料來(lái)降低水化熱或延長(zhǎng)水化熱釋放時(shí)間,從而提高內(nèi)外熱交換時(shí)間,最終實(shí)現(xiàn)減低內(nèi)外溫差的目的;第二,在基礎(chǔ)澆筑過(guò)程中我們可以在拌合砼過(guò)程中用冰水拌合,這樣冰水可以吸收一部分水化熱,從而減低內(nèi)外溫差;第三,當(dāng)施工完成后可以在砼覆蓋草墊或聚乙烯等保溫材料并給表面灑水,這樣可以減小內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力,同時(shí)還可以減少干縮徐變產(chǎn)生的裂縫。要改善邊界條件,可以提高基礎(chǔ)邊界的強(qiáng)度,我們可以采用夯實(shí)法或固結(jié)灌漿等方法來(lái)提高基礎(chǔ)邊界的強(qiáng)度。
黃土作為一種非線性材料,在濕陷性黃土地基中,由于地表排水不暢造成素土、雜填土受水后變形較大,其下的濕陷性黃土浸水后又產(chǎn)生局部濕陷性變形,從而加劇了地基土的不均勻沉降,導(dǎo)致柱基礎(chǔ)下灰土墊層拉裂,引起建筑物墻面及地面局部開裂,嚴(yán)重影響建筑物的正常使用。因此我們可以采用高壓噴射注漿法、樁基加固法以及地基土體卸載法等手段來(lái)降低濕陷性黃土地基沉降,首先,高壓噴射注漿法能把能量大, 速度快的噴射流連續(xù)集中地作用在土體上, 使注人的漿液和土拌合凝固為新的固結(jié)體,以提高地基強(qiáng)度, 達(dá)到改良地基的效果。此方法較為簡(jiǎn)單, 但用此方法處理既有建筑地基時(shí), 很可能在固結(jié)過(guò)程中對(duì)地基產(chǎn)生附加變形, 使地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空或局部脫空現(xiàn)象, 能否有效地控制固結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)的沉降量,把握不大。其次,樁基加固法將主變壓器基礎(chǔ)及散熱器基礎(chǔ)通過(guò)樁基把上部荷載直接傳到壓縮性小, 強(qiáng)度高的密實(shí)土層, 以滿足承載力和變形的要求,這一方法是比較安全穩(wěn)妥的做法,但該方法施工較為復(fù)雜,因?yàn)闃痘┕r(shí)有可能對(duì)原基礎(chǔ)及設(shè)備造成影響, 為將影響降到最低, 施工需采取一系列措施, 如對(duì)稱分組錯(cuò)開施工對(duì)原基礎(chǔ)作支撐保護(hù)等。最后,地基土體卸載法由于變電站基礎(chǔ)下回填土回填的時(shí)間較長(zhǎng),其在自重作用下的變形已基本完成, 在基底附加應(yīng)力作用下回填土原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化, 從而引起新的變形。本方法通過(guò)加大基礎(chǔ)底面積, 減少基底附加應(yīng)力, 以滿足地基承載力的要求,并達(dá)到減少基礎(chǔ)沉降的目的, 同時(shí)把主變壓器基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)成整體, 增強(qiáng)整體剛度, 從而排除兩基礎(chǔ)沉降不一致的可能性。具體的做法是在主變壓器基礎(chǔ)的四周, 與基礎(chǔ)底面平齊處設(shè)置一邊梁,截面為米, 邊梁通過(guò)植筋與原主變基礎(chǔ)緊密結(jié)合, 同時(shí)做一根足夠剛度的肋梁將主變基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)連成一體 。本方案主要優(yōu)點(diǎn)安全可靠。施工時(shí)不擾動(dòng)基礎(chǔ)底面以下的地基, 因而對(duì)原有地基不會(huì)造成任何不良影響施工簡(jiǎn)便。施工工藝與一般的地梁澆注基本相同。
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