林宏峰
肇慶粵能電力設(shè)計有限公司
淺析變電站土建基礎(chǔ)設(shè)計中的處理技術(shù)
林宏峰
肇慶粵能電力設(shè)計有限公司
在變電站設(shè)計和施工中,土建基礎(chǔ)設(shè)計和處理是一個關(guān)鍵的工程,提高變電站的質(zhì)量和使用性能起著重要的作用。本文根據(jù)實例闡述了變電站土建基礎(chǔ)設(shè)計和處理技術(shù)。
變電站;土建;基礎(chǔ);地基;換填;強夯
某變電站場址長為64m,寬為47m,擬建建、(構(gòu))筑物主要有生產(chǎn)配電綜合樓、主變基礎(chǔ)及油坑、水泵房、消防水池、事故油池、獨立避雷針、主變防火墻、消防小室、化糞池、站內(nèi)道路、輕質(zhì)折疊有軌大門、進站公路。擬建場地采用獨立樁基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ),預(yù)計基礎(chǔ)埋深至基巖中風(fēng)化約3.40~12.00m
場地周邊未見有江和河、湖等水體通過,勘察場區(qū)位于斜坡一帶,場地原來地形較平緩,現(xiàn)整個場地上部土層為修建半山逸城B 區(qū)建筑開挖山體后形成的棄渣堆放, 成分為砂質(zhì)泥巖、砂巖碎塊石夾粉質(zhì)粘土及建筑施工棄渣;下覆基巖為砂質(zhì)泥巖、砂巖。地下水主要受大氣降水補給為主,地下水隨季節(jié)性變化而變化,水文地質(zhì)條件簡單。擬建場地土層主要由第四系人工填土層(Q4me)和白堊系下統(tǒng)蒼溪組((K1c)兩部分組成。人工填土層(Q4me)為主要為修建半山逸城B 區(qū)建筑及山體開挖堆積的棄渣,基巖為白堊系下統(tǒng)蒼溪組(K1c)為砂質(zhì)泥巖、砂巖。人工填土層(Q4me)石質(zhì)成分主要為強、中風(fēng)化砂巖及砂質(zhì)泥巖。該層分布于整個勘察區(qū),堆積層主要是北西部修建半山逸城B 區(qū)時開挖后的棄渣等堆填而成。據(jù)鉆探揭露該層塊石含量約占10%, 碎石含量約占25%, 角礫及砂粒含量約占15%,余為粉、粘粒等, 揭露厚度達4.50m (ZK03)~10.00m(ZK05)。
建筑物所采用的基礎(chǔ)形式,不僅要考慮到建筑結(jié)構(gòu)所傳下來的荷載大小,而且要考慮變電站地址的地質(zhì)情況,通常情況下可以使用樁基礎(chǔ)和獨立基礎(chǔ), 但很少使用條形基礎(chǔ)和筏式基礎(chǔ)。依據(jù)變電站所在地的地質(zhì)情況來確定具體的處理方案,若地區(qū)的地基情況較好,則可以使用天然地基;若該地的填土層較厚時,則可以對其使用強夯法進行處理;若該地有厚度較大的淤泥層時,則可以考慮使用預(yù)壓法、灌注樁、管樁、水泥土攪拌樁等方法進行處理。
通過地面調(diào)查、鉆探、室內(nèi)試驗及資料綜合分析:場地內(nèi)分布的第四系人工填土層連續(xù)分布,承載力低,不能選作基礎(chǔ)持力層;強風(fēng)化基巖巖體破碎,巖質(zhì)軟,風(fēng)化裂隙較發(fā)育,承載力相對較低,因此強風(fēng)化巖層不宜作基礎(chǔ)持力層;中風(fēng)化砂巖、砂質(zhì)泥巖,巖體較完整,承載力相對較高,是場地建筑物較理想的基礎(chǔ)持力層。
根據(jù)擬建場地巖、土體工程地質(zhì)特征,結(jié)合擬建建筑物的結(jié)構(gòu)、場地地基基礎(chǔ)持力層的工程地質(zhì)特征,建議擬建建筑物基礎(chǔ)形式以獨立柱基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)為主,樁基礎(chǔ)應(yīng)置于入中風(fēng)化基巖深度為3~5倍樁徑,另外可以采用板式基礎(chǔ),應(yīng)符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)有關(guān)規(guī)定;同時基礎(chǔ)應(yīng)穿過因爆破施工而破壞的巖體,選擇整體狀結(jié)構(gòu)、抗壓強度較高的巖體作為基礎(chǔ)持力層,以確?;A(chǔ)的穩(wěn)定性,其它技術(shù)要求嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。
生產(chǎn)配電綜合樓基巖埋深較大, 建議采用獨立柱基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)應(yīng)置于入中風(fēng)化基巖深度為3~5 倍樁徑,樁基持力層選在中風(fēng)化巖體中(嵌入一定深度內(nèi)),應(yīng)選在恰當(dāng)?shù)臉?biāo)高位置,同時應(yīng)確保基礎(chǔ)底面標(biāo)高相差值在允許范圍內(nèi),可采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁基礎(chǔ)。
通過勘察, 場區(qū)內(nèi)的鉆孔揭露堆積土約4.50~10.00m,根據(jù)甲方提供場地平整后的設(shè)計標(biāo)高為503.00~503.72m,至中風(fēng)化完整基巖約3.40~8.60m,如采用該層堆積層作擬建物的地基,建議應(yīng)先對堆積層進行分層碾壓、夯實處理或換填后再進行填筑。
4.1施工準(zhǔn)備
清除表層土30cm 后,平整場地,進行表層松散土碾壓,修筑施工便道。查明強夯場地范圍內(nèi)地下構(gòu)造物及管線的位置,確保安全距離及高程,并采取必要措施,防止因強夯施工造成破壞。測量放線,定出控制軸線、強夯施工場地邊線,并在不受強夯影響的地點,設(shè)置水準(zhǔn)基點。依據(jù)設(shè)計要求,通過試驗段施工,對夯前、夯后的地基土采用壓實度檢測、靜力觸探等方法進行檢測,驗證設(shè)計夯擊能、夯點間距、夯擊遍數(shù)是否能滿足地基承載力、地基壓實度達到設(shè)計要求,有效加固深度是否滿足設(shè)計要求,為砂土地基強夯處理提供施工技術(shù)參數(shù)和施工工藝方法。
4.2施工方法
(1)清表并平整施工現(xiàn)場,當(dāng)現(xiàn)場地基土軟弱時,預(yù)先鋪設(shè)砂石墊層50cm。
(2)夯錘進場后必須標(biāo)定夯錘重量,根據(jù)以下公式來確定落距:錘重(kN)×落距(m)=2000kN·m錘重(kN)×落距(m)=3000kN·m
(3)根據(jù)設(shè)計圖紙用白灰標(biāo)出第一遍夯點位置,夯點按正方形布置,間距為4m,在夯區(qū)2m 外布置護樁,確保第二遍夯點放樣準(zhǔn)確,并測量夯前原地表高程。
(4)起重機就位,夯錘置于夯點位置。
(5)測量夯前錘頂高程,按由外向內(nèi)、間隔跳打的原則進行夯擊。
(6)將夯錘吊到預(yù)定高度,開啟脫鉤裝置,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測量錘頂高程,若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘傾斜時,應(yīng)及時將坑底整平,重新進行夯擊。
(7)重復(fù)⑹步驟,按設(shè)計規(guī)定的夯擊次數(shù)(第一遍12 擊、第二遍10 擊)及控制標(biāo)準(zhǔn)(最后兩擊的平均夯沉量小于5cm)完成每一個夯點的夯擊。
(8)換夯點,重復(fù)步驟(4)~(7),完成第一遍全部夯點的夯擊施工。
(9)用推土機將夯坑填平,并測量平整后的地表高程。
(10)強夯第一遍到第二遍夯點之間應(yīng)不少于7d 間歇時間,如果產(chǎn)生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現(xiàn)較大隆起時,不能繼續(xù)夯擊,要等超孔隙水壓力大部分消散后,再夯下一遍。本試驗段無間歇時間,按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù),最后用設(shè)計規(guī)定的低能量(600kN ·m 和800kN·m)滿夯2 遍,每遍點2 擊。將場地表層松土夯實,下一夯擊點與前一夯擊點搭接長度為1/3 夯錘直徑,依次連續(xù)進行,直至滿夯結(jié)束,滿夯結(jié)束后測量夯后地表高程。
(11)采用靜力觸探方法測定復(fù)合地基承載力,設(shè)計要求大于200kPa,采用環(huán)刀法測定復(fù)合地基壓實度,設(shè)計要求達到93%,采用室內(nèi)土工試驗檢驗濕陷系數(shù)是否消失。試驗段取樣數(shù)不少于3 處,取土深度分別為50cm、100cm、150cm、200cm、250cm。
(12)強夯后,用砂石換填,先鋪0.3m 壓實,壓實后在鋪0.3m壓實, 以此方式換填1.5m 后采用平地機將地基土整平,再用大于22T 的重型振動壓路機碾壓至表面無輪跡, 壓實度達到設(shè)計要求。
綜上所述,在變電站土建施工中,基礎(chǔ)的設(shè)計和處理施工是十分重要的。對于基礎(chǔ)的設(shè)計需要根據(jù)地質(zhì)勘察的結(jié)果對地基基礎(chǔ)性質(zhì)進行勘察和研究, 以勘察結(jié)果為基礎(chǔ)選擇合理的基礎(chǔ)方式,遇到不良地質(zhì)情況需要根據(jù)實際情況采取合理的地基處理方法,保證地基的穩(wěn)定。
[1] 巫尚吉.變電站不良地基及處理方法[J].現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊),2011(08):94~95.