关于变电站基础设计及地基处理探究芦建新

关于变电站基础设计及地基处理探究芦建新

芦建新陈楠

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司内蒙古呼和浩特010010）

摘要：变电站是我国电力系统自动化实现的基础设施，是国家电力系统的基本组成部分。如果变电站出现问题，会使得变电站本身区域无法正常供电，关联区域也会处于异常状态。变电站工程质量高低直接关系着国家经济发展和人民日常生活，基于此，本文对变电站地基处理及基础设计常见问题进行研究，探讨变电站地基基础设计的方法。

关键词：变电站；基础设计；地基处理

电力系统中，变电站是非常重要的组成部分之一，它的主要功能是实现电能的分配、调度以及传输控制等。它为国家经济的发展以及人民的生活提供了有效的电力保障，同时也维护了电力系统的安全、稳定。因此，要确保变电站功能的实现，必须要建设高质量高水平的变电站。

1变电站地基处理

1.1变电站地基基础处理的重要性

整个变电站土建工程具有多道工序，地基基础处理是变电站施工的最重要的环节，它不仅是首要的施工工序，而且承担着整个变电站施工的关键作用，决定着变电站的建筑及设备的安全和质量，在我国现阶段的变电站施工过程中，由于工期、设计、人员、费用等诸多因素，变电站的地基基础处理没有得到设计人员足够的重视，这也就导致了变电站在运行及改扩建过程中暴露了诸多的质量问题。因此，变电站工程的地基基础处理具有非常重要的作用。

1.2变电站地基基础存在的问题

1.2.1不良地基的问题

变电站在送变电工程中的作用是变换电压，分配用电量。为了减少传输过程中的耗损，变电站应尽可能的靠近用电量多的地方，才能保证更有效率的用电，电压才不会互相影响。而变电站站址的选择就是根据输变电系统的需要，在网络中的某个区域布点。站址选择时应严格遵循“变电站的建设应符合国家相关土地使用政策，尽量利用原有荒地、坡地、劣地，已有大型溶洞、泥石流、矿产、滑坡等地质灾害的地段不得进行变电站的建设”和“站址的选择还应根据电力系统的规划设计网络结构、城乡规划、征地拆迁、电力通道以及负荷分布等要求全面综合考虑”的有关规定。而有时所选区域的变电站的站址的地形、地质条件往往不受人为因素影响，有时所选站区区域比较特殊，如地质条件差、地形起伏大，对变电站的建（构）筑物的建设条件不是很理想，应采取有效的措施，进行地基处理。

1.2.2变电站改扩建的问题

变电站在改扩建过程中，一般情况下上部结构或者新上设备会导致荷载增大，且新设备的使用对变形的要求更加严格，而旧设备及基础的拆除，极有可能扰动到地基内部的土层，这会进一步的减弱整个地基的承载能力，原本尚属良好的地基，也极有可能在新的条件下不能满足上部结构及设备的要求。这不仅仅会影响到整个变电站改扩建的工程质量，而且还可能会发生设备及人员的安全事故。

1.2.3排水防水的问题

由于地下水的存在，地基基础易出现地下积水问题，会对地基基础造成极为严重的危害。如果不对地基进行必要的处理，地基的内部就会进水，进而导致地基的处理工作变得非常困难，对地基基础的施工质量也必然会造成着重要的影响。所以，一定要做好地基的排水和防水措施，确保地基的基坑没有积水，还要将地基表层部分的松软土层清除干净。

2基础的设计方法

2.1设计要求

地基基础的设计必须由设计单位来提出具体的要求，同时需要对现场的地质报告进行分析论证，不能盲目的套用图纸。如果地基存在问题，必须对地基进行加固处理，防止地基发生变形，影响施工的正常进行以及后续建筑物及设备的正常使用。并且不允许用大型基础断面承受地基上部的结构受到的荷载，因为无论基础断面多大，它与上部结构相比，基础都是比较柔软的一方。因此，我们在进行基础设计时应使地基处理与基础选型相结合，充分考虑实际情况。

2.2地基选型

由于变电站属于特殊的建（构）筑物，对变电站中的建筑物、设备及及支架按照其特点和功能采用不同的基础形式进行设计，此外，必须考虑施工现场及材料供应的情况，而且还要考虑其所能承受的荷载和抗震性等。在设计时，要保证基础的形式与上部结构及设备相协调，使得建筑和设备能充分发挥作用，实现其功能。

2.2.1建筑物基础

配电楼系统的主体结构型式必须所在地形及总平面布置，同时还要便于电气设备的运输和安装，方便电气设备之间的联接和电缆的敷设，方便变电站的运行管理，同时能够有效的利用空间。现阶段，配电楼的平面布置大体上遵循“一”字型组合，多层布置，一般为两层到三层布置，带半层地下室。配电楼内有数个平面单元，层数及高度不一，体量大小也不尽不同，它们之间的组合也比较复杂。通常情况下，地下半层多为电缆夹层，以电缆沟或电缆隧道向外延伸的一层为主变压器室、配电装置室、电容器室、辅助用房及检修工具间等，当然主变压器室也有室外的，二层布置接地变室、继电器室、断路器室等，形成多功能的多层综合配电楼。正是变电站配电楼内这种电气设备布置的特殊性，其对配电楼的基础设计就提出了更为严格的要求。

在对综合配电楼进行基础形式的选择时，要考虑是否存在电缆夹层。独立基础、条形基础和筏板式基础是综合配电楼常用的基础形式。在施工过程中，当基坑开挖至设计标高时，对基底土质严格进行钎探试验，当试验结果表明地基承载力满足设计要求时，进入下一道工序。若实验结果不满足设计要求时，必须对基础地基采取加固措施，采用碾压及夯实重锤夯实、换土垫层中的砂石垫层法以及置换及拌入中的高压喷射注浆法等。基础形式的选用需与地基处理结合考虑。

2.2.2变压器及其支架基础

变压器、构支架基础都属于独立基础，在满足地基稳定以及变形的前提下，基础尽量浅埋，且满足最小埋深0.5m的规范要求，基础底面应深入持力层，基础顶面高出室外地面部分尚应符合电气设备的要求。当设备基础处于易风化的岩层上，在基坑开挖后，应马上铺筑垫层；当下层的地基承载力低于上层时，基础应尽可能浅埋，充分的利用上部土层作为持力层；当上层和下层属于优质土层，而中间夹杂软弱土层的地基时，应根据软弱土层的相应厚度和荷载的大小来判定基础的埋置深度。当荷载较小、上部优质土层相对较厚时，应尽可能把持力层放在上部较好的土层；若有较薄且不均匀的软弱土层时，可对软弱地基进行局部处理，当荷载较大，而存在较厚的软弱土层时，可充分利用桩基础的方法，充分利用下部优质土层作为持力层。若变压器基础需要加固，且其处于工作当中，不能停止运行，又由于变压器基础施工场地小，施工时要求振动小，且不会对既有基础的稳定以及土层的液化带来危害，故可采用树根桩进行基础加固。

2.2.3围墙基础

围墙分布在变电站的四周，若围墙基础出现问题，可尝试采用砂石垫层的方法，围墙本身自重小，且上部不承受荷载，可采取砂石垫层的顶部和底部相同宽度，砂石垫层的宽度可沿基础的两边各放出20mm的做法，既能满足地基土应力扩散的要求，也比较经济。砂垫层厚度一般为1～2m，如果厚度小于0.5m，垫层作用不明显，垫层过厚，不经济。为防止围墙出现不均匀沉降，提高其整体性，可在基础顶端设置一道钢筋混凝土地圈梁，地圈梁宽度同围墙宽度，高200mm即可。

结语

综上所述，在变电站的实际建设中，在确定基础设计方案和地基处理方案时，应根据不同工程的实际情况，应以地质条件、处理的指标和范围、设计要求、工程进度、工程费用、材料来源、当地环境各个方面进行综合考虑、研究，科学的进行地基基础的设计。同时，在地基基础设计中不仅要了解施工的方法，还必须了解所采用方案的原理、技术指标以及质量的要求，提高地基基础设计的质量，切实有效的保证变电站工程的质量，保证电气设备的正常运行。

参考文献：

[1]李强.变电站土建基础设计及处理技术研究.大科技，2014（7）.

[2]林精锐.谈谈变电站建（构）筑物基础的设计及地基处理[J].城市建设理论研究（电子版），2012.