浅议变电站土建基础设计及处理技术

浅议变电站土建基础设计及处理技术

刘晓

（安阳优创电力设计院有限责任公司河南安阳455000）

摘要：变电站土建工程的质量关系到整体变电站运行的安全性，需要相关工作人员对其基础施工所处各种不良地质进行不断的分析研究，因地制宜，充分掌握所设计项目的施工工艺状况和站址地质概况，才能设计出合理化的处理技术方案，促使土建工程更好的服务于变电站的工作运行。

关键词：变电站；土建基础；设计；处理技术

1.变电站土建基础设计

1.1变电站土建中期工程设计

在进行中期工程设计的时候，其一，应该要将全局的站区规划做好，也要对地形地貌气候条件进行充分的考虑，按照实际的状况，将站区中的工艺布置做好，并且要重视站区生态平衡和周围环境，尽量在规划的过程中，对以后站区周边环境的发展、生态保护和人口流动进行充分考虑，从而实现可持续发展。

其二，站区的总体分布设计要对电气总平面实施充分考虑，既要对分区实施明确，也要坚持发展和节约的原则，利用站区中设施建筑的不一样的功能，把站区隔离分成不同的模块功能区，不仅可以满足相似功能区人员和集中工作的便捷交流，而且可以对整个站区进行合理紧凑的布置。

在将变电站的横竖向布局和总体规划完成之后，就能够实施变电站的方案构建工作。方案内容包括变电站的竖向功能分区、总体平面功能分区、水电供应系统、站址地基处理设计方案、消防系统和整体结构设计等方面。其中整体结构的设计要按照变电站的关键程度设计有关的结构强度和抗震级数等有关要求，功能分区不仅要确保有关设备的紧凑，而且要具备足够的应急空间和工作，而变电站最终设计结果既应该和周围环境和谐统一，还应该具备大方美观紧凑的特征。

1.2变电站土建施工设计和管理

此阶段就是把前期的设计结果转变成实际的建筑设施，是进行变电站土建方案的关键步骤。变电站最后的经济效益与施工质量有很大关系，要求方案设计人员和施工队伍实施充分的沟通交流，确保在进行施工的时候不产生施工工程和方案设计矛盾的状况。在进行施工的时候，要严格根据规定的规范标准或者流程实施，在土建结构地基处理和土建总平面布置等方面听取设计人员和有关部门的审查意见，要重视不同专业间沟通交流和建筑物的设计标准化，防止设计的失误，要构建质量信息的实时检查反馈更正和有关设计制度，优化施工质量的审查管理制度。

2.不良地基条件下基础的处理技术

2.1建筑基础的处理技术

变电站难免会在不良地质的地基上布置建筑物，因而在设计之前，要对所选站址的周边的地质进行全面的勘察，一旦勘察结果显示，整个站址的地基承载力难以跟设计的要求相满足，或者所选站址区域内填土较深，设计者则会有限考虑那些桩基础这类较为适合的基础，大多数情况下，独立基础以及条形基础是变电站的建筑物基础的两种主要形式，在开挖基础基坑时，一旦到达设计好的标高位置后，才能进行后续的施工。如果试验结果显示地基的承载力不符合设计的要求时，就需要做进一步的处理，处理的方法通常有五种，具体如下所述：

（1）对土方图以及地形图进行观察，一旦建筑基础所处位置的填土不深时，需要继续开挖，一直挖到老土以下的位置后，且跟设计持层力的要求相符时，就可以用片石跟强度为M10的水泥砂浆进行砌筑，使其满足设计的标高。

（2）当在条形基础上有地基承载力跟设计要求存在较小的差度时，要做好扩大基础底面积的演算工作，并按照演算的结果进行扩大工作，以便减小基底受到的压应力。

（3）在独立柱基础上，则能够对基底的标高进行降低，使其处于原土之下，此时，设计部门要及时的重新验算柱的结果，并对原来的设计进行修改。

（4）在局部基础位于软弱土层上时，短时间内难以对土层的厚度进行判断，为了有效提高地基的承载力，则可以使用挤密法。

（5）在建筑基础处于填土区填土较深的位置时，为了有效提高地基的承载力，则可以使用强夯法。

2.2变压器与构架基础的处理技术

尽管变电站建筑物中的变压器以及构架基础都是独立的基础，但两者上部的设备都跟管线相互连接，因此，要对其沉降范围进行控制，使其处于允许的范围内，根据相关的规范要求，通常将沉降控制在10mm以内。当建筑的基础处于不良地基位置上时，要按照实际施工的情况，可通过适当的增加一些片石垫层、扩大基底的面积或者是采用挤密桩法以及强夯法进行处理，而对于上文提到的桩基础，用于大部分基础位于深填土区时的处理。

2.3电缆沟与排水管道基础的处理技术

变电站建筑物中，电缆沟以及排水管道大部分都是条形基础，其具备上部结构长度长，但自重小的特点，所以，为了扩大基底的面积，则可以使用片石作为垫层。但如果整体的基础使用的都是此方法的话，则会增加工程的造价，通常情况下有三种较为合适的处理方法，具体如下所述：

（1）当基础建筑在1～4m厚的软弱土层上时，可以将一定范围内的软弱土层挖去，并使用一定配合比的灰土在含水量最佳的情况下进行分层回填，并做好夯实压实工作。在此期间，要控制好材料中所使用的石灰的用量，它的强度跟灰土的用量成正比关系增加，当超过了一定的限值以后，增长率会变小，经实践证明1：9比例的灰土只能发挥对土的改善与压实性能，2：8或是3：7比例的灰土是最优质选择的含灰比率，但具体情况还要考虑到石灰等级的影响。另一方面，在进行了人工压实后，若灰土垫层比例为3：7，则压实系数在0.97，干土重度大于14.5～15.0kN/W时，承载力要求在300kPa以上。若灰土垫层比例为2：8，则压实系数为0.97，干土重度大于14.8～15.5kN/W时，承载力要求在300kPa。在这里，土不但是作为填料而存在，并且还有效参与了化学反应，土里面的黏料、胶粒都具有一定的活性与胶结性，当其含土量越多，灰土的强度就越高。

然而根据相关的规程中要求，灰土垫层中的土粒的粒径不能大于15mm。而后对灰土的质量进行检验时，可以使用环刀对其进行取样，测定好干土的重度后，按其压实系数进行质量标准的确定，一般情况下为0.93～0.95，管道基础的压实系数为0.95，最小也要在0.90以上。

所填垫层的厚度一定要能满足对其上部结构压力的承载要求，依据沟槽的宽度来确定垫层的宽度，若是回填土或者淤土等区域，进行垫层处理的范围就要适当扩大。

（2）在软弱地质上建基础时，可以先挖去基坑下部或者全部的软弱土，而后将素土回填在其中，并做好分层压实施工，此方法通常用于对管径处于淤泥区域较小的基础处理。

（3）用砂与砂石对基础下进行垫层，垫层的宽度不但要考虑到应力扩散的要求，还要考虑到垫层侧面容许的承载力，如果垫层的宽度不足，可能发生基础大幅度沉降的现象。另外，垫层的材料必须选用级配良好且质地坚硬的，以充分发挥垫层的作用。

2.4围墙基础处理技术

在变电站的四周通常会有围墙分布，而挖土区的围墙的基础一般都比较的坚固，如果填土区的填土厚度较小，则可以在挡土墙上砌围墙，能够有效的节约土地，而反之，当填土的厚度较大时，则对于挡土墙的设计以及工艺的要求也就更高，这使得工程的造价也会有所增加。通常建议在设计过程中使用自然放坡的处理形式，为了整个围墙显得更加的美观，一般不宜砌在挡土墙上，处理方法可砌在填土区域，可用桩基础或地基梁。

3.结语

总而言之，在变电站土建施工中，基础的设计和处理施工是十分重要的，其可以提升变电站的施工质量。因此，必须加强变电站土建基础设计，并采取有效的处理技术，促使土建工程更好的服务于变电站的工作运行。

参考文献：

[1]田佳.变电站土建结构设计技术方案研究[J].工程建设与设计，2015（3）：63-65.