变电站建筑结构基础地基处理技术研究

变电站建筑结构基础地基处理技术研究

冯廷康

身份证号： 520203199612052438

摘要：变电站作为电力系统的重要组成部分，其安全性和稳定性直接关系到整个电力系统的正常运行。因此，变电站建筑结构的设计与施工具有极高的技术要求和严格的施工标准。地基处理作为变电站建筑结构设计的关键环节，对变电站的安全性和稳定性起着决定性的作用。因此，本文通过对变电站建筑结构基础地基施工特点进行了分析，提出了几种地基处理技术，以期能够为变电站的设计与施工提供理论支持和实践指导。

关键词：变电站；建筑结构；特点；地基处理技术

引言

地基处理是指通过一系列技术措施，改善地基土的工程性质，提高地基的承载力和稳定性，以满足建筑物对地基的要求。地基处理技术包括前期勘查、基坑支护、桩基控制、基坑排水等。这些技术在实际工程中应根据地质条件、工程要求和经济性等因素进行合理选择和组合。

1变电站建筑结构基础地基施工特点

1.1大型设备基础

变电站内主要设备如变压器、开关柜等体积巨大、重量极大,单台设备重达上百吨。这些大型设备的基础需要承受超大的静荷载,对基础地基的承载能力提出了极高的要求。同时,这些设备还会产生振动荷载,给基础地基的抗振性能带来严峻挑战。

图 1变电站的基本结构

1.2复杂的地质条件

变电站选址通常位于郊区或偏远地区,地质条件复杂多变,常见软弱土层、岩石层、地下水等不利因素,给基础地基的处理和稳定性带来很大困难。此外,一些地区还存在地震、滑坡等自然灾害隐患,基础地基必须具备良好的抗震性和抗滑稳定性。

1.3恶劣的施工环境

变电站建设通常位于偏远山区或农村地区,交通不便,资源供给受限,施工环境恶劣。同时,变电站建设受电网调度的严格要求,施工时间受限,对施工进度和质量控制提出了严苛考验。

2变电站建筑结构基础地基处理技术

2.1前期勘查技术

首先，是地质勘查。地质勘查是前期勘查的基础性工作,通过对场地地层结构、岩土性质、地下水位、地质构造等因素的全面调查,为后续的地基处理提供必要的依据。这包括开展钻孔取样、地质剖面测量、地质构造分析等,以全面掌握场地的地质条件。

其次，是勘探测试。在地质勘查的基础上,需要开展各种勘探测试,如标准贫试验、动力触探试验、孔隙水压力测试等,进一步了解土壤的物理力学性质,为合理选择地基处理方案提供依据。这些试验可以准确测定土体的抗剪强度、压缩性、渗透性等参数,为后续的地基设计提供关键数据。

此外，进行地质灾害评估。除了常规的地质勘查和勘探测试,还需要对变电站场地的地质灾害隐患进行评估,如滑坡、泥石流、地震等,并提出相应的预防和治理措施。这有助于识别场地存在的潜在风险,为后续的防灾减灾工作提供依据。

最后，进行环境影响评估。变电站建设不仅会对场地环境产生影响,反过来场地环境条件也会影响变电站的建设和运行。因此,需要对场地的环境因素进行全面评估,包括气候、水文、生态等,为后续的环境保护措施提供依据。这有助于确保变电站建设与当地环境的协调发展。

2.2基坑支护技术

首先，挡土墙支护。挡土墙支护适用于地质条件较好、基坑浅的场地。其通过设置钢筋混凝土或砌体挡土墙,配合适当的支撑体系,可有效抑制基坑边坡的变形和失稳。该方式结构简单,施工便捷,但对基坑深度和地质条件有一定限制。

其次，钢板桩支护。钢板桩支护适用于地质条件较差、基坑较深的场地。其通过设置钢板桩围护基坑边坡,利用桩身的刚度和桩间的支撑作用来维持基坑稳定。该方式适用性广,可应用于各种地质条件,但施工难度较大,成本较高。

此外，锚杆支护。锚杆支护适用于地质条件较好、基坑较深的场地。其通过在基坑边坡设置锚杆,利用锚杆与边坡的摩擦力来抑制边坡变形。该方式可有效控制基坑变形,但需要合理设计锚杆参数,并注重施工质量控制。

最后，土钉墙支护。土钉墙支护适用于地质条件较差、基坑较深的场地。其通过在基坑边坡设置土钉,利用土钉与边坡的粘聚力来维持边坡稳定。该方式可应用于各种地质条件,但施工难度较大,需要专业的设计和施工团队。

图 2变电站建筑基础处理

2.3桩基控制技术

首先，变电站主体建筑物如主控楼、无功补偿装置等承受较大的垂直恒荷载、活荷载以及由电流通过产生的电磁力、短路电流等动力荷载,对基础的承载能力要求极高。因此,采用桩基础可以显著提高基础的整体承载能力,有效防止不均匀沉降,从而确保变电站设备的安全运行。

其次，在桩基施工工艺方面,钻孔灌注桩是变电站桩基的主要形式。该工艺包括定位放线、钻孔、制作及下入钢筋笼、灌注混凝土等环节。其中,钻孔时需采用冲击钻或反循环钻进行,并及时清理孔底,防止渗水和返浆;混凝土浇筑前需对钢筋笼的位置、垂直度等进行检查,并采用分层浇筑的方式,严格控制混凝土质量。

此外，桩基质量控制是确保变电站建筑结构安全的重中之重。在桩基施工过程中,基坑开挖是先决工序,开挖面的平整度和基坑尺寸的准确性将直接影响后续桩身的垂直度。为此,需对基坑四周设置临时支护,并对开挖面进行夯实处理,确保开挖面的平整度和稳定性。在桩身施工过程中,需严格控制钢筋笼的加工和绑扎质量,保证钢筋笼的整体性和位置精度;同时针对不同类型的桩身采取相应的混凝土浇筑方式,如分层浇筑、振捣密实等,确保混凝土的均匀性和密实度，全面保证桩基的质量和使用寿命。

2.4基坑排水技术

基坑排水技术主要包括明排水和暗排水两种方式。明排水是指在基坑开挖过程中,通过在基坑周边设置排水沟或集水井,将基坑内的地下水和雨水排出,降低基坑内的水位。这种方法施工简单、效果明显,适用于地下水位较低、土质较好的地区。但在地下水位较高、土质疏松的地区,明排水容易引起基坑周边土体的流失和塌方,对基坑稳定性构成威胁。

暗排水则是在基坑开挖前,通过在基坑周边设置渗水井、管井或射水井等,将地下水引入井内,再通过抽水设备将其排出,从而降低基坑周边的地下水位。暗排水可有效降低基坑内的水压力,减小基坑周边土体的渗流压力,提高基坑稳定性。但暗排水施工工艺相对复杂,成本较高,适用于地下水丰富、土质疏松的地区。

在实际工程中,基坑排水技术的选择需要综合考虑地质条件、施工环境、工期要求等因素。对于地下水位较高、土质疏松的地区,宜优先采用暗排水技术,必要时可与明排水技术联合使用。对于地下水位较低、土质较好的地区,可采用明排水技术。

为确保基坑排水的效果,在施工过程中还需注意以下几点:

（1）做好基坑排水的施工组织设计,合理布置排水设施,确保排水效果。

（2）加强基坑排水的施工管理,严格控制排水速率和水位,避免引起基坑周边土体的流失和塌方。

（3）做好基坑排水的监测工作,及时掌握基坑内外水位变化情况,发现问题及时处理。

（4）基坑排水施工完成后,应及时进行回填和压实,避免基坑周边土体松散引起地面沉降。

3总结

综上所述，变电站建筑结构基础地基处理技术是确保变电站安全性和稳定性的关键。通过对地质勘察、地基评价、处理方案设计及施工质量控制等方面的研究，可以有效提高地基的承载力和稳定性，为变电站的正常运行提供保障。未来随着科技的进步和工程实践的发展，地基处理技术将不断创新和完善，为变电站设计与施工提供更为可靠的技术支持。

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