電力設(shè)備往往都對(duì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求較高，對(duì)沉降較為敏感，若變電站的地基承載力較差，為了保障設(shè)備的安全運(yùn)行，必須對(duì)地基進(jìn)行處理。管樁對(duì)單體較沉重的設(shè)備效果很好，穩(wěn)定性高且施工速度快，但工程造價(jià)較貴;強(qiáng)夯法對(duì)大面積的地基處理較為經(jīng)濟(jì)，且能滿足大部分小設(shè)備的要求。

　　當(dāng)建筑地基的承載力不足或壓縮性過大，不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可以針對(duì)不同地基，進(jìn)行處理。以增加地基土的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性;減少地基變形，提高地基承載力。進(jìn)行地基處理必須首先明確處理的目的，選擇合適的地基處理方法，并作好處理前的準(zhǔn)備工作和處理后的勘察鑒定工作。

　　一、地基處理的目的及前后工作

　　(一)、地基處理的目的

　　針對(duì)性質(zhì)不同的地基上，如軟土、濕陷性黃土、膨脹土、巖溶、滑移、液化等特殊地質(zhì)情況，采用不同的地基處理方法，以達(dá)到地基處理的目的。如：提高地基承載力;提高地基抗剪強(qiáng)度、防止地基產(chǎn)生過大的剪切變形，避免大面積土體滑動(dòng);改善土的壓縮性、減少地基變形;改善土的動(dòng)力特性、減輕或消除地震效應(yīng)、防止砂土液化;消除濕陷性黃土的濕陷性;防止膨脹土遇水膨脹，干旱收縮的性能;解決巖溶地區(qū)的溶溝、溶洞等危害。

　　(二)、地基處理前后工作

　　(1)處理前的準(zhǔn)備工作：收集和研究分析已有的巖土勘察報(bào)告;調(diào)查當(dāng)?shù)氐鼗A(chǔ)現(xiàn)狀和地基常用的有效方法;對(duì)地下水位要進(jìn)行深入調(diào)查了解;注意地基處理對(duì)鄰近建筑、地下設(shè)施、地下管道等的影響。

　　(2)處理后的勘察鑒定工作：所有經(jīng)過處理的的地基，必須進(jìn)行巖土工程勘察、重新提供設(shè)計(jì)所需的技術(shù)參數(shù);根據(jù)新的巖土工程勘察成果，鑒定地基處理的目的是否達(dá)到;然后在處理后的地基上進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

　　下面，結(jié)合筆者工作遇到的問題，分析幾個(gè)常用的地基處理辦法。

　　二、工程案例及原因分析

　　案例一：在某地區(qū)新建一110kV變電站，具體地質(zhì)情況為：上層為2m~3m厚度不等的人工填筑土層，地基承載力基本值f0=65kPa，主變?nèi)萘?0MVA，變壓器總重20000kg，主變基礎(chǔ)采用長(zhǎng)6米，寬4米，厚0.6米的獨(dú)立基礎(chǔ)，內(nèi)配Ф12@150雙層雙向鋼筋，基礎(chǔ)埋深1.5米，下設(shè)100厚C10混凝土墊層。經(jīng)沉降計(jì)算，最大沉降量超出設(shè)備技術(shù)要求，明顯不利于設(shè)備安全運(yùn)行，基礎(chǔ)只得重新處理。經(jīng)過幾種地基處理方案對(duì)比后，業(yè)主決定基礎(chǔ)采用12米Ф400(壁厚80)預(yù)制管樁，單樁設(shè)計(jì)承載力400kN。安裝結(jié)束觀測(cè)至今發(fā)現(xiàn)沉降很小。

　　案例二：某在建110kV變電站，變電場(chǎng)內(nèi)由于多為回填土，地基承載力過低，特別是不均勻沉降為設(shè)備的安全運(yùn)行帶來了隱患。為了提高地基承載力，解決不均勻沉降，業(yè)主決定以強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。具體地質(zhì)情況為：上層為4.5m~5.7m厚度不等的人工填筑土層，地基承載力基本值f0=60kpa，有較大的浸水附加沉陷量，以下為淤泥質(zhì)粘性粉土和細(xì)砂，厚度為0.8m~2.0m,采用150kN履帶起重機(jī)，錘重100kN，落距為18m，經(jīng)過夯擊后，地基承載力基本值f0=120~150kpa。

　　經(jīng)過分析研究，案例一工程由于地下水位的影響，軟土在含水量高時(shí)極易壓縮變形，從而引起主變基礎(chǔ)過大沉降，使用管樁能迅速有效地提高地基承載力,滿足設(shè)備的特殊要求;案例二工程是回填土地基，由于其成份復(fù)雜、成層有厚有薄、性質(zhì)也不相同，且無規(guī)律性，在大多數(shù)情況下，回填土地基需要經(jīng)過處理后才能作為結(jié)構(gòu)物地基。

　　三、 處理措施及設(shè)計(jì)對(duì)策

　　(一)、管樁基礎(chǔ)

　　案例一采用的是管樁基礎(chǔ)。管樁是專業(yè)工廠里采用先張法預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝，經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)而制成的一種空心圓簡(jiǎn)體的等截面構(gòu)件，運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)后，通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)。管樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實(shí)的砂層，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境與地理?xiàng)l件。

　　1、PHC樁的優(yōu)越性

　　(1)PHC樁的單樁承載力高，單位承載力價(jià)格便宜。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，具有高強(qiáng)性能，φ600的PHC樁的單樁允許承載力達(dá)到2500～3200KN?？勺鳛楦邔印⒊邔咏ㄖ幕A(chǔ)。其單位承載力的造價(jià)比預(yù)制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低。

　　(2)抗彎性能好。PHC樁選用高強(qiáng)度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力主筋，使樁身具有較高的預(yù)壓應(yīng)力，其抗彎性能良好。

　　(3)質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式，能利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備，質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證。

　　(4)應(yīng)用范圍廣。工廠生產(chǎn)、商品供應(yīng)，可以有不同的規(guī)格，長(zhǎng)度供選擇，使設(shè)計(jì)選用范圍廣，容易布樁，對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。

　　(5)施工速度快，工期短。PHC樁在工廠商品化生產(chǎn)，能按施工要求及時(shí)供樁，施工前期準(zhǔn)備時(shí)間短，一般能縮短工期一～二月。

　　(6)施工現(xiàn)場(chǎng)文明。施工現(xiàn)場(chǎng)無砂石、水泥，無泥漿污染，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄的工程特別有利。

　　2、 施工要點(diǎn)

　　(1)靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過靜載對(duì)比試驗(yàn)來確定一個(gè)系數(shù)，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁，以保證樁基的施工質(zhì)量。

　　壓樁應(yīng)控制好終止條件。壓樁到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)，壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2.7倍時(shí)，即可停止壓樁，否則應(yīng)增加樁長(zhǎng)，并會(huì)同設(shè)計(jì)單位另行處理。

　　(2)壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長(zhǎng)(正常氣溫下為10～18min)3接樁面應(yīng)保持干凈，澆注時(shí)間不應(yīng)超過2min;上下校中心線應(yīng)對(duì)齊，偏差不大于10mm;節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1%樁長(zhǎng)。

　　(3)垂直度控制，調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下人土30～50㎝為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕駛?cè)藛T在施工長(zhǎng)的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn)，使樁機(jī)縱橫方向保持水平，調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí)，應(yīng)分一二個(gè)行程逐漸調(diào)直。

　　3、 沉樁線路的選定

　　預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著人樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行(即所謂打關(guān)門樁)，這樣地基土在人樁擠密過程中，土體可自由向外擴(kuò)張，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。

　　4、 管樁的設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

　　(1)管樁的造價(jià)較高，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號(hào)不應(yīng)太多，以免造成施工困難，特別是注意避免造成施工錯(cuò)誤。

　　(2)綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強(qiáng)度，確定單樁承載力。管樁為開口樁，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓樁觀察分析，在入土過程中，會(huì)較快地在樁尖處形成一土楔，使其入土?xí)r的擠土情況與閉口樁無異，故在確定單樁承載力時(shí)將開口樁按閉口樁考慮。

　　(3)適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在lm/min左右為宜，使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí)，要避免壓偏。

　　(4)壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機(jī)。

　　(5)若采用焊接法接樁時(shí)，須分層均勻地將套箍對(duì)焊的焊縫填滿，為加快施工速度，減少接樁時(shí)間，可設(shè)2～3名焊工同時(shí)施焊，焊畢停約lmin即可進(jìn)行沉樁。

　　(6)管樁身不受損壞;樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合;壓同一根樁應(yīng)縮短停息時(shí)間。

　　(7)壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如YZY360樁機(jī)的垂直行程為1.5m，即每入樁1.5m即松開抱樁器。開動(dòng)油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環(huán)作業(yè)。在開始的第一二個(gè)行程，要特別注意控制樁身的垂直度。

　　(8)記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值，以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。

　　(9)為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng)，應(yīng)采取如下措施：

　　A.設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。袋裝砂井直徑一般為70～80mm，間距l(xiāng)～1.5m，深度10～12m。塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井相同。

　　B.設(shè)置隔離板樁

　　C.壓樁過程中應(yīng)加強(qiáng)鄰近建筑物、地下管線的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)。

　　(二)、強(qiáng)夯法

　　案例二采用強(qiáng)夯法處理地基。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對(duì)高飽和度的粉土與黏性土等地基，當(dāng)采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。

　　1、設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

　　(1)強(qiáng)夯的單位夯擊能量，應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并通過現(xiàn)場(chǎng)試夯確定。在一般情況下，對(duì)于粗顆粒土可取1000～3000KN·m/m2;細(xì)顆粒土可取1500～4000KN·m/m2。

　　(2)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：

　　A.最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當(dāng)單擊夯擊能量較大時(shí)不大于100mm。

　　B. 夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起。

　　C. 不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

　　(3)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯擊一遍。對(duì)于滲透性弱的細(xì)粒土，必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。

　　(4)兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔。間隔時(shí)間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。當(dāng)缺少實(shí)測(cè)資料時(shí)，可根據(jù)低級(jí)土的滲透性確定，對(duì)于滲透性較差的黏性土地基的間隔時(shí)間，應(yīng)不少于3～4周;對(duì)于滲透性好的地基土可連續(xù)夯擊。

　　(5)夯擊點(diǎn)位置可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型，采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取5～9m，以后各遍夯擊點(diǎn)間距可與第一遍相同，也可適當(dāng)減小。對(duì)于處理深度較大或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。

　　(6)強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍。每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2至2/3。并不宜小于3m。

　　(7)根據(jù)初步確定的強(qiáng)夯參數(shù)，提出強(qiáng)夯試驗(yàn)方案，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試夯。應(yīng)根據(jù)不同土質(zhì)條件待試夯結(jié)束一置數(shù)周后，對(duì)試夯場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)試，并與夯前測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果，確定工程采用的各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)。

　　2、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

　　(1)一般情況下夯錘重可取10～20t。其底面形式宜采用圓形。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40kPa，對(duì)于細(xì)顆粒土錘底靜壓力宜取小值。錘的底面宜對(duì)稱設(shè)若干個(gè)與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250～300mm。

　　(2)強(qiáng)夯施工宜采用帶自動(dòng)脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)或其它專用設(shè)備。采用履帶式起重機(jī)時(shí)，可在臂桿端部設(shè)置輔助門架，或采取其它安全措施，防止落錘時(shí)機(jī)架傾覆。

　　(3)當(dāng)?shù)叵滤惠^高，夯坑底積水影響施工時(shí)，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料。夯坑內(nèi)或場(chǎng)地積水應(yīng)及時(shí)排除。

　　(4)強(qiáng)夯施工前，應(yīng)查明場(chǎng)地內(nèi)范圍的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，并采取必要的措施，以免因強(qiáng)夯施工而造成破壞。

　　(5)當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)，對(duì)鄰近建筑物或設(shè)備產(chǎn)生產(chǎn)生有害的影響時(shí)，應(yīng)采取防振或隔振措施。

　　3、質(zhì)量檢驗(yàn)

　　(1)檢查強(qiáng)夯施工過程中的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)夯和采取其它有效措施。

　　(2)強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間方能對(duì)地基質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于碎石土和砂土地基，其間隔可取1～2周;低飽和度的粉土和黏性土地基可取2～4周。

　　(3)質(zhì)量檢驗(yàn)的方法，宜根據(jù)土性選用原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)。對(duì)于一般工程應(yīng)采取兩種或兩種以上的方法進(jìn)行檢驗(yàn);對(duì)于重要工程項(xiàng)目應(yīng)增加檢驗(yàn)項(xiàng)目，也可做現(xiàn)場(chǎng)大壓板載荷試驗(yàn)。

　　(4)質(zhì)量檢驗(yàn)的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度和建筑的重要性確定。對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的一般建筑物，每個(gè)建筑物地基的檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3處;對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地或重要建筑物地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。檢驗(yàn)深度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)處理的深度。

　　四、總結(jié)

　　電力設(shè)備往往都對(duì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求較高，對(duì)沉降較為敏感，若變電站的地基承載力較差，為了保障設(shè)備的安全運(yùn)行，必須對(duì)地基進(jìn)行處理。上述兩個(gè)案例所使用的地基處理方法經(jīng)過實(shí)踐證明，都是有效而可行的：管樁對(duì)單體較沉重的設(shè)備效果很好，穩(wěn)定性高且施工速度快，但工程造價(jià)較貴;強(qiáng)夯法對(duì)大面積的地基處理較為經(jīng)濟(jì)，且能滿足大部分小設(shè)備的要求。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)人員在地基處理中一定要采用多方案比較，選擇合理地基處理方法，這都將對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生巨大的影響，當(dāng)然我們也應(yīng)考慮施工可行性等多方面因素。