電力設備往往都對基礎穩定性要求較高，對沉降較為敏感，若變電站的地基承載力較差，為了保障設備的安全運行，必須對地基進行處理。管樁對單體較沉重的設備效果很好，穩定性高且施工速度快，但工程造價較貴;強夯法對大面積的地基處理較為經濟，且能滿足大部分小設備的要求。

　　當建筑地基的承載力不足或壓縮性過大，不能滿足設計要求時，可以針對不同地基，進行處理。以增加地基土的強度、剛度和穩定性;減少地基變形，提高地基承載力。進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

　　針對性質不同的地基上，如軟土、濕陷性黃土、膨脹土、巖溶、滑移、液化等特殊地質情況，采用不同的地基處理方法，以達到地基處理的目的。如：提高地基承載力;提高地基抗剪強度、防止地基產生過大的剪切變形，避免大面積土體滑動;改善土的壓縮性、減少地基變形;改善土的動力特性、減輕或消除地震效應、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;解決巖溶地區的溶溝、溶洞等危害。

　　(二)、地基處理前后工作

　　(1)處理前的準備工作：收集和研究分析已有的巖土勘察報告;調查當地地基基礎現狀和地基常用的有效方法;對地下水位要進行深入調查了解;注意地基處理對鄰近建筑、地下設施、地下管道等的影響。

　　(2)處理后的勘察鑒定工作：所有經過處理的的地基，必須進行巖土工程勘察、重新提供設計所需的技術參數;根據新的巖土工程勘察成果，鑒定地基處理的目的是否達到;然后在處理后的地基上進行地基基礎設計。

　　下面，結合筆者工作遇到的問題，分析幾個常用的地基處理辦法。

　　二、工程案例及原因分析

　　案例一：在某地區新建一110kV變電站，具體地質情況為：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，主變容量40MVA，變壓器總重20000kg，主變基礎采用長6米，寬4米，厚0.6米的獨立基礎，內配Ф12@150雙層雙向鋼筋，基礎埋深1.5米，下設100厚C10混凝土墊層。經沉降計算，最大沉降量超出設備技術要求，明顯不利于設備安全運行，基礎只得重新處理。經過幾種地基處理方案對比后，業主決定基礎采用12米Ф400(壁厚80)預制管樁，單樁設計承載力400kN。安裝結束觀測至今發現沉降很小。

　　案例二：某在建110kV變電站，變電場內由于多為回填土，地基承載力過低，特別是不均勻沉降為設備的安全運行帶來了隱患。為了提高地基承載力，解決不均勻沉降，業主決定以強夯法進行地基處理。具體地質情況為：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，以下為淤泥質粘性粉土和細砂，厚度為0.8m~2.0m,采用150kN履帶起重機，錘重100kN，落距為18m，經過夯擊后，地基承載力基本值f0=120~150kpa。

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

　　三、 處理措施及設計對策

　　(一)、管樁基礎

　　案例一采用的是管樁基礎。管樁是專業工廠里采用先張法預應力和離心成型工藝，經過蒸壓養護而制成的一種空心圓簡體的等截面構件，運往施工現場后，通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構)筑物的基礎。管樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實的砂層，能適應復雜的環境與地理條件。

　　1、PHC樁的優越性

　　(1)PHC樁的單樁承載力高，單位承載力價格便宜。樁身混凝土強度等級為C80，具有高強性能，φ600的PHC樁的單樁允許承載力達到2500～3200KN?？勺鳛楦邔?、超高層建筑的基礎。其單位承載力的造價比預制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低。

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

　　(3)質量穩定可靠。由于采用工廠預制的生產方式，能利用先進的工藝和設備，質量容易控制，產品質量容易保證。

　　(4)應用范圍廣。工廠生產、商品供應，可以有不同的規格，長度供選擇，使設計選用范圍廣，容易布樁，對樁端持力層起伏變化大的地質條件適應性強。

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

　　(6)施工現場文明。施工現場無砂石、水泥，無泥漿污染，對施工現場狹窄的工程特別有利。

　　2、 施工要點

　　(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，要通過靜載對比試驗來確定一個系數，然后再利用系數和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標準值。如判斷的終止壓力值不能滿足設計要求，應立即采取送壓加深處理或補樁，以保證樁基的施工質量。

　　壓樁應控制好終止條件。壓樁到設計樁長時，壓力表的壓力達到單樁承載力2.7倍時，即可停止壓樁，否則應增加樁長，并會同設計單位另行處理。

　　(2)壓樁應連續進行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長(正常氣溫下為10～18min)3接樁面應保持干凈，澆注時間不應超過2min;上下校中心線應對齊，偏差不大于10mm;節點矢高不得大于1%樁長。

　　(3)垂直度控制，調校樁的垂直度是沉樁質量的關鍵，須高度重視。插樁在一般情況下人土30～50㎝為宜，然后進行調校。樁機駕駛人員在施工長的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個方向上都歸零點，使樁機縱橫方向保持水平，調校垂直在規范允許值以內才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時觀察樁的進尺變化，如遇地質層有障礙物、樁桿偏移時，應分一二個行程逐漸調直。

　　3、 沉樁線路的選定

　　預應力樁基施工時隨著人樁段數的增多，各層地質構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，入樁線路應選擇單向行進，不能從兩側往中間進行(即所謂打關門樁)，這樣地基土在人樁擠密過程中，土體可自由向外擴張，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計值。

　　4、 管樁的設計及施工中應注意的事項

　　(1)管樁的造價較高，樁基礎設計時須根據上部荷載、工程地質條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規格、型號不應太多，以免造成施工困難，特別是注意避免造成施工錯誤。

　　(2)綜合考慮地質情況和樁身強度，確定單樁承載力。管樁為開口樁，根據現場壓樁觀察分析，在入土過程中，會較快地在樁尖處形成一土楔，使其入土時的擠土情況與閉口樁無異，故在確定單樁承載力時將開口樁按閉口樁考慮。

　　(3)適當限制壓樁速度，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。當地基表層中存在大塊石頭等障礙物時，要避免壓偏。

　　(4)壓樁機應根據土質情況配足額重量或選用相應的液壓樁機。

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

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

　　(7)壓樁機的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如YZY360樁機的垂直行程為1.5m，即每入樁1.5m即松開抱樁器。開動油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環作業。在開始的第一二個行程，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，應采取如下措施：

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

　　B.設置隔離板樁

　　C.壓樁過程中應加強鄰近建筑物、地下管線的觀測、監護。

　　(二)、強夯法

　　案例二采用強夯法處理地基。強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。對高飽和度的粉土與黏性土等地基，當采用在夯坑內回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應通過現場試驗確定其適用性。

　　1、設計及施工要點

　　(1)強夯的單位夯擊能量，應根據地基土類別、結構類型荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并通過現場試夯確定。在一般情況下，對于粗顆粒土可取1000～3000KN·m/m2;細顆粒土可取1500～4000KN·m/m2。

　　(2)夯點的夯擊次數，應按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，且應同時滿足下列條件：

　　A.最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當單擊夯擊能量較大時不大于100mm。

　　B. 夯坑周圍地面不應發生過大的隆起。

　　C. 不因夯坑過深而發生起錘困難。

　　(3)夯擊遍數應根據地基土的性質確定，一般情況下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯擊一遍。對于滲透性弱的細粒土，必要時夯擊遍數可適當增加。

　　(4)兩遍夯擊之間應有一定的時間間隔。間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。當缺少實測資料時，可根據低級土的滲透性確定，對于滲透性較差的黏性土地基的間隔時間，應不少于3～4周;對于滲透性好的地基土可連續夯擊。

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

　　(6)強夯處理范圍應大于建筑物基礎范圍。每邊超出基礎外緣的寬度宜為設計處理深度的1/2至2/3。并不宜小于3m。

　　(7)根據初步確定的強夯參數，提出強夯試驗方案，進行現場試夯。應根據不同土質條件待試夯結束一置數周后，對試夯場地進行測試，并與夯前測試數據進行對比，檢驗強夯效果，確定工程采用的各項強夯參數。

　　2、施工中應注意的事項

　　(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確定，錘底靜壓力值可取25～40kPa，對于細顆粒土錘底靜壓力宜取小值。錘的底面宜對稱設若干個與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250～300mm。

　　(2)強夯施工宜采用帶自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其它專用設備。采用履帶式起重機時，可在臂桿端部設置輔助門架，或采取其它安全措施，防止落錘時機架傾覆。

　　(3)當地下水位較高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料。夯坑內或場地積水應及時排除。

　　(4)強夯施工前，應查明場地內范圍的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成破壞。

　　(5)當強夯施工所產生的振動，對鄰近建筑物或設備產生產生有害的影響時，應采取防振或隔振措施。

　　3、質量檢驗

　　(1)檢查強夯施工過程中的各項測試數據和施工記錄，不符合設計要求時應補夯和采取其它有效措施。

　　(2)強夯施工結束后應間隔一定時間方能對地基質量進行檢驗。對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)質量檢驗的方法，宜根據土性選用原位測試和室內土工試驗。對于一般工程應采取兩種或兩種以上的方法進行檢驗;對于重要工程項目應增加檢驗項目，也可做現場大壓板載荷試驗。

　　(4)質量檢驗的數量，應根據場地復雜程度和建筑的重要性確定。對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑物地基的檢驗點不應少于3處;對于復雜場地或重要建筑物地基應增加檢驗點數。檢驗深度應不小于設計處理的深度。

　　四、總結

　　電力設備往往都對基礎穩定性要求較高，對沉降較為敏感，若變電站的地基承載力較差，為了保障設備的安全運行，必須對地基進行處理。上述兩個案例所使用的地基處理方法經過實踐證明，都是有效而可行的：管樁對單體較沉重的設備效果很好，穩定性高且施工速度快，但工程造價較貴;強夯法對大面積的地基處理較為經濟，且能滿足大部分小設備的要求。因此，我們設計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，這都將對整個基礎設計的合理性與經濟性產生巨大的影響，當然我們也應考慮施工可行性等多方面因素。