影響本地區(qū)2002年夏季的正常供電。為使500kV變電站在擬定時間內(nèi)投人運(yùn)行，經(jīng)多方案比選，采用“地基土體卸載法”對地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，收到了安全、經(jīng)濟(jì)、快捷的效果，值得同類型基礎(chǔ)設(shè)計借鑒。

　　1工程概況該工程為某500kV變電站主變壓器擴(kuò)建工程，三臺變壓器基礎(chǔ)順列布置，每臺基礎(chǔ)由散熱器基礎(chǔ)。主變基礎(chǔ)及油池組成，平面布置見。

　　主變壓器設(shè)備重2291/臺（包括油重），地基平均應(yīng)力141.5kPa.散熱器設(shè)備重17t/臺，地基平均應(yīng)力145.0kPa.工程于2001年11月初開工，11月下旬施工完畢，2002年初主變設(shè)備就位安裝、加載，在加載過程中發(fā)現(xiàn)變壓器基礎(chǔ)下沉，比較大沉降量29，而散熱器基礎(chǔ)無下沉，連接變壓器與散熱器的膨脹節(jié)發(fā)生不同程度扭曲變形，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行，故需對地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。

　　2工程地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察報告，該場地原為山洼耕地，經(jīng)回填平整。該場地主要土層野外特征自上而下分述如下：（1）素填土：回填時間約10年，紅色，結(jié)構(gòu)疏松，稍濕，主要由粉質(zhì)粘土回填，局部含少量水泥塊，整個場地均有分布，層厚2.2~4.8m，標(biāo)準(zhǔn)貫人擊數(shù)yV=4~8擊。（2）耕植土：灰色，濕，軟塑，土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，局部含少量植物根，整個場地均有分布，層厚。4~2.2m，標(biāo)準(zhǔn)貫人擊數(shù)7V=8~9擊。（3）坡殘積亞粘土（粉質(zhì)粘土）：紅褐色，稍濕，可塑，粘性好，局部含少量砂粒，夾粘土薄層，整個場地均有分布，層厚2.5~4.6m，標(biāo)準(zhǔn)貫人擊數(shù)Af=8~13擊。（4）殘積亞粘土：褐夾粉紅色，硬塑，層厚5~6.5m，標(biāo)準(zhǔn)貫人擊數(shù)iV=12~17擊。

　　3基礎(chǔ)沉降原因分析3.1地基承載力取值過高該工程設(shè)計要求地基承載力達(dá)到200kPa，事實上變壓器基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)均放置在素填土上，該土層雖然回填時間較長，但未經(jīng)任何處理，結(jié)構(gòu)疏松，壓縮性較大，承載力低，遠(yuǎn)未達(dá)到200kPa的要求。因而在荷載作用下，基底壓力大于地基承載力，地基發(fā)生下沉。

　　3.2基礎(chǔ)尺寸取值不合理本結(jié)構(gòu)設(shè)計要求主變基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)沉降差glOmm，而變壓器基底面積23.56m2，基底平均應(yīng)力141.5kPa. 145.0kPa.由地基比較終沉降量計算可知，在基底附加應(yīng)力基本相同的條件下，底面積大的基礎(chǔ)其地基壓縮層影響深，基礎(chǔ)沉降大。在一般工程中，由于地基強(qiáng)度計算時地基承載力取值偏小，且留有余度，地基變形的這一規(guī)律也許反映不明顯，但該工程地基承載力取值偏高，而基礎(chǔ)設(shè)計時沒注意按上述規(guī)律調(diào)整基底尺寸，因而導(dǎo)致兩基礎(chǔ)沉降不一致，沉降差比較大達(dá)29mm，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

　　3.3基礎(chǔ)型式選擇不當(dāng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的特點，要求變壓器基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)變形一致，也就是說，本設(shè)備對沉降差的要求是嚴(yán)格的，而該場地地基有填土2.2~4.8m，耕植土0.4~2.2m等軟弱土層，極有可能造成不均勻沉降，在這種情況下，應(yīng)采取措施盡量使兩基礎(chǔ)沉降一致，減少不均勻沉降。對本工程宜采用整體基礎(chǔ)的形式，以達(dá)到沉降一致的目的。

　　3.4基坑驗收環(huán)節(jié)未把好關(guān)由于基坑驗收未能嚴(yán)格把關(guān)，致使地基承載力遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計要求的200kPa仍通過了驗收，導(dǎo)致基礎(chǔ)受荷后產(chǎn)生沉降。

　　4加固方案該工程為省內(nèi)重點工程，為解決本地區(qū)2002年夏季缺電的問題，電網(wǎng)公司擬定目標(biāo)，要確保2002年6月23日試運(yùn)行，2002年6月30日正式投產(chǎn)。當(dāng)時離試運(yùn)行時間僅21天，工期緊，任務(wù)重，建設(shè)單位非常重視，組織專家及各有關(guān)人員，進(jìn)行會審剖析，要求以不卸設(shè)備荷載為原則，15天為處理工期，對各單位提出的方案進(jìn)行比選。各方案歸納大致如下：4.1方案一高壓噴射注漿法。該法把能量大，速度快的噴射流連續(xù)集中地作用在土體上，使注人的漿液和土拌合凝固為新的固結(jié)體，以提高地基強(qiáng)度，達(dá)到改良地基的效果。此方法較為簡單，但用此方法處理既有建筑地基時，很可能在固結(jié)過程中對地基產(chǎn)生附加變形，使地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空或局部脫空現(xiàn)象，能否有效地控制固結(jié)過程中出現(xiàn)的沉降量，把握不大。本方案預(yù)計工期為12~15天，估算投資40~50萬元。

　　4.2方案二樁基加固法。主變壓器基礎(chǔ)及散熱器基礎(chǔ)通過樁基把上部荷載直接傳到壓縮性小，強(qiáng)度高的密實土層，以滿足承載力和變形的要求。

　　這一方法在許多工程中都有成功的經(jīng)驗，是比較安全穩(wěn)妥的做法。基加固按成樁工藝的不同，可采用人工挖孔樁或預(yù)應(yīng)力管樁，人工挖孔樁做法是：每臺主變壓器基礎(chǔ)沿周邊共布置6根挖孔樁，挖孔成樁后，在樁頂設(shè)牛腿支托，牛腿支托與原基礎(chǔ)連接，見。

　　預(yù)應(yīng)力管樁法：每臺主變壓器基礎(chǔ)及散熱器基礎(chǔ)側(cè)面均勻布置11根鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力管樁，采用靜力壓人的施工方法將樁壓人土中，原基礎(chǔ)周邊植筋與新設(shè)邊梁連接，邊梁再與樁基連接，見。

　　巖土工程勘測采用樁基加固安全可靠，但相對工期較長，施工較為復(fù)雜。因為樁基施工時有可能對原基礎(chǔ)及設(shè)備造成影響，為將影響降到比較低，施工需采取一系列措施，如對稱分組錯開施工；對原基礎(chǔ)作支撐保護(hù)等。因而工作面不能全面鋪開，工期難以保證，預(yù)計挖孔工期為28天，估算投資約36.3萬元；預(yù)應(yīng)力管樁工期為31天，估算投資約39.0萬元。

　　4.3方案三地基土體卸載法。本場地基礎(chǔ)下回填土回填的時間較長，其在自重作用下的變形已基本完成，在基底附加應(yīng)力作用下回填土原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起新的變形。本方案通過加大基礎(chǔ)底面積，減少基底附加應(yīng)力，以滿足地基承載力的要求，并達(dá)到減少基礎(chǔ)沉降的目的，同時把主變壓器基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)成整體，增強(qiáng)整體剛度，從而排除兩基礎(chǔ)沉降不一致的可能性。具體的做法是：在主變壓器基礎(chǔ)的四周，與基礎(chǔ)底面平齊處設(shè)置一邊梁，截面為1x1米，邊梁通過植筋與原主變基礎(chǔ)緊密結(jié)合，同時做一根足夠剛度的肋梁將主變基礎(chǔ)與散熱器基礎(chǔ)連成一體，見。

　　加固后的基礎(chǔ)底面積比原基礎(chǔ)底面積增大1倍多，基底平均應(yīng)力比較大為81.9kPa.比原基底平均應(yīng)力少42%.本方案主要優(yōu)點：（1）安全可靠。施工時不擾動基礎(chǔ)底面以下的地基，因而對原有地基不會造成任何不良影響；⑵施工簡便。施工工藝與一般的地梁澆注基本相同；⑶節(jié)省時間。各工作面可同時鋪開，且各工序均可交叉進(jìn)行，大大地縮短了施工工期；本方案預(yù)計工期為10天：造價低廉。整個基礎(chǔ)的加固約需鋼筋混凝土98m3，加上植鋼筋的費(fèi)用合計約13.5萬元。

　　綜合考慮安全、進(jìn)度、投資等方面因素，確定采用方案三加固。

　　5加固后地基強(qiáng)度與變形分析5.1基礎(chǔ)受力偏心分析（1）設(shè)備關(guān)于Y軸對稱，基礎(chǔ)關(guān)于F軸對稱，因此，基底合力沿7向偏心為零（見）。

　　⑵基礎(chǔ)及設(shè)備的總重心到軸的距離為4.67m，基礎(chǔ)底面的形心到；f軸的距離為4.87m（見），兩者間的距離與平行于偏心方向基底因此，基底合力偏心滿足規(guī)范要求。

　　基礎(chǔ)形心。2地基強(qiáng)度驗算5.2.1地基承栽力特征值的確定假定原基礎(chǔ)的施工、安裝、加載過程相當(dāng)于淺層平板載荷加載試驗過程，在這個加載過程中，地基土在141.5kPa壓力作用下產(chǎn)生壓縮變形，而在這個壓縮變形過程中周圍的土體無出現(xiàn)隆起或破壞性裂縫，荷載值與沉降量呈直線變化，且沉降已趨于穩(wěn)定，相對沉降S/=0.007<0.06（S為沉降量，B為基礎(chǔ)寬度），這時基底應(yīng)力141.5kPa可認(rèn)定為加固后地基承載力極限值（偏于保守），由此推論，加固后地基承載力特征值為fak=141.5/2=71kPa. 5.2.2基底壓力計算及地基強(qiáng)度驗算基底壓力：礎(chǔ)底面邊緣的比較大、比較小壓力值；八為荷載效應(yīng)。

　　標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；GK為基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重標(biāo)準(zhǔn)值；財<為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基礎(chǔ)底面的力矩值；4為基礎(chǔ)底面面積；F為基礎(chǔ)底面的抵抗矩。

　　=81.9kPa　　7d=l取用）；"y為基礎(chǔ)底面以下土的重度（kN/m3）；6為基礎(chǔ)底面寬度（m）；7為基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度（kN/m3）；d為基礎(chǔ)埋置深度（m）；5.3地基變形分析由地基強(qiáng)度計算可知，基礎(chǔ)底面邊緣的比較大與比較小壓力值相差僅為1.1kPa，用壓縮模量法計算沉降可知，基礎(chǔ)底面兩端點a上（見）的沉降差很小，幾乎趨于零，即基礎(chǔ)傾斜度趨于零。也就是說，采用“地基土體卸載法”對地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理后，基礎(chǔ)不均勻沉降不再發(fā)展，地基是安全可靠的。

　　6結(jié)語采用方案三加固處理，概算價為13.8萬元，現(xiàn)場施工僅9天，比業(yè)主要求的工期15天提前了6天，確保了變電站試運(yùn)行和投產(chǎn)的質(zhì)量及工期要求。

　　本變電站建成投產(chǎn)且連續(xù)安全運(yùn)行已一年多，經(jīng)觀測，加固后的基礎(chǔ)沉降<.5mm（基本無沉降），上部設(shè)備無任何異常情況，運(yùn)行良好。因此，采用“地基土體卸載法”加固地基基礎(chǔ)，滿足規(guī)范要求，滿足運(yùn)行要求，是安全、經(jīng)濟(jì)、切實可行的，值得同類型基礎(chǔ)設(shè)計借鑒。