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【摘要】:随着城镇化建设步伐的加快,我国建筑行业得到了高速发展,从而带动了电力建设的不断推进,变电站建设更是重中之重,而变电站建设的质量就一定程度上影响了城镇建设的质量。本文就变电站内建筑物的地基基础设计和处理方法进行阐述。
【关键词】:变电站、地基基础、处理方法、基础设计
地基基础设计与施工是否恰当关系到整个工程质量、进度和投资,为了保证建筑质量,防止事故的发生,在基础设计中要保证足够的强度和刚度,同时对地基的稳定性、强度、形变也提出了很高的要求。合理地选择地基设计方法,做好基础施工中的质量控制是降低造价的重要途径之一。
一、建筑基础选型
在建筑基础结构设计中,应考察地工程地质状况,参照地质勘查报告,选择合理的基础持力层和基础类型,满足其强度、刚度需要,此外还应考虑经济效应、施工周期等因素,降低造价成本。在变电站建筑物及设备基础施工中,主变压器一般采用钢筋混凝土板式基础、GIS设备基础一般采用钢筋混凝土筏板基础、构支架基础采用插入式杯口基础,在复杂场地上还会用到桩基础、桩筏基础等。本文介绍变电站中常用的几种基础选型,并分析其使用优缺点以及适用地质条件。
1、桩基础
在室内型变电站建设中,柱底荷载通常会达到1800kPa-2300kPa,这要求我们在设计时选择适当的持力层来承担巨大的荷载力。岩石埋深较浅时可采用柱下独立基础;在场地覆土较厚的地方通常会选择一定厚度的中风化岩层作为持力层,利用桩基础将上部结构荷载传至岩层。采用嵌岩桩基础的优点是持力层变形小,桩端承载力大,可以简单计算出地基承载力是否满足单桩承载力,更好的评估上部结构载荷对基础承载力的要求,施工更准确。但是对桩身施工及质量检测的时间较长,需等混凝土强度达到设计要求才能进行全面的检测,这就导致施工周期较长,造价偏高。
2、钢筋混凝土扩展基础
在变电站建筑中,如构支架独立基础、设备基础、单层楼房基础等可采用无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。通常在建筑中采用墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础两种形式,由于其采用整体钢筋混凝土结构,因此抗弯和抗剪性能良好,竖向荷载较大,适用于地基荷载小以及承受水平力和力矩荷载小等情况下使用,而且其具有施工方便、工期短、节约投资等优点,建议设计人员在条件允许情况下尽量选用。
3、筏板基础
变电站通常建设在城镇周边,有些区域回填土较深、土质层松软、地基承载力不足,不适合嵌岩桩基础和钢筋混凝土基础,因为在这种地质条件下岩桩基础不能实现,同时摩擦桩承载力不一定满足建筑上部结构的载荷承受要求。对于荷载较大的建筑或设备基础,可选择采用筏板基础,这类基础构建的承载力强,可以满足建筑的沉降要求。建筑物荷载较大,地基承载力较弱,常采用砼底板,承受建筑物荷载,形成筏基,其整体性好,能很好的抵抗地基不均匀沉降。筏板基础分为平板式筏基和梁板式筏基,平板式筏基支持局部加厚筏板类型;梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式。一般说来地基承载力不均匀或者地基软弱的时候用筏板基础。而且筏板基础埋深比较浅,施工较方便。
二、常用的地基处理方法
变电站中建构筑物的基础相对民用及工业建筑来说,上部荷载较小、结构简单,因此在本文中只对两只简单而常用的处理方法做介绍。
1、换土填垫层法
当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去,然后回填强度较大的砂、石或灰土等,并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎石、石屑或其他工业废粒料。缺少中、粗砂和砾砂的地区,也可采用细砂,但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石,其掺量应按设计规定。
2、强夯法
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。强夯法称为动力固结法,它依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
三、变电站地基基础设计要注意的问题
1、对地质资料的分析判断
变电站建设前应进行地质勘查,对拟建建筑物场地的地质情况要有一个详细的了解,了解土层的性质,地下水位的深度,软弱层以及持力层的分布情况等。才能对基础设计做出最准确的判断。
2、对上部结构的分析
对上部结构进行分析时,必须了解建筑物的重要性及使用要求,以便对建筑物的地基变形值进行控制。
3、保证设计方案的技术合理性
所选择的基础形式应与上部结构类型相适应,其地面尺寸还应与地基承载力相适应。为了使建筑物的地基变形不超过规定的允许值,以免出现结构损坏,建筑物倾斜、开裂等事故,还应按需要对建筑物地基的变形及稳定性进行验算。
4、设计方案应与施工技术的可行性相适应
任何设计方案,只能通过相适应的施工技术手段,才能使设计方案变成现实。为此,设计者对建筑经验、施工工艺的适应性及施工技术的水平均应有全面的了解,所采用的设计方案,若能利用当地已有成熟经验的施工工艺即可完成,则较为理想。
结束语:
地基基础是结构设计的根本,根基不稳则大厦将倾,地基基础设计质量的提高既要依赖于设计人员自身专业技能、责任心的加强,也依赖于勘察、施工等其他各方的密切配合,对于设计单位来说,市场竞争力则日趋增大,单位需提高自身的市场竞争意识,提高基础设计质量,才能于激烈的竞争环境中,发挥自身的优势,满足客户的要求,最后才能提升自己的品牌价值和行业名誉。
参考文献
[1]孙树平.浅谈建筑工程地基与基础的结构设计[J].《城市建设理论研究》.2012(25)
[2]贾卫超,梁鹏虎.地基基础设计中的若干问题探讨[J].产业与科技论坛.2010(01)
[3]GB50007-2011,建筑地基基础设计规范[S]
【关键词】:变电站、地基基础、处理方法、基础设计
地基基础设计与施工是否恰当关系到整个工程质量、进度和投资,为了保证建筑质量,防止事故的发生,在基础设计中要保证足够的强度和刚度,同时对地基的稳定性、强度、形变也提出了很高的要求。合理地选择地基设计方法,做好基础施工中的质量控制是降低造价的重要途径之一。
一、建筑基础选型
在建筑基础结构设计中,应考察地工程地质状况,参照地质勘查报告,选择合理的基础持力层和基础类型,满足其强度、刚度需要,此外还应考虑经济效应、施工周期等因素,降低造价成本。在变电站建筑物及设备基础施工中,主变压器一般采用钢筋混凝土板式基础、GIS设备基础一般采用钢筋混凝土筏板基础、构支架基础采用插入式杯口基础,在复杂场地上还会用到桩基础、桩筏基础等。本文介绍变电站中常用的几种基础选型,并分析其使用优缺点以及适用地质条件。
1、桩基础
在室内型变电站建设中,柱底荷载通常会达到1800kPa-2300kPa,这要求我们在设计时选择适当的持力层来承担巨大的荷载力。岩石埋深较浅时可采用柱下独立基础;在场地覆土较厚的地方通常会选择一定厚度的中风化岩层作为持力层,利用桩基础将上部结构荷载传至岩层。采用嵌岩桩基础的优点是持力层变形小,桩端承载力大,可以简单计算出地基承载力是否满足单桩承载力,更好的评估上部结构载荷对基础承载力的要求,施工更准确。但是对桩身施工及质量检测的时间较长,需等混凝土强度达到设计要求才能进行全面的检测,这就导致施工周期较长,造价偏高。
2、钢筋混凝土扩展基础
在变电站建筑中,如构支架独立基础、设备基础、单层楼房基础等可采用无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。通常在建筑中采用墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础两种形式,由于其采用整体钢筋混凝土结构,因此抗弯和抗剪性能良好,竖向荷载较大,适用于地基荷载小以及承受水平力和力矩荷载小等情况下使用,而且其具有施工方便、工期短、节约投资等优点,建议设计人员在条件允许情况下尽量选用。
3、筏板基础
变电站通常建设在城镇周边,有些区域回填土较深、土质层松软、地基承载力不足,不适合嵌岩桩基础和钢筋混凝土基础,因为在这种地质条件下岩桩基础不能实现,同时摩擦桩承载力不一定满足建筑上部结构的载荷承受要求。对于荷载较大的建筑或设备基础,可选择采用筏板基础,这类基础构建的承载力强,可以满足建筑的沉降要求。建筑物荷载较大,地基承载力较弱,常采用砼底板,承受建筑物荷载,形成筏基,其整体性好,能很好的抵抗地基不均匀沉降。筏板基础分为平板式筏基和梁板式筏基,平板式筏基支持局部加厚筏板类型;梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式。一般说来地基承载力不均匀或者地基软弱的时候用筏板基础。而且筏板基础埋深比较浅,施工较方便。
二、常用的地基处理方法
变电站中建构筑物的基础相对民用及工业建筑来说,上部荷载较小、结构简单,因此在本文中只对两只简单而常用的处理方法做介绍。
1、换土填垫层法
当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去,然后回填强度较大的砂、石或灰土等,并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎石、石屑或其他工业废粒料。缺少中、粗砂和砾砂的地区,也可采用细砂,但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石,其掺量应按设计规定。
2、强夯法
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。强夯法称为动力固结法,它依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
三、变电站地基基础设计要注意的问题
1、对地质资料的分析判断
变电站建设前应进行地质勘查,对拟建建筑物场地的地质情况要有一个详细的了解,了解土层的性质,地下水位的深度,软弱层以及持力层的分布情况等。才能对基础设计做出最准确的判断。
2、对上部结构的分析
对上部结构进行分析时,必须了解建筑物的重要性及使用要求,以便对建筑物的地基变形值进行控制。
3、保证设计方案的技术合理性
所选择的基础形式应与上部结构类型相适应,其地面尺寸还应与地基承载力相适应。为了使建筑物的地基变形不超过规定的允许值,以免出现结构损坏,建筑物倾斜、开裂等事故,还应按需要对建筑物地基的变形及稳定性进行验算。
4、设计方案应与施工技术的可行性相适应
任何设计方案,只能通过相适应的施工技术手段,才能使设计方案变成现实。为此,设计者对建筑经验、施工工艺的适应性及施工技术的水平均应有全面的了解,所采用的设计方案,若能利用当地已有成熟经验的施工工艺即可完成,则较为理想。
结束语:
地基基础是结构设计的根本,根基不稳则大厦将倾,地基基础设计质量的提高既要依赖于设计人员自身专业技能、责任心的加强,也依赖于勘察、施工等其他各方的密切配合,对于设计单位来说,市场竞争力则日趋增大,单位需提高自身的市场竞争意识,提高基础设计质量,才能于激烈的竞争环境中,发挥自身的优势,满足客户的要求,最后才能提升自己的品牌价值和行业名誉。
参考文献
[1]孙树平.浅谈建筑工程地基与基础的结构设计[J].《城市建设理论研究》.2012(25)
[2]贾卫超,梁鹏虎.地基基础设计中的若干问题探讨[J].产业与科技论坛.2010(01)
[3]GB50007-2011,建筑地基基础设计规范[S]