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云南送变电工程公司 云南省昆明市 650000
摘要：某变电站建成约3个月后，电缆沟、主变室、10kV室以及局部散水等发生沉降。其中配电室电缆沟沉降最为严重，沉降在200～300mm，1-4轴与C-A轴之间形成水流冲切通道，局部产生塌陷；主变部分沉降较轻，平均沉降约为100mm，沉降差约为30mm。变电站地基沉降分析及加固处理是众多问题中的核心问题，本文对地基沉降的治理措施谈谈自己的看法。
关键词：变电站；沉降处理；分层夯实；高压注浆
1、主变基础承载力复核及沉降计算
1.1计算参数选取
主变基础基本尺寸为5.5mX4.0m的独立基础，厚度为0.7m埋深为-1.5m，下覆分层压实填土。主变基础混凝土体积约为19m3，重量约为42吨；主变重约57吨，基础及主变荷载合计为99吨，计算时取100吨。填土厚度取2.5-1.5=1.0m，压缩模型取为5MPa（一般分层压实的粘性土层压缩模量约为6.0～7.0MPa），承载力取为100kPa，其余土层见地勘报告（主变下覆地基土层剖面近似取为图1）。地基的承载力和沉降计算结果如下：
图1 主变地基土层剖面
1.2计算结果
根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
上部荷载及承台重引起压应力P上= 45.45kPa（面积22.00m*m）
承台底土本身压应力P土 = 1.20kPa
承台底平均附加应力 P0 =44.25kPa
基底深度HP=1.56，水头深度 HW = 20.06，平均容重AVEGAM=20.00
压缩深度 Z = 7.800（m）
压缩深度处：厚度DZ=0.60（m），模量Es=7000.（kPa），压缩量=0.605（mm）
∑S =27.05（mm）
沉降修正，地基规范GB50007-2011
N= 1.06 S=28.54
规范经验系数 ψs=1.0551
计算经验系数 ψ=1.0000
修正后沉降量 S= 28.54（mm）
1.3结论
基底压力44.25kPa<100kPa，承载力满足要求；地基土层压缩厚度取为7.8m，沉降量约为29mm。地基压缩变形较小，原设计满足工程要求。
2、原因分析
发生沉降的原因在于电缆沟及设备基础等埋置于未经分层夯实处理的回填土层上，近日降雨较多，场地排水措施尚未完善，导致雨水浸入地基，发生沉降。具体如下：
2.1地基受雨水浸泡发生软化而导致沉降
变电站自建成后，并未发生沉降，场地保持稳定，地基承载力满足要求，见基底压力计算（基础压力并未超过地基承载力，否则建成时即发生破坏）。近日来普降暴雨，场地四处积水，渗入基础，导致地基软化，产生沉降。
2.2施工质量存在问题
根据现场情况，在基本不存在荷载的电缆沟、散水等设施处，地面下陷，电缆沟、散水等开裂严重（见图2、图3）。其原因在于施工单位认为该部分不存在荷载，填土随意施工，没有严格进行分层夯实，设备基础及电缆沟处于未经分层夯实处理的回填土层上，导致土体受浸后在自重下即产生沉降。
经调查，沉降严重的电缆沟回填土深度约为4.5m，沉降较轻的主变正下方回填土深度约为1.0m，四周约为4.5m。回填土主要为杂填土，其中粘性土所占比例最大。
图2：靠近墙壁处开裂的电缆沟
图3：墙边倾斜的检修箱
2.3监理工作存在漏洞
根据地勘报告，该处存在一定厚度的回填土，平均厚度约为2m～3m，考虑到该土层厚度仅为钻探孔点处真实情况，远离钻探孔点的地方，由于原始地形的不确定性，填土厚度可能发生极大变化，因此需要监理根据实际开挖情况，认真记录并反馈给设计和地勘，验槽后方可浇筑基础。但主变基础施工时，并未通知设计进行验槽，也没有相关验槽记录、分层压实记录和相关检测记录。
3、主要处理措施及相关要求
针对本工程特点及现场情况，采取内外处理双重措施。外部处理措施为隔断地表水，切断沉降诱因；内部处理措施为充填、加固回填土体，降低其渗透性，防止土体自身压缩沉降。
3.1外部措施及要求
外部措施用于场地内-综合楼外侧的范围内，要点如下：
（1）重新分层夯实原场地内填土，控制压实系数不低于0.90；房屋散水及有沟道处为重点夯实区，压实系数不得低于0.94。夯实时应控制填土含水率，可根据现场情况及施工条件掺入一定比例的碎石，分层厚度为20-30cm一层。
（2）原场地土夯实检验合格后，重新修复室外的电缆沟道等设施。电缆沟底采用100mm厚C20钢筋混凝土，配筋为沟纵向：φ8@200，沟横向：φ6@200；沟底垫层为60mm厚C10素混凝土，垫层每边比沟底宽100mm。沟壁采用MU10免烧砖和M5水泥砂浆砌筑，沟壁厚240mm。沟盖板及过水渡槽板按原设计图纸。电缆沟每隔10m分段设沉降缝，缝宽10mm，缝内用沥青麻丝填塞。
（3）散水外围由于基坑开挖回填土未进行分层夯实，形成地表水下渗通道，并向室内贯通形成泄水通道，应及时采用粘土分层夯实进行有效封堵。
（4）施工单位按设计图纸设置、完善场地排水设施，局部排水坡度可根据现场情况进行适当调整，但应保证排水畅通。
（5）在保證以上措施有效执行，回填土密实度达到前述第一条要求的前提下，将道路与综合楼四周的空地全部采用100mm厚C20混凝土硬化，混凝土与综合楼应用油毡隔开。
3.2.内部措施及要求
内部措施用于综合楼内部及散水范围内，要点如下：
（1）对配电室已有电器设备及相关电缆采取切实有效的保护措施，清理电缆沟道及其他沉降部位；拆除主变室中性点接地设备及其支柱、电缆桥架支柱、检修箱等设备，对主变压器采取切实有效的保护措施。
（2）上述工作完成后，在发生沉降的区域浇筑C15混凝土作为地面封堵层。封堵层低于原设计标高100mm，封堵层厚度不小于100mm，局部开裂变形的地坪应进行拆除后再进行封堵，以保证封堵效果。封堵区域包括配电室、主变室及电缆沟道等。
（3）封堵完成后，对地基进行灌浆处理。灌孔按梅花形布置，间距1.2m。浆体采用普通硅酸盐水泥（强度等级不得低于32.5级）制备，水灰比控制在0.60～1.00之间，配电室地基灌浆时，浆体可根据现场情况添加水泥投量30%的粉煤灰进行适当调整。灌浆次序：把射管一次沉入整个深度后自下而上分段连续灌浆，直至孔口为止。灌浆压力控制在0.6MPa～1.5MPa之间，灌浆宜间隔跳灌进行，全面灌浆前应抽取4个相邻的灌浆孔进行试灌，若孔内发生串浆，可适当加大灌浆孔距离。正式灌浆时，应密切注意地面跑浆现象，并及时采取有效措施，防止浆液渗透进入电缆沟道，淹埋电缆管线，避免影响线缆等设备设施。应优先对配电室北面散水部位进行灌浆处理，该处为水流冲切源头。单位灌浆量取0.28～0.35m3，在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于0.6L/min，延续30min 即可结束灌浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束灌浆。
（4）灌浆完成后，应检验灌浆效果，休止至少7天，并连续监测地基沉降情况。将监测结果报予设计，如结果理想，方可进行下一步工作，否则应重新采取处理措施，直至满足要求为止。
4、结论
经过处理，改变电站地基沉降得到有效控制。在随后的2年里，现场沉降观测表明该场地地基处于稳定状态，分层夯实回填配合高压灌浆适用于地基沉降处理，具有良好的可行性和经济性。
参考文献：
[1]徐林海. 软弱地基变电站沉降问题的分析与处理[J].浙江电力.2006（05）
[2]蒋莹. 地基沉降监测之一例[J].化工矿产地质.2005（01）
摘要：某变电站建成约3个月后，电缆沟、主变室、10kV室以及局部散水等发生沉降。其中配电室电缆沟沉降最为严重，沉降在200～300mm，1-4轴与C-A轴之间形成水流冲切通道，局部产生塌陷；主变部分沉降较轻，平均沉降约为100mm，沉降差约为30mm。变电站地基沉降分析及加固处理是众多问题中的核心问题，本文对地基沉降的治理措施谈谈自己的看法。
关键词：变电站；沉降处理；分层夯实；高压注浆
1、主变基础承载力复核及沉降计算
1.1计算参数选取
主变基础基本尺寸为5.5mX4.0m的独立基础，厚度为0.7m埋深为-1.5m，下覆分层压实填土。主变基础混凝土体积约为19m3，重量约为42吨；主变重约57吨，基础及主变荷载合计为99吨，计算时取100吨。填土厚度取2.5-1.5=1.0m，压缩模型取为5MPa（一般分层压实的粘性土层压缩模量约为6.0～7.0MPa），承载力取为100kPa，其余土层见地勘报告（主变下覆地基土层剖面近似取为图1）。地基的承载力和沉降计算结果如下：
图1 主变地基土层剖面
1.2计算结果
根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
上部荷载及承台重引起压应力P上= 45.45kPa（面积22.00m*m）
承台底土本身压应力P土 = 1.20kPa
承台底平均附加应力 P0 =44.25kPa
基底深度HP=1.56，水头深度 HW = 20.06，平均容重AVEGAM=20.00
压缩深度 Z = 7.800（m）
压缩深度处：厚度DZ=0.60（m），模量Es=7000.（kPa），压缩量=0.605（mm）
∑S =27.05（mm）
沉降修正，地基规范GB50007-2011
N= 1.06 S=28.54
规范经验系数 ψs=1.0551
计算经验系数 ψ=1.0000
修正后沉降量 S= 28.54（mm）
1.3结论
基底压力44.25kPa<100kPa，承载力满足要求；地基土层压缩厚度取为7.8m，沉降量约为29mm。地基压缩变形较小，原设计满足工程要求。
2、原因分析
发生沉降的原因在于电缆沟及设备基础等埋置于未经分层夯实处理的回填土层上，近日降雨较多，场地排水措施尚未完善，导致雨水浸入地基，发生沉降。具体如下：
2.1地基受雨水浸泡发生软化而导致沉降
变电站自建成后，并未发生沉降，场地保持稳定，地基承载力满足要求，见基底压力计算（基础压力并未超过地基承载力，否则建成时即发生破坏）。近日来普降暴雨，场地四处积水，渗入基础，导致地基软化，产生沉降。
2.2施工质量存在问题
根据现场情况，在基本不存在荷载的电缆沟、散水等设施处，地面下陷，电缆沟、散水等开裂严重（见图2、图3）。其原因在于施工单位认为该部分不存在荷载，填土随意施工，没有严格进行分层夯实，设备基础及电缆沟处于未经分层夯实处理的回填土层上，导致土体受浸后在自重下即产生沉降。
经调查，沉降严重的电缆沟回填土深度约为4.5m，沉降较轻的主变正下方回填土深度约为1.0m，四周约为4.5m。回填土主要为杂填土，其中粘性土所占比例最大。
图2：靠近墙壁处开裂的电缆沟
图3：墙边倾斜的检修箱
2.3监理工作存在漏洞
根据地勘报告，该处存在一定厚度的回填土，平均厚度约为2m～3m，考虑到该土层厚度仅为钻探孔点处真实情况，远离钻探孔点的地方，由于原始地形的不确定性，填土厚度可能发生极大变化，因此需要监理根据实际开挖情况，认真记录并反馈给设计和地勘，验槽后方可浇筑基础。但主变基础施工时，并未通知设计进行验槽，也没有相关验槽记录、分层压实记录和相关检测记录。
3、主要处理措施及相关要求
针对本工程特点及现场情况，采取内外处理双重措施。外部处理措施为隔断地表水，切断沉降诱因；内部处理措施为充填、加固回填土体，降低其渗透性，防止土体自身压缩沉降。
3.1外部措施及要求
外部措施用于场地内-综合楼外侧的范围内，要点如下：
（1）重新分层夯实原场地内填土，控制压实系数不低于0.90；房屋散水及有沟道处为重点夯实区，压实系数不得低于0.94。夯实时应控制填土含水率，可根据现场情况及施工条件掺入一定比例的碎石，分层厚度为20-30cm一层。
（2）原场地土夯实检验合格后，重新修复室外的电缆沟道等设施。电缆沟底采用100mm厚C20钢筋混凝土，配筋为沟纵向：φ8@200，沟横向：φ6@200；沟底垫层为60mm厚C10素混凝土，垫层每边比沟底宽100mm。沟壁采用MU10免烧砖和M5水泥砂浆砌筑，沟壁厚240mm。沟盖板及过水渡槽板按原设计图纸。电缆沟每隔10m分段设沉降缝，缝宽10mm，缝内用沥青麻丝填塞。
（3）散水外围由于基坑开挖回填土未进行分层夯实，形成地表水下渗通道，并向室内贯通形成泄水通道，应及时采用粘土分层夯实进行有效封堵。
（4）施工单位按设计图纸设置、完善场地排水设施，局部排水坡度可根据现场情况进行适当调整，但应保证排水畅通。
（5）在保證以上措施有效执行，回填土密实度达到前述第一条要求的前提下，将道路与综合楼四周的空地全部采用100mm厚C20混凝土硬化，混凝土与综合楼应用油毡隔开。
3.2.内部措施及要求
内部措施用于综合楼内部及散水范围内，要点如下：
（1）对配电室已有电器设备及相关电缆采取切实有效的保护措施，清理电缆沟道及其他沉降部位；拆除主变室中性点接地设备及其支柱、电缆桥架支柱、检修箱等设备，对主变压器采取切实有效的保护措施。
（2）上述工作完成后，在发生沉降的区域浇筑C15混凝土作为地面封堵层。封堵层低于原设计标高100mm，封堵层厚度不小于100mm，局部开裂变形的地坪应进行拆除后再进行封堵，以保证封堵效果。封堵区域包括配电室、主变室及电缆沟道等。
（3）封堵完成后，对地基进行灌浆处理。灌孔按梅花形布置，间距1.2m。浆体采用普通硅酸盐水泥（强度等级不得低于32.5级）制备，水灰比控制在0.60～1.00之间，配电室地基灌浆时，浆体可根据现场情况添加水泥投量30%的粉煤灰进行适当调整。灌浆次序：把射管一次沉入整个深度后自下而上分段连续灌浆，直至孔口为止。灌浆压力控制在0.6MPa～1.5MPa之间，灌浆宜间隔跳灌进行，全面灌浆前应抽取4个相邻的灌浆孔进行试灌，若孔内发生串浆，可适当加大灌浆孔距离。正式灌浆时，应密切注意地面跑浆现象，并及时采取有效措施，防止浆液渗透进入电缆沟道，淹埋电缆管线，避免影响线缆等设备设施。应优先对配电室北面散水部位进行灌浆处理，该处为水流冲切源头。单位灌浆量取0.28～0.35m3，在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于0.6L/min，延续30min 即可结束灌浆，或孔段单位吸浆量大于理论估算值时也可结束灌浆。
（4）灌浆完成后，应检验灌浆效果，休止至少7天，并连续监测地基沉降情况。将监测结果报予设计，如结果理想，方可进行下一步工作，否则应重新采取处理措施，直至满足要求为止。
4、结论
经过处理，改变电站地基沉降得到有效控制。在随后的2年里，现场沉降观测表明该场地地基处于稳定状态，分层夯实回填配合高压灌浆适用于地基沉降处理，具有良好的可行性和经济性。
参考文献：
[1]徐林海. 软弱地基变电站沉降问题的分析与处理[J].浙江电力.2006（05）
[2]蒋莹. 地基沉降监测之一例[J].化工矿产地质.2005（01）