摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，分析軟土地基中的三種地基處理方案，并說(shuō)明實(shí)際在工程中的應(yīng)用效果。
　　關(guān)鍵詞：變電站；軟土地基；處理的方法
　　1站址位置
　　某220kV變電站，站址東側(cè)約800m有一條河。站址原始地貌單元為堆積地貌，場(chǎng)地經(jīng)人工開(kāi)挖成水塘、農(nóng)田、菜地，附近無(wú)污染源。
　　2站址工程地質(zhì)條件
　　2．1工程地質(zhì)條件
　　根據(jù)野外鉆探揭露，擬建場(chǎng)地內(nèi)埋藏的地層及其野外特征由上而下依次描述如下：
　　(1)人工填土(Qml)①：分布于整個(gè)場(chǎng)地，主要由老填土組成，結(jié)構(gòu)松散，尚未完成自重固結(jié)。未經(jīng)處理不能作為擬建建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)持力層。層厚0．30m~2．20m。
　　(2)第四系海陸交互相(Qmc)沉積淤泥②：分布于整個(gè)場(chǎng)地，含有機(jī)質(zhì)，呈飽和、流塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)。強(qiáng)度很低，壓縮性高，屬軟弱地基土，且其擾動(dòng)后強(qiáng)度降低很快，未經(jīng)處理不能作為建筑物基礎(chǔ)持力層。層厚3．50～6．20m。地基承載力特征值一40～50kPa。
　　(3)第四系殘積(Qel)粉質(zhì)粘土③：由礫巖風(fēng)化殘積而成，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，具中等的強(qiáng)度及中等的壓縮性，是擬建場(chǎng)地內(nèi)較好的地基土。地基承載力特征值一200~220kPa。
　　(4)下古生界(Pzl)礫巖：按其風(fēng)化程度不同，劃分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化礫巖五帶，巖土勘察揭露到全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化帶。全風(fēng)化礫巖④、強(qiáng)風(fēng)化礫巖⑤及中等風(fēng)化礫巖⑥均具有較高強(qiáng)度及較小變形的特點(diǎn)，這三層均可作為建筑物樁基持力層或下臥層。地基承載力特征值分別為一300～350kPa；一400～450kPa；=1200～1400kPa。
　　2．2場(chǎng)地穩(wěn)定性
　　場(chǎng)地地震基本烈度為7度，場(chǎng)地土的類(lèi)型屬軟弱場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。本場(chǎng)地屬對(duì)建筑抗震不利地段，在7度地震力作用下，淤泥②會(huì)產(chǎn)生震陷。
　　3地基處理方案
　　3．1地基處理的必要性
　　由于站區(qū)內(nèi)存在的約3．5～6．2m厚的軟弱淤泥層，該土層含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、且透水性差。其上部分布層厚0．30～2．20m的人工填土層，尚未完成自重固結(jié)。場(chǎng)地內(nèi)自然地面標(biāo)高約0．46m，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高為3．80m，故需要回填約3．3m厚的填土，回填后考慮平均4．5m的厚度(包括原有人工填土層)，取土的重度γ為18kN／m3。淤泥層表面處上層土的自重何載為：
　　P=γh=81kPa>=40～50kPa
　　因此，原有淺層地基若不進(jìn)行地基處理，在場(chǎng)地內(nèi)回填土的自重何載下，會(huì)發(fā)生地基破壞，產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降和沉降差，影響其上建筑物的正常使用。故必須進(jìn)行地基處理，以滿足地基承載力、地基壓縮變形要求。變電站內(nèi)的綜合樓、中心巡檢樓、主變基礎(chǔ)、110kV以及220kV架構(gòu)支架、GIS設(shè)備基礎(chǔ)等重要的建筑物基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁。擬建電纜溝、圍墻(下設(shè)擋土墻)、站內(nèi)道路、水泵房、消防水池、化糞池等基礎(chǔ)下的地基，根據(jù)軟弱土層的性質(zhì)、特點(diǎn)，提出幾種地基處理方案如下，進(jìn)行對(duì)比。
　　3．2深層攪拌法
　　深層攪拌法是用于加固飽和軟土地基的一種方法。是利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，而形成水泥土樁復(fù)合地基。該復(fù)合地基具有整體性、水穩(wěn)定性和一定的強(qiáng)度。
　　本工程擬選用水泥作為固化劑，其摻人量為被加固土重的10%左右，同時(shí)可選用加入具有早強(qiáng)、減水、節(jié)省水泥等性能的外加劑。
　　在進(jìn)行場(chǎng)地平整施工時(shí)，應(yīng)先清除樁位處地上及地下障礙物，包括大塊石、生活垃圾、樹(shù)根等。然后分層回填、壓實(shí)，回填平整至場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。深層攪拌處理的范圍包括進(jìn)站及站內(nèi)道路、圍墻(下做擋土墻)、電纜溝、消防水池、水泵房、化糞池等區(qū)域下，按1.0m×1.0m方格布置，攪拌樁直徑φ500，暫定樁長(zhǎng)8m。
　　樁端為淤泥層。復(fù)合地基的承載力特征值=mRa／Ap+β(1一)式中：復(fù)合地基置換率m=0.196；樁截面積A2=0.196m2；樁周長(zhǎng)μp=1.57m；樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)a取0．5；單樁豎向承載力特征值；樁間土承載力折減系數(shù)β取0．75；處理后樁間土承載力特征值取淤泥層的地基承載力特征值45kPa。
　　經(jīng)理論計(jì)算得出處理后的復(fù)合地基承載力特征值=133．6kPa，滿足電纜溝、圍墻、道路、水泵房、消防水池、化糞池等建構(gòu)筑物的地基承載力要求。
　　水泥攪拌樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)可采取以下兩種方法，①成樁7天后，采用淺部開(kāi)挖樁頭，目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑。檢查量為樁總數(shù)的5%；②成樁3天內(nèi)，采用輕型動(dòng)力觸探(N10)檢查每米樁身的均勻性，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的1，且不少于3根。
　　水泥攪拌樁復(fù)合地基豎向承載力檢測(cè)，應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)，并宜在成樁28天后進(jìn)行。檢驗(yàn)數(shù)量為樁總數(shù)的0．5%～1%，且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。
　　3．3高壓噴射注漿法
　　高壓噴射注漿法又稱(chēng)“旋噴法”，它是將不同性質(zhì)的硬化劑(化學(xué)藥品或水泥)，用壓力形成高壓噴射流，借助高壓噴射流的切削和混合，使硬化劑和土體混合，達(dá)到改良土質(zhì)的目的。此方法適用處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土等地基。
　　高壓噴射注漿的主要材料為水泥，一般采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥。根據(jù)需要，可加入水玻璃等化學(xué)輔助材料和摻合劑以及速凝、早強(qiáng)、懸浮等外加劑，以縮短工期。
　　高壓噴射注漿處理的范圍同水泥深層攪拌法的處理范圍。噴漿管按縱、橫行距1.0m正方形布置。處理的土層厚度約8.0m。在計(jì)算復(fù)合地基的承載力特征值=mRa／Ap+β(1一m)中，除的取值，當(dāng)水泥深層攪拌法取0.75(0．5～0．9之間)，高壓噴射注漿法取0．2(0～0．5之間)外，其他參數(shù)取值相同，同樣的條件下，高壓噴射注漿法理論計(jì)算的復(fù)合地基的承載力特征值=113．7kPa。相比之下，相同條件下，經(jīng)水泥深層攪拌法處理的地基的承載力高于高壓噴射注漿法處理的地基。
　　3．4預(yù)壓法
　　預(yù)壓法是對(duì)含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性差的軟土地基，在建筑物建造以前，在場(chǎng)地先行加載預(yù)壓，在一定的時(shí)間內(nèi)使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步提高的地基處理方法。預(yù)壓法是排水固結(jié)法的一種。排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成。如果沒(méi)有加壓系統(tǒng)，土的孔隙中的水沒(méi)有壓力差，水就不會(huì)自然排出，地基就得不到加固，排水系統(tǒng)是一種手段，如果只施加壓力，不縮短土層的排水距離，則會(huì)大大延長(zhǎng)土層固結(jié)的時(shí)間，對(duì)于縮短工期，加快建設(shè)有很大的影響。
　　本工程場(chǎng)地需回填土約3．5m。預(yù)壓荷載，可采用場(chǎng)地3m多厚的填土預(yù)壓。排水系統(tǒng)可同時(shí)采用土工無(wú)紡布和塑料排水帶排水，并在地表鋪設(shè)與排水豎井相連的砂墊層(厚度不小于500mm)，在預(yù)壓區(qū)邊緣設(shè)置排水溝，在預(yù)壓區(qū)內(nèi)設(shè)置與砂墊層相連的排水盲溝。淤泥經(jīng)2～3個(gè)月時(shí)間的預(yù)壓，逐漸排水，土體產(chǎn)生豎向壓縮變形，可達(dá)到80的固結(jié)度，以減少建、構(gòu)筑物地基的沉降變形量。
　　施工時(shí)，預(yù)壓需分級(jí)加載，對(duì)加載速率有嚴(yán)格的控制，同時(shí)每天要準(zhǔn)確的觀測(cè)土體豎向變形、邊樁水平位移及孔隙水壓力等，以確保土體正常排水、壓縮產(chǎn)生變形，達(dá)到預(yù)期的固結(jié)度。施工過(guò)程的質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)還包括塑料排水帶的性能指標(biāo)的測(cè)試，對(duì)不同來(lái)源的砂井和砂墊層砂料，必須進(jìn)行顆粒分析和滲透性試驗(yàn)等�？⒐を�(yàn)收檢驗(yàn)包括排水豎井處理深度范圍內(nèi)和豎井底面以下的受壓土層，經(jīng)預(yù)壓、排水所完成的豎向變形和平均固結(jié)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；同時(shí)應(yīng)對(duì)預(yù)壓的地基土進(jìn)行原位十字板剪切試驗(yàn)和室內(nèi)土工試驗(yàn)。必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量不少于3點(diǎn)。
　　4結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述，水泥深層攪拌法處理軟土地基，施工方法簡(jiǎn)單，工期短，便于檢測(cè)，質(zhì)量易保證。高壓噴射注漿法主要優(yōu)點(diǎn)是受土層、土的粒度、密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間的影響較小，適用于淤泥、軟弱粘性土、砂石甚至砂卵石等多種土質(zhì)。也可采用價(jià)格便宜的水泥作為固化劑。但此方法對(duì)填筑時(shí)間很短的人工填土，尤其是堆積松散，含有塊石、存在大裂隙的人工填土，本工程存在厚約3.5m的人工填土層，不是優(yōu)選方案。預(yù)壓法是處理軟土地基的有效方法之一，袋裝砂井和塑料排水帶在工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但此方法受到理論發(fā)展水平的限制、復(fù)雜地質(zhì)條件、施工及自然界的變化等因素的影響，在工程施工過(guò)程中，計(jì)算結(jié)果和實(shí)際不一致的情況時(shí)有發(fā)生。因此此法可用于非重要建構(gòu)筑物即建筑場(chǎng)地下的地基處理，但采用此方法所需工期要明顯長(zhǎng)于前述兩種方法。本工程地基處理方案采用水泥深層攪拌法處理場(chǎng)地。
　　目前，此變電站已投產(chǎn)近一年，運(yùn)行情況良好，經(jīng)沉降觀察，各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范的要求，證明地基處理方案的正確性和可行性，取得了比較好的效果。