浅谈变电站地基不均匀沉降的原因及防治

　　摘要：从地质勘测、设计、施工等方面分析了变电站地基不均匀沉降的原因和防治措施，从地质勘测入手确保前期资料的准确，从设计入手增加建（构）筑物的强度和刚度，从施工管理入手提高了施工质量，保证建（构）筑物的正常使用。
　　关键词：地基；沉降；原因；防治
　　1. 前言
　　近年来，电网建设发展比较迅速，变电站也相应增多，质量要求也有很大提高，特别在建（构）筑物的沉降方面，作为质量通病防治的重点，也作为考核一个项目是否达标的重要条件。现针对浙江省温州地区软土地基变电站建（构）筑物不均匀沉降的原因及治理措施谈谈自己的看法。
　　2. 导致地基不均匀沉降的原析分析
　　2.1 工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，并结合设计要求，对地基作出评价，对设计和施工提出某些建议。在施工中，有些工程不进行地质勘察盲目施工；有的勘察不按规定进行，如钻探中布孔不准确或孔深不到位，钻探数量不够等；有的抄袭相邻建（构）筑物的资料等，都会给设计人员造成分析、判断或设计错误，使建（构）筑物可能产生沉降或不均匀沉降，甚至发生结构破坏。
　　2.2 建筑物长度太长；建筑体型比较复杂凹凸转角多；未在适当部位设置沉降缝；基础及建筑物整体刚度不足；建筑物层高相差大所受荷载差异大；地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同；以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降。基础刚度或整体刚度不足，不均匀沉降量大，造成下层开裂。设计马虎，计算不认真，有的不作计算，照抄别的建筑物的基础和主体设计。不对设计原始条件进行详细复核等等，均是造成不均匀沉降的原因。
　　2.3 施工未按设计图纸要求进行施工；没有认真进行验槽；基础施工前扰动了地基土；基础施工后回填未按要求进行分层夯实；在已建成的建（构）筑物周围推放大量的建筑材料或土方；对于砖砌体结构，砌筑质量不满足要求，砂浆强度低、灰缝不饱满、砌砖组砌不当、通缝多、拉结筋不按规定设置等，也会引起建筑物建成后产生不均匀沉降。墙体留槎违反规范要求，等等。
　　3. 针对以上问题，提除以下防治措施
　　3.1 保证勘察报告的真实性和可靠性
　　地质钻探报告是一门专门的科学，来不得半点虚假。钻探报告是设计人员的主要设计依据，必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质，加强责任感，这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。
　　3.2 设计方面
　　3.2.1 建筑物立面的高差不宜悬殊，所受荷载差异不宜太大。
　　在平面上开头应力求简单，尽量避免凹凸转角，同时平面上的转折和弯曲也不宜过多，否则会使其整体性和抗变形能力降低。另外，适当控制建筑物的长高比（建筑物在平面上的长度和从基底算起的高度之比），其越小，整体刚度越好，调整不均匀沉降的能力越强，一般控制在2.5-3之间。对于砌体承重结构，为保证其整体刚度，应合理布置纵横墙。纵横墙应尽量贯通，横隔墙的间距不宜过大，一般不大于建筑物宽度的1.5倍为宜。
　　3.2.2 设置沉降缝
　　沉降缝将建筑物分成各自独立的单元，各单元的沉降不相互影响。一般在建筑平面的转折部位，高度差异（或荷载差异）处，地基土的压缩性有显著差异处，建筑结构或基础类型不同处，分期建造房屋的交界处等设置沉降缝。沉降缝应有足够的宽度，建筑物越高（层数越多），缝就越宽。具体缝宽和构造见规范及有关资料。
　　3.2.3 减轻建筑物自重
　　减轻建筑物自重可以减少基底压力，是防止和减轻不均匀沉降很重要的途径。实际中可采用轻质材料，如多孔砖墙或其他轻质墙体；选用轻型结构，如预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构以及各种轻型空间结构；选用自重较轻、覆土较少的基础形式，如浅埋的宽基础、有半地下室或地下室的基础，或者室内地面架空地坪等。平面形状应力求简单，规则整齐，尽量避免形状复杂，阴角太多；避免建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故，往往以有高度差异或荷载差异的建筑物为多见，尤其是高、低或轻；重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。
　　3.2.4 设置圈梁和钢筋混凝土构造柱
　　在建筑物的墙体里设置圈梁和构造柱能增强建筑物的整体性，提高其抗弯刚度，在一定程度上能防止或减少裂缝的出现，即使出现了裂缝也能阻止裂缝的发展。
　　3.2.5 减少或调整基础底面的附加压力
　　采用较大的基础底面积，减少基底附加压力，可以减小沉降量。对同一地基上建筑物的相邻部分，可采用不同的基底附加压力，荷载大的宜采用增大基底尺寸，来减少基底附加压力、降低沉降差异。某些时候可采用静定结构体系，当发生不均匀沉降时，不至于引起很大的附加内力，能较好地适应不均匀沉降。考虑相邻建筑物的影响。
　　3.2.6 结构措施
　　控制建筑物的长高比。长高比是保证承重结构建筑物刚度的主要因素。长高比大的建筑物，调整地基不均匀变形的能力就差，相反，如将建筑物长高比限制在一定范围内，它就具有较大的调整地基不均匀变形的能力。实践证明，建筑物的长高比控制在2.5至3之间时，可减少建筑物的相对弯曲，房屋不易出现裂缝。
　　3.2.7 站区道路、设备构(支)架基础、设备基础、电缆沟、围墙
　　由于站区道路、设备构(支)架基础、设备基础、电缆沟、围墙等构筑物面广、点多，再加温州地区均为软土和站区回填料及回填质量难以控制。针对这些问题可采用按不同构筑特的特点设置水泥搅拌桩、灌注桩、预应力管理等处理。
　　3.2.8 建筑物墙脚散水
　　由于建筑物都采用桩基础，建设完成后基本沉降较小，而散水基本上都是做在场地回填土上，软土地基加回填料，造成散水施工后不久出现沉降不均匀造成裂缝、曲翘不平等现象。针对这一问题，采用两种方式，一种是从承台预埋插筋设置散水支承柱，散水板施工时与支承柱连接构成整体；二种是在框架柱散水标高处预埋插筋，散水板施工时与插筋连接构成整体。利用这两种方法在软土地基及回填土不均匀沉降后，散水不会随着沉降。
　　3.3 施工方面
　　3.3.1 在基坑开挖时，不要扰动地基土
　　机械挖土时通常坑底保留200mm左右的土，采用人工挖除。如坑底土补扰动，应挖去，用砂、碎石回填夯实。要注意打桩、井点降水及深基开挖对附近建筑物的影响。
　　3.3.2 当建筑物存在有高、低和重、轻不同部分时，应先施工高、重部分
　　使其有一定的沉降后再施工低、轻部分，或先施工主体房屋，再施工附属房屋，能减少一部分沉降差；如高低层使用连接件时，应最后修建连接件，以调整部分沉降差异。
　　3.3.3 在已建成的小、轻型建筑物周围不宜堆放大量的建筑材料和土方等重物，以免地面堆载引起建筑物产生附加沉降。
　　3.3.4 由于地基分布的复杂性和勘探点的有限性，应认真重视基础验槽，尽可能在基础施工前，发现并根除地基土会产生不均匀沉降的隐患，弥补工程勘探工作的不足。
　　3.3.5 保证施工质量
　　对于常用的砖砌体结构，必须根据施工要求严格施工。
　　3.3.6 砂浆的品种、强度等级必须符合设计
　　影响砂浆强度的因素是计量不准，原材料质量主变动；塑化材料（如石灰膏）的稠度不准而影响到渗入量；砂浆试块的制作和养护方法不当。解决的办法是：加强原材料的进场验收，严禁将不合格的材料用于建筑工程上。对计量器具进行检测，并对计量工作派专人监控；将石灰膏调成12CM的标准稠度后称量，或测出其实际稠度后进行换算。
　　3.3.7 砖的品种
　　强度必须符合设计要求，砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一丁，上下顺砖错缝的砌筑法，以大大提高砌筑墙体的整体性，当利用半砖时，应将半砖分散砌于墙中，同时也要满足搭接1/4砖长的要求。
　　3.3.8 正确设置拉结筋
　　砖墙砌筑前，应事先按标准加工好拉结筋，省得工人稳来乱拿钢筋；使用前地操作工人进行技术交底；一般拉结筋按三个0.5m，即埋入墙内0.5m，伸出墙外0.5m，上下间距0.5m.抗震构造柱埋入长1m.半砖墙放1根，一砖墙放2根，考虑到水平灰缝为8－12mm，为保证水平灰缝饱满度，拉结筋选用Φ6mm。
　　3.3.9 不准任意留直槎甚至阴槎
　　构造柱马牙槎不标准，将直接影响到墙体整体性和抗震性。为此要加强对操作工人的教育，不能图省事影响质量；为保证构造柱马牙槎高度；不宜超过标准砖五皮，多孔砖三皮；转角及抗震设防地区临时间断处不得留直槎；严禁在任何情况下留阴槎。
　　3.4 对于比较重要的建筑物和建在软弱地基上的建筑物应进行沉降观测。
　　施工单位必须按设计要求及规范标准埋设专用水准点和观测点。每建完一层（包括地下部分）应观测一次；或者按不同荷载阶段分次观测，施工期间观测不少于4次；建筑物竣工后，第一年观测不少于3-6次，第二年少少于2次，以后每年1次，直至下沉稳定为止。场地、设备基础等应按月、季等方式定期进行观测。
　　4. 结束语
　　总之，地基产生不均匀沉降的原因是多方面的，带给建（构）筑物的影响较大，对建（构）筑物的破坏是难以修复的。但是能在设计、施工等各方面采取一定的措施，就可以有效地预防和控制不均匀沉降的产生。
　　
　　参考文献：
　　1. 田英浅谈地基不均匀沉降的原因及防治措施太原科技2005年5月第3期
　　2. 顾小鲁，钱鸿缙，刘惠珊等，地基与基础（第二版），北京：中国建筑工业出版社，1993
　　3. 施毅温州电力设计有限公司设计图纸

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