【內容提要】作者針對變電站建、構筑物的特殊性，對濕陷性黃土場地地基處理從設計可靠性、方便施工、造價合理幾方面進行了詳盡分析，并通過工程實例加以闡述，對濕陷性黃土場地地基處理設計具有借鑒作用。
　　【關鍵詞】濕陷性黃土；主控樓；墊層法；復合地基
　　
　　1、概述
　　河南省濕陷性黃土主要分布在三門峽、靈寶、洛陽等西部地區，受地殼影響以及地理位置、地質條件、氣候條件諸多因素的影響，使各地區之間濕陷性黃土在構成、層厚上存在較大差異，而三門峽地區的濕陷性黃土的巖土地質條件又是我國最復雜地區之一。因此，在該地區的地基設計方面如何選用合理的地基基礎處理方案尤為重要，從設計方面來講，應結合巖土地質條件、工程性質、工程實踐經驗進行綜合分析研究。
　　2、濕陷性黃土地基處理方法簡述
　　根據《濕陷性黃土地區建筑規范》、《地基處理技術規范》要求，針對濕陷性黃土地基常用的地基處理方法有墊層法、復合地基法、強夯法，其中復合地基又分為普通擠密樁法和孔內深層強夯法（DDC法）。
　　2.1墊層法
　　根據墊層所采用的不同材料分為土墊層和灰土墊層。當僅消除基底下3米以內濕陷性黃土的濕陷量時，采用整片或局部墊層處理地基，且下部未處理濕陷性黃土的濕陷起始壓力值不應小于相應的規范規定。墊層施工時，建議采用3:7或2:8灰土（或土）進行分層回填夯實至基底設計標高。擬建建筑物地基的平面處理范圍，應采用整片(局部)處理，處理范圍應大于建筑物底層平面的面積，超出建筑物外墻基礎外緣的寬度，每邊不宜小于處理土層厚度的1/2，并不應小于2m并應采取結構措施和檢漏防水措施。
　　2.2復合地基法
　　復合地基法又為灰土擠密樁法，采用擠密樁法需掌握建筑物使用特性和場地巖土工程地質條件，設計前還要事先取得場地擠密樁試樁測試結果，嚴格控制地基土的含水量，避免孔隙內出現自由水，保證擠密效果。用擠密法處理后的地基承載力還受樁間距、樁徑、擠密填料的制約，同時孔內填料的壓實系數不應小于0.97。當地基土的含水量大于24%，飽和度大于65%，不宜選用灰土擠密樁。
　　2.3強夯法
　　采用強夯法處理濕陷性黃土地基，首先根據巖土工程地質報告在場地內選擇有代表性的地質區域進行試夯，為設計、施工提供必要的相關參數，并且還可以驗證強夯方案在技術上、施工方面以及工程造價上的可行性與合理性。用強夯法處理濕陷性黃土地基，土壤的含水率是最至關重要的，規范規定土的天然含水量宜低于塑限含水量的1%-3%，當大于時會出現軟塑狀態即俗稱的“橡皮土”。強夯地基的承載力設計值還應在地基土強夯后30天左右，現場做靜載荷試驗確定。
　　下面結合工程實例進行分析研究，如何對濕陷性黃土地基的處理方法進行合理的選擇。
　　3．工程概況
　　變電站位于三門峽市西南郊，根據電氣平面布置圖，全站三個功能分區，南側為220kVGIS屋外配電裝置區，中部自西向東依次布置為預留的10kV配電間、2#、3#主變壓器，10kV配電間、1#主變壓器；北側為110kVGIS屋外配電裝置區；電容器組布置在站區西北角；主控樓布置在主入口東側。站區主入口位于北圍墻側，進站道路從北側摩云路引接進站。
　　場地內地基土均為第四系沖洪積黃土狀土，主要為粉質粘土和粉土，主要物理特性見下表，濕陷性黃土層厚度為8.6米-9.6米，為非自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為Ⅰ--II級；濕陷性黃土的濕陷量為133.8~186.8mm。濕陷土層埋深下限為8.60~9.60m，濕陷性黃土地基的濕陷等級為Ⅰ級(輕微)；地下水穩定水位埋深大于20m。

　　4．地基處理方案的設計分析
　　變電站主控樓屬丙類建筑，根據《濕陷性黃土地區建筑規范》規定，對于丙類建筑應消除地基的部分濕陷量，對最小處理厚度有明確要求。當地基濕陷等級為Ⅰ級時，對多層建筑，地基處理厚度不應小于1米，且下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值不宜小于100kPa；當地基濕陷等級為II級時，對多層建筑，地基處理厚度不應小于2米，且下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值不宜小于100kPa；若全站場地全部采用DDC復合地基進行處理，對深度6米的地基尚可，對深度3米以內的顯然不合理，經濟造價也高；若采用強夯法處理地基，由巖土工程勘測報告可知，場地內層①、層②的天然含水量已達到28%，塑限含水量達到19%，若采用強夯法，根據《濕陷性黃土地區建筑規范》規定，對于丙類建筑應消除地基的部分濕陷量，當為非自重濕陷性黃土場地時，處理深度不應小于地基深度的2米，且下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值不應小于100kPa。依據本工程的巖土工程勘測報告，建議采用灰土擠密樁復合地基方案，以消除地基濕陷，提高地基強度及減少地基不均勻沉降。變電站場地內需處理的區域零散不集中，而且各區域需處理的濕陷性地基深度差別較大，共分為1.5米、1.7米、3米、6米四種不同深度，其中1.5米、1.7米深度需處理場出現軟塑狀態即俗稱的“橡皮土”，且場外盡力民房及工業廠房，強夯將影響其穩定性。經過綜合分析比較研究，本工程決定采用灰土墊層法進行地基處理，用2：8灰土進行換填，對于換填深度小于3米的土質，壓實系數不小于0.95;對于換填深度大于3米的土質，壓實系數不小于0.97，并要求基坑下部未處理濕陷黃土層的濕陷起始壓力值大于100kPa,要求在施工中自基坑底應按30度角向上放坡，以保證基坑四周邊坡土體穩定性。
　　5．對地基周邊場地的設計要求
　　由于該變電站220千伏及110千伏設備均選用六氟化硫封閉式組合電氣（GIS），220千伏及110千伏設備基礎縱向長度長達80—130米，并且六氟化硫封閉式組合電氣（GIS）設備對基礎的首、末端誤差要求非常嚴格，否則將會對設備的安全運行產生影響，當時據我們調研，河南省乃至國內還沒有一座GIS設備基礎如此之長的變電站，在基礎處理方案確定后，我們對設備所處場地也進行了謹慎處理，根據電氣專業與土建專業的共同研討，并在參照《濕陷性黃土地區建筑規范》相關條款的規定，對站內主控樓設備基礎場地進行綜合處理如下：
　　1）站內雨水排放采用城市型道路，是設備區雨水迅速排離，并將設備區場地坡度較常規情況下適當加大，在主控樓周圍6米內場地坡度大于2%，
　　2）將站內排水系統設施盡量遠離主控樓及設備基礎，并采取相應的檢漏措施。
　　3）加寬主控樓散水，并用灰土做好基層處理工作。
　　6．設計對施工的要求
　　在施工過程中，要求現場嚴格按照濕陷性黃土地基處理規程規范實施，確保施工質量。
　　在施工中要確保填料質量，不得使用鹽漬土、膨脹土、凍土、有機質以及砂、石等粗顆粒材料；防止基坑內被雨水、施工用水侵濕造成濕陷。
　　7．地基處理效果檢測
　　經過對站內采用灰土墊層法進行地基處理后，經現場取樣對于換填深度小于3米的土質，壓實系數達到于0.97;對于換填深度大于3米的土質，壓實系數達到于0.98，均滿足設計要求，該變電站現已運行近兩年效果良好。
　　8．結束語
　　通過對三門峽該變電站建、構筑物的濕陷性黃土場地地基處理設計中表明，對于濕陷性黃土場地地基處理其具體方法的采用，應根據建、構筑物的特性以及可靠性、方便施工、造價合理各方面進行綜合分析研究比較，才能夠找到最適合工程特性的合理的地基處理方案。