论文部分内容阅读
摘要：根据笔者多年土建从业经验，结合工程实例，就变电站的高填方地基处理和高边坡防治做了一些阐述，文章有针对性的对设计和施工中的重点问题进行分析，有一定的参考价值。
关键词：变电站；高填方；地基处理；高边坡
1工程概况
某变电站站址为山前坡地向冲沟过渡地段，自然地面标高在559～610之间，地面高差较大，山体云母片岩风化厚度变化多样，地质条件较差。
2地基处理方案选择
建筑场地平整采用挖方填方就地平衡的原则，填方区最深处深度约为15.0m，回填区填方全部采用挖方区所挖出的云母片岩，填料中含有25%的中微风化岩石，而且绝大部分是强风化片岩。
方案1：采用微风化石料，以持力层为支撑砌墩式基础，此方案需要大量石料，现场不能满足，不可行；
方案2：对挖方区挖出的石方首先进行再次破碎后分层碾压对填方区回填，此方案对天气情况要求较高，工期需要延长，且处理后的承载力远远不能满足设计需求，不可行；
方案3：采用桩基，碎石回填后成孔，此方案施工难度过高，不可行；
方案4：用强夯法处理适合碎石、粉土与粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土和素填土地基，可予采用。
初步设计对上述四种方案进行了技术经济比较，确定强夯为本工程回填区地基处理的首选方案，并通过了初步设计评审。
3强夯平整施工方案
3.1场地平整工序
（1）先将站区场地标高572.50m以上的碎石面层全部土方，以及572.50m以下的部分土方，总计60000m3清除至站外，转移到周边临时租用地堆放；
（2）对标高572.50m以上的岩石进行分层开挖，岩石破碎石至回填区进行分层回填强夯，直至挖填平衡；
（3）将堆放在场外的土方对整个场地进行分层回填碾压平整（每层厚度250mm），压实系数不小于0.90，从而确定初平标高；
（4）站区内基槽余土就地回填，待基础全部施工后，分层夯实回填至场地设计标高。
3.2施工要求
（1）挖方区岩石开挖时，应分层进行，作为回填料的碎石粒径不应大于150mm；
（2）先在回填区域平铺一层多棱角的碎石，粒径100～150mm，用6000kN·m单击夯击能重锤挤密夯实，夯击点间距为2.5倍夯锤直径，当第一层碎石挤入土层后，再平铺第二层继续夯实，直至碎石无法挤入土层中为止；
（3）当碎石挤入土层夯实完成后，在填方区平铺碎石一层，再用石屑灌缝密实，分层铺设厚度至4.0m时，采用4000kN·m单击夯击能重锤挤密夯实，夯击点间距为2.5倍夯锤直径，循环操作至场地平衡为止；
（4）每层最后两击的平均夯沉量不宜大于100mm，夯坑周围地面不应发生过大的隆起，不应夯坑过深而发生提锤困难；
（5）夯击遍数可采用点夯，不少于3遍，每遍夯击点应错开，最后再用低能锤满夯2遍，锤印应搭接；
（6）强夯时应按规范要求控制好含水量；
（7）强夯参数要求：地基承载力fspk≥200kPa，压缩模量Esp≥8MPa。
3.3强夯试验
选用回填区表层填土最深处作为试夯区，试夯面积400m2，每层夯实完后，进行有效加固深度内土层的参数指标原位测试。
3.4质量检验
（1）根据试夯指标确定了场地强夯方案后，对整个场地按上述施工要求进行施工；
（2）每层检测达到设计指标后方可进行下一道工序；
（3）场地强夯平整完成后，应采用荷载试验的方法检测夯实地基土的承载力，500kV配电区域、主控楼区域、主变区域、220kV区域各取3个点；
（4）分层检测及站区验收检测应提交完整的检测报告。
4实施结果
工程施工实施过程中，对强夯试验区进行了动力触探和静载试验检测，出具了正式的检测报告，地基承载力fspk≥200kPa，压缩模量Esp≥8MPa，试夯区强夯合格，满足设计要求。根据试夯的施工方案，由低至高分层回填，大面积组织强夯流水施工作业，结合场地的地势高差，回填区分三层（每层四米左右）逐层强夯，并按试夯时的参数进行控制。强夯完成后，采用超重型動力触探和静力荷载试验进行检测，静载点12个，出具了检测报告：“总体而言施工质量合格，达到了设计要求的承载力和压缩模量控制标准”。
5边坡稳定性分析评价
站址区西侧、南侧为挖方区，西侧边坡开挖不久，因持续下降特大暴雨，西侧坡体发生南北向裂缝，裂缝最宽约20cm，出现滑坡先兆。
原始斜坡处于自然稳定状态，开挖边坡后，斜坡露出的多为强风化云母片岩，因长时间降雨，大量雨水沿岩土体裂隙入渗，强风化云母片岩遇水后，抗剪强度降低，导致岩体沿片理及节理组合的最危险滑动面产生滑动。
站址南侧为基岩高边坡，主要由强—中等风化的云母片岩组成，随着时间的推移，该边坡岩石风化程度会进一步加深，其强度也会不断降低。
在施工整平过程中，破坏了原有植被，增大了坡角和坡高，减少了坡体的下部支撑力，同时由于削坡后的卸载作用，导致坡体中的应力重新分配，南侧边坡亦有产生沿软弱结构面滑移的可能。
6边坡岩土工程勘察
为查明边坡的空间形态、地层岩性、岩土结构、风化分带和物质组成，以及水文气象、水文地质资料、地下水条件、场地地震效应分析等，进行了边坡岩土工程勘察，本文仅列出岩土层主要力学性质指标如表1：
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002），边坡工程安全等级为Ⅰ级，安全系数取 1.35。
7边坡防治设计
治理主要措施为板桩式挡土墙、挡土墙工程、格构锚杆植草绿化护坡工程和排水工程（含地表、支撑渗沟），本文只介绍板桩式挡土墙和格构锚杆植草绿化护坡工程。 7.1板桩式挡土墙
西侧边坡已出现明显裂缝，有滑坡先兆，在西侧边坡坡脚处设板桩式挡土墙，墙身为18根抗滑桩，抗滑桩断面尺寸为1.5m×2.5m，桩中心间距5.0m，桩长一般为18m，挡土板断面尺寸0.25m×1.0m。按照滑坡推力作用、库仓土压力作用（一般情况）、库仓土压力（地震情况）三种工况，分别计算桩身最大弯距、最大剪力，再进行桩身配筋计算和挡土板内力配筋计算，以确定抗滑桩和挡土板的配筋。挡土墙墙身（挡土板）设置排水孔，桩身不设排水孔。墙背（挡土板后）设置厚度为30～50cm的反滤层，反滤层采用透水性材料（如中粗砂、卵石等）填筑。保证桩身嵌入稳定基岩的长度不少于总桩长的1/2，板桩式挡土墙桩顶设1.0×1.0m联系梁，并在桩顶设1.20m高不锈钢钢管栏杆。
7.2格构锚杆护坡
南侧边坡按1：1.5～1：1.7的坡比自上而下开挖削坡，边坡卸载开挖后，进行整体稳定计算，稳定系数1.32，整体稳定。但经搜索，浅层滑体最小稳定系数不满足安全要求，一般浅层5～7m范围存在滑动可能，需要采用格构锚杆加固。开挖削坡整坡后的坡面，设钢筋混凝土格构框格，格构框格内回填20～30cm厚的耕植土，并植草绿化护坡。格构梁断面400mm×300mm，边坡周边处格构边梁断面500mm×400mm，格构梁横向中心间距4m，竖向间距为2m。格构梁结点处设9m、12m长地面砂浆锚杆，锚杆下倾25°，锚固体直径110mm，锚杆钢筋为HRB335级准25螺纹钢筋。
8结 语
随着推广实施“资源节约型、环境友好型、工业化”变电站，节约土地资源必将成为常态，站址选择也必将面临越来越复杂的建设条件。复杂的山区地形地貌、荒山荒坡，势必涉及到土方的深挖高填与边坡防治。因此，做好劈山填谷场地的地基处理与边坡防治至关重要。
参考文献：
[1]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）.
[2]《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22：2005）.
[3]徐国民，李四全等. 《丽江水泥厂边坡治理施工图设计》 ，2007.
[4]甘厚义、金幸初、张立安等.贵阳龙洞堡机场大块石填筑地基的强夯处理技术，建筑科学.1995年第1期
[5]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地質出版社.1994
[6]张有天，周维恒.岩石边坡的变形与稳定[M].北京：中国水利水电出版社.1995.5.
[7]李荣伟，侯恩科.边坡稳定性评价方法研究现状与发展趋势[J].西部探矿工程.2007（3）4-7
关键词：变电站；高填方；地基处理；高边坡
1工程概况
某变电站站址为山前坡地向冲沟过渡地段，自然地面标高在559～610之间，地面高差较大，山体云母片岩风化厚度变化多样，地质条件较差。
2地基处理方案选择
建筑场地平整采用挖方填方就地平衡的原则，填方区最深处深度约为15.0m，回填区填方全部采用挖方区所挖出的云母片岩，填料中含有25%的中微风化岩石，而且绝大部分是强风化片岩。
方案1：采用微风化石料，以持力层为支撑砌墩式基础，此方案需要大量石料，现场不能满足，不可行；
方案2：对挖方区挖出的石方首先进行再次破碎后分层碾压对填方区回填，此方案对天气情况要求较高，工期需要延长，且处理后的承载力远远不能满足设计需求，不可行；
方案3：采用桩基，碎石回填后成孔，此方案施工难度过高，不可行；
方案4：用强夯法处理适合碎石、粉土与粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土和素填土地基，可予采用。
初步设计对上述四种方案进行了技术经济比较，确定强夯为本工程回填区地基处理的首选方案，并通过了初步设计评审。
3强夯平整施工方案
3.1场地平整工序
（1）先将站区场地标高572.50m以上的碎石面层全部土方，以及572.50m以下的部分土方，总计60000m3清除至站外，转移到周边临时租用地堆放；
（2）对标高572.50m以上的岩石进行分层开挖，岩石破碎石至回填区进行分层回填强夯，直至挖填平衡；
（3）将堆放在场外的土方对整个场地进行分层回填碾压平整（每层厚度250mm），压实系数不小于0.90，从而确定初平标高；
（4）站区内基槽余土就地回填，待基础全部施工后，分层夯实回填至场地设计标高。
3.2施工要求
（1）挖方区岩石开挖时，应分层进行，作为回填料的碎石粒径不应大于150mm；
（2）先在回填区域平铺一层多棱角的碎石，粒径100～150mm，用6000kN·m单击夯击能重锤挤密夯实，夯击点间距为2.5倍夯锤直径，当第一层碎石挤入土层后，再平铺第二层继续夯实，直至碎石无法挤入土层中为止；
（3）当碎石挤入土层夯实完成后，在填方区平铺碎石一层，再用石屑灌缝密实，分层铺设厚度至4.0m时，采用4000kN·m单击夯击能重锤挤密夯实，夯击点间距为2.5倍夯锤直径，循环操作至场地平衡为止；
（4）每层最后两击的平均夯沉量不宜大于100mm，夯坑周围地面不应发生过大的隆起，不应夯坑过深而发生提锤困难；
（5）夯击遍数可采用点夯，不少于3遍，每遍夯击点应错开，最后再用低能锤满夯2遍，锤印应搭接；
（6）强夯时应按规范要求控制好含水量；
（7）强夯参数要求：地基承载力fspk≥200kPa，压缩模量Esp≥8MPa。
3.3强夯试验
选用回填区表层填土最深处作为试夯区，试夯面积400m2，每层夯实完后，进行有效加固深度内土层的参数指标原位测试。
3.4质量检验
（1）根据试夯指标确定了场地强夯方案后，对整个场地按上述施工要求进行施工；
（2）每层检测达到设计指标后方可进行下一道工序；
（3）场地强夯平整完成后，应采用荷载试验的方法检测夯实地基土的承载力，500kV配电区域、主控楼区域、主变区域、220kV区域各取3个点；
（4）分层检测及站区验收检测应提交完整的检测报告。
4实施结果
工程施工实施过程中，对强夯试验区进行了动力触探和静载试验检测，出具了正式的检测报告，地基承载力fspk≥200kPa，压缩模量Esp≥8MPa，试夯区强夯合格，满足设计要求。根据试夯的施工方案，由低至高分层回填，大面积组织强夯流水施工作业，结合场地的地势高差，回填区分三层（每层四米左右）逐层强夯，并按试夯时的参数进行控制。强夯完成后，采用超重型動力触探和静力荷载试验进行检测，静载点12个，出具了检测报告：“总体而言施工质量合格，达到了设计要求的承载力和压缩模量控制标准”。
5边坡稳定性分析评价
站址区西侧、南侧为挖方区，西侧边坡开挖不久，因持续下降特大暴雨，西侧坡体发生南北向裂缝，裂缝最宽约20cm，出现滑坡先兆。
原始斜坡处于自然稳定状态，开挖边坡后，斜坡露出的多为强风化云母片岩，因长时间降雨，大量雨水沿岩土体裂隙入渗，强风化云母片岩遇水后，抗剪强度降低，导致岩体沿片理及节理组合的最危险滑动面产生滑动。
站址南侧为基岩高边坡，主要由强—中等风化的云母片岩组成，随着时间的推移，该边坡岩石风化程度会进一步加深，其强度也会不断降低。
在施工整平过程中，破坏了原有植被，增大了坡角和坡高，减少了坡体的下部支撑力，同时由于削坡后的卸载作用，导致坡体中的应力重新分配，南侧边坡亦有产生沿软弱结构面滑移的可能。
6边坡岩土工程勘察
为查明边坡的空间形态、地层岩性、岩土结构、风化分带和物质组成，以及水文气象、水文地质资料、地下水条件、场地地震效应分析等，进行了边坡岩土工程勘察，本文仅列出岩土层主要力学性质指标如表1：
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002），边坡工程安全等级为Ⅰ级，安全系数取 1.35。
7边坡防治设计
治理主要措施为板桩式挡土墙、挡土墙工程、格构锚杆植草绿化护坡工程和排水工程（含地表、支撑渗沟），本文只介绍板桩式挡土墙和格构锚杆植草绿化护坡工程。 7.1板桩式挡土墙
西侧边坡已出现明显裂缝，有滑坡先兆，在西侧边坡坡脚处设板桩式挡土墙，墙身为18根抗滑桩，抗滑桩断面尺寸为1.5m×2.5m，桩中心间距5.0m，桩长一般为18m，挡土板断面尺寸0.25m×1.0m。按照滑坡推力作用、库仓土压力作用（一般情况）、库仓土压力（地震情况）三种工况，分别计算桩身最大弯距、最大剪力，再进行桩身配筋计算和挡土板内力配筋计算，以确定抗滑桩和挡土板的配筋。挡土墙墙身（挡土板）设置排水孔，桩身不设排水孔。墙背（挡土板后）设置厚度为30～50cm的反滤层，反滤层采用透水性材料（如中粗砂、卵石等）填筑。保证桩身嵌入稳定基岩的长度不少于总桩长的1/2，板桩式挡土墙桩顶设1.0×1.0m联系梁，并在桩顶设1.20m高不锈钢钢管栏杆。
7.2格构锚杆护坡
南侧边坡按1：1.5～1：1.7的坡比自上而下开挖削坡，边坡卸载开挖后，进行整体稳定计算，稳定系数1.32，整体稳定。但经搜索，浅层滑体最小稳定系数不满足安全要求，一般浅层5～7m范围存在滑动可能，需要采用格构锚杆加固。开挖削坡整坡后的坡面，设钢筋混凝土格构框格，格构框格内回填20～30cm厚的耕植土，并植草绿化护坡。格构梁断面400mm×300mm，边坡周边处格构边梁断面500mm×400mm，格构梁横向中心间距4m，竖向间距为2m。格构梁结点处设9m、12m长地面砂浆锚杆，锚杆下倾25°，锚固体直径110mm，锚杆钢筋为HRB335级准25螺纹钢筋。
8结 语
随着推广实施“资源节约型、环境友好型、工业化”变电站，节约土地资源必将成为常态，站址选择也必将面临越来越复杂的建设条件。复杂的山区地形地貌、荒山荒坡，势必涉及到土方的深挖高填与边坡防治。因此，做好劈山填谷场地的地基处理与边坡防治至关重要。
参考文献：
[1]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）.
[2]《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22：2005）.
[3]徐国民，李四全等. 《丽江水泥厂边坡治理施工图设计》 ，2007.
[4]甘厚义、金幸初、张立安等.贵阳龙洞堡机场大块石填筑地基的强夯处理技术，建筑科学.1995年第1期
[5]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地質出版社.1994
[6]张有天，周维恒.岩石边坡的变形与稳定[M].北京：中国水利水电出版社.1995.5.
[7]李荣伟，侯恩科.边坡稳定性评价方法研究现状与发展趋势[J].西部探矿工程.2007（3）4-7