三七配设计方案及预算

新疆乌鲁木齐电业局110kV三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司2014年11月新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司目录一、前言..........................................................................................1二、工程地质概况.........................................................................2三、不良地基基础土对建筑物质量的影响分析.........................2四、三汽配变电站建筑物基础沉降、塌陷、裂损性状分析.....4五、塌陷区域基础加固整治设计方案比较.................................81.水泥静压注浆托换方案.........................................................82.换填法方案.............................................................................9六、推荐方案的设计.....................................................................91.设计依据。.............................................................................92.静压注浆托换范围...............................................................103.注浆孔布置及注浆次序......................................................104.注浆孔位布置放线定时的注意事项.................................105.钻孔工艺要求.......................................................................106.注浆材料配合比与注浆压力确定.......................................117.注浆质量检验.......................................................................128.注浆试验..............................................................................129.钻孔、注浆施工流程........................................................12七、塌陷混凝土地面等附属零星修建工程细部设计...............13八、工程总投资............................................................................14九、结论及结束语.......................................................................15十.附件..........................................................................................17新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司编制人员审定：吴泰安校核：王延安编写：吴泰安方超车鹏军制图：车鹏军西安方力水电工程有限公司1新疆乌鲁木齐供电公司110kV三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告一、前言新疆乌鲁木齐供电公司110kV三汽配变电站位于乌鲁木齐市市区青年路东侧，交通比较方便。本变电站建于2007年，2008年9月投产运行。变电站占地面积约3000m2，建筑物综合楼（2F）一栋，建筑面积1932m2。变电站四周建有围墙，其中东墙为24砖彻墙体，每3.5m设一保护墙墩，墙高2.5m，墙壁总长84m；其它三面围墙均为设有砖砌保护墙墩的铁制栏栅墙。近年来，本变电站内综合楼四周墙体外混凝土地面相继出现塌陷、裂缝，局部沉降达15cm之多，其中东墙体下边混凝土防水地面及4个采光井3面围墙塌陷较为严重，局部沉降近18cm；东围墙砖彻墙体南段、北段地面上高1.2m处，分别有一长18m、22m的水平裂缝，裂缝宽0.6～1.5cm，宽处可透视。为保证本变电站的安全运行，新疆乌鲁木齐供电公司拟对上述问题进行标准化整治，为此，委托我公司针对本变电站既有建筑出现的沉陷、裂损等问题进行整治工程设计，现提出《新疆乌鲁木齐供电公司110kV三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告》。新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司2二、工程地质概况新疆乌鲁木齐110kV三汽配变电站场地建前地形为一垃圾坑，坑底部地面由西向东倾斜，坡度较大。坑深距现在地面约7～8m，8m以下为砂岩。砂岩上部厚约0.5m的风化层。场地基础由外面拉运土至变电站，经分层铺设、碾压至设计标高，故为人工基础。通过我公司专家及技术人员现场踏勘、查阅有关资料，归纳判定，该变电站的地质土性具有以下不良特性：1.场内人工基础土为含有易溶盐的盐渍土，对混凝土、建筑金属材料有腐蚀性；2.具有湿陷性特征，地基基础土体见水后湿陷，土体收缩后沉降塌陷；3.人工地基基础厚度太大，土体未固结到位（设计、施工时没有采取相应的工程措施）。三、不良地基基础土对建筑物质量的影响分析1.场地土湿陷性对建筑物质量的影响110kV三汽配变电站场地上层地基土具有湿陷性，且为人工回填的（7～8m）基础，厚度很大，在几年内都难以固结到位，土体具有一定孔隙，场地土层受不同季节含水量影响较大，其力学指标会有较大差异性。从土体物理力学理论和大量工程和生活实践中已被充分证明。如，我们经常遇见：河边、湖边、新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司3水库等旁边构筑的建筑物，当河、湖、水库水位保持在一定高度时，其周边的既有建筑物安全无恙；当干旱无雨时，河、湖、水库水位逐渐下降甚至干涸现象出现时，河、湖、水库周边建在土体上的既有建筑物便会出现程度不同的沉降、裂损甚至塌陷。因为土体中含水量大量蒸发、反流后，土体中原本由水充填的孔隙大大的增大，故土体就会在自身重量和上部建筑物的压应力作用下而出现沉降等现象。这就是场地粉土层受不同季节含水量影响较大的主要原因。这种沉降，随地基基础土的厚度不一，产生的沉降乃至塌陷深度亦不一，即：不均匀沉降。地基基础产生不均匀沉降后，使上部建筑物发生破坏，如本变电站院内防水混凝土地面、散水出现的不均匀沉降、裂损等。以上情况可知，对粉土地基基础进行工程处理时，除应要充分认识该类土性的物理特性外，还应在工程设计、施工时采取相应的工程措施。2.盐渍土的物理特性及对建筑物的影响110kV三汽配变电站基础土体为含有硫酸盐的盐渍土,盐渍土对金属具有腐蚀性。按《新疆维吾尔自治区工程建设标准盐渍土地区工业民用建筑规程》（XJ35—92）和我国现行有关法规，地质中含有0、3%以上的易溶盐即为盐渍土。因此，本工程从设计、施工上均应采取必要的消除盐渍土的工程措施。土壤中含有较多的硫酸盐时，当盐渍土处于干燥状态情况下，具有较高的强度：当土体遇水时易溶盐呈液状，土体性质新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司4就会发生根本变化，土体压缩性增加，土体强度丧失。硫酸盐类结晶时则会产生膨胀。这是因为地基土中硫酸钠的溶解与结晶特性作用的结果。当环境温度低于32℃时，硫酸钠的溶解度随着温度的升高而明显增大，是吸收10个水分子结晶而膨胀。在日温差较大的新疆广大地区，一天之内土壤会产生膨胀和收缩，当与水溶解时土体会缩小，反之相反。这种升温干燥和遇水产生的交替胀缩作用，就会使地基土的稳定受到破坏。同时，溶解水对砼和金属则会产生较强腐蚀。3.人工回填基础厚度超规时土体固结收缩对建筑物的影响前已述及，本变电站建筑物基础为人工回填基础，且回填厚度达7～8m，这样厚的回填土直接作为建筑物的基础时，设计及施工时都应采取必要的工程措施，否则，回填基础出现塌陷沉降不可避免。我国现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002J220—2002第4章4.2款中规定：回填土的垫层厚度不宜大于3m，否则应采取必要的工程措施，如桩基等。同时要保证建筑物周围的排水一定要畅通。本变电站东围墙墙体裂缝、沉降塌陷与墙体基础回填厚度且基础土固结没有完成（一般需要8～10年或更长时间）及工程措施不力是发生塌陷的直接原因。四、三汽配变电站建筑物基础沉降、塌陷、裂损性状分析新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司5变电站占地面积3000m2，既有建筑物综合楼（2F）一栋，建筑面积1932m2。变电站四周建有围墙，其中东墙为（二四）砖彻墙体，墙壁总长84m，每隔3.5m设一保护墙墩，墙高2.5m，其它三面围墙均为设有砖砌保护墙墩的铁制栏栅墙。（一）三汽配变电站建筑物基础沉降、塌陷、裂损性状分析现场勘察发现三汽配变电站建筑物基础沉降、塌陷、裂损性状归纳有以下几个病害现象：1.建筑物基础沉降、塌陷、裂损性状变电站综合楼墙体四周散水部位与站内场地面均设有防水混凝土地面，两者连为一体，原施工时（从塌陷痕迹看）散水处与外场地地面没有设放坡度，而是呈水平状。基础出现的沉降、塌陷、裂损性状有：综合楼款墙体与防水混凝土地面连接处严重沉降、裂缝、塌陷，其中东檐墙(南山墙墙体向东十余米)墙体混凝土防水地面向外（约4m）与相邻的防水混凝土地面伸缩缝处向上翘起，最高翘起6cm，地面严重变形。综合楼东桅墙外4个采光井三面围墙顶部均出现不同程度的裂缝或裂缝变形翘起或脱落；北山墙3个门洞前的踏步均出现掉皮、松散、面层脱落、沉降等病害性状。东围墙为砖彻墙体（墙体总长84m，每隔3.5m设一保护墙墩，墙高2.5m）南段与北段地面上高1.2m处分别有一长18m、新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限公司622m的水平裂缝，裂缝宽0.6～1.5cm，宽处可透视；墙面涂料开裂、脱絮。2.建筑物基础沉降、塌陷、裂损等性状分析本变电站建筑物基础出现的沉降、塌陷、裂缝等病害，除客观上存在不良地质土性（前已述及）有关外，其主观上存在：应对上述不利因素（从设计、施工）采取必要的工程措施而没有采取，所以，出现沉降、塌陷、裂缝实属必然。归纳有以下几点：（1）关于综合楼外墙下防水混凝土沉降、塌陷等（散水部位）问题及对策。本部位在施工中没有设立专门的防水混凝土散水，且混凝土防水地面原建为水平面，地面与墙体接合缝没有用封闭，当有雨（雪）水从接合逢渗入基础土体后，久而久之，基础土土体出现湿陷、再次固结后土体收缩产产生基础沉降，故造成上部混凝土防水地面在自重压应力下使其变形。正常情况下的工程措施应为：散水与墙体接合部标高应高出外地面10～15cm，且应有3～5%的（内高外低）坡度，如果散水与墙体接缝设有伸缩缝时，则其缝应用热沥青封闭，以防雨（雪）水渗入地基基础。（2）关于采光井围墙顶部开裂翘起变形、踏步松散、脱落问题。综合楼外东侧采光井围墙体沉降，顶部开裂、变形、翘起。新疆乌鲁木齐供电公司110kv三汽配变电站塌陷区域整治工程可研及初设报告西安方力水电工程有限