劉懷平

摘 要：國(guó)電常州電廠位于常州市北郊18km的圩塘境內(nèi)，一期工程為2×600MW國(guó)產(chǎn)超臨界凝汽式燃煤發(fā)電機(jī)組。當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件極為復(fù)雜，較為穩(wěn)妥及常用的地基處理方式是灌注樁施工，但工期長(zhǎng)，費(fèi)用高。初步設(shè)計(jì)決定采用PHC高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁作為地基處理的主要形式，但在常州地區(qū)類似地質(zhì)條件下從未成功施工過(guò)PHC管樁，施工難度極大，斷樁率很高，無(wú)法滿足施工及質(zhì)量要求。但考慮PHC管樁施工進(jìn)度、造價(jià)等方面的優(yōu)勢(shì)，決定在施工工藝上下功夫解決保證PHC管樁的施工質(zhì)量。在煙囪基礎(chǔ)打樁時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，在獲得成功后，在全廠范圍內(nèi)推廣。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件；PHC管樁；施工工藝

1 施工工藝

樁型為PHC-AB600-110，每根樁分3節(jié)，持力層為⑧號(hào)粉砂層。其中煙囪區(qū)域171根，樁長(zhǎng)33～37m，樁頂入土深度2～5m。主廠房及集控樓共計(jì)2512根，樁長(zhǎng)多為34m，35m。用全液壓履帶式打樁機(jī)配掛柴油錘進(jìn)行錘擊沉樁。

1.1 工藝流程

采取下面的施工流程：

定位→ 引孔→ 插樁→ 沉樁→ 接樁→ 沉樁→ 接樁→ 沉樁→ 送樁

1.2 操作要點(diǎn)

（1）施工前合理規(guī)劃施工順序，遵循由內(nèi)而外的原則。若施工順序不合理易造成封閉樁（即該樁周圍的樁都施工完），這樣沉樁時(shí)壓力不能擴(kuò)散，樁難以送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（2）引孔：在試樁過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)樁身斷裂很大程度上是在穿過(guò)⑤⑥⑦號(hào)土層過(guò)程中發(fā)生的（見(jiàn)地質(zhì)剖面圖）。特別是在穿過(guò)⑤號(hào)含有致密砂巖狀的鈣質(zhì)強(qiáng)膠結(jié)物質(zhì)的粉細(xì)砂層時(shí)，因此提出建議采用預(yù)引孔后錘擊的施工方法，預(yù)先引孔穿過(guò)⑤號(hào)土層，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院對(duì)此工藝進(jìn)行復(fù)核后確定引孔后對(duì)承載力不產(chǎn)生影響，因此確定采用引孔施工的施工工藝。在煙囪施工到第三根樁時(shí)產(chǎn)生斷樁，經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)斷樁原因是引孔未完全穿透⑤號(hào)土層所致，最終確定引孔深度以穿過(guò)⑤號(hào)土層為標(biāo)準(zhǔn)。前期采用濕引孔，通過(guò)觀察引孔帶出的土質(zhì)進(jìn)行確認(rèn)，后為加快施工進(jìn)度引進(jìn)新工藝采用干引孔，但無(wú)法再通過(guò)帶出的土進(jìn)行斷定是否穿透⑤號(hào)土層。通過(guò)查閱地質(zhì)資料，確認(rèn)該地區(qū)⑤號(hào)土層深度在27.5m以內(nèi)，僅有極個(gè)別的略為超過(guò)此深度，再結(jié)合引孔機(jī)的極限引孔深度，決定引孔深度統(tǒng)一為27.5m，能夠滿足施工工藝要求。另沉樁時(shí)樁易順成孔方向沉入，不易調(diào)整，影響最終成樁質(zhì)量。因此引孔時(shí)必須保證引孔的垂直度。濕引時(shí)引孔機(jī)采用掛線錘調(diào)整，干引孔因引孔機(jī)采用履帶式引孔機(jī)，樁架高，故采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀成90度角調(diào)整垂直度。

圖1 地質(zhì)剖面圖

（3）樁錘的選擇：因⑥⑦號(hào)土層為硬塑土，再進(jìn)入⑧號(hào)土層一定深度，沉樁時(shí)較為困難。若按規(guī)范選用能量較小的60錘易造成錘擊數(shù)過(guò)高難以將樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高，而樁在錘擊數(shù)過(guò)高時(shí)易損壞。故選用DELMAG-80錘進(jìn)行沉樁，但因D-80錘錘擊能量高，易將樁打斷，因此采用重錘輕擊原則，控制好檔位在2檔以內(nèi)，在樁貫入度到設(shè)計(jì)值時(shí)要控制檔位在1檔，既保證足夠的錘擊能量沉樁，減少了錘擊數(shù)，又避免了能量過(guò)大將樁打斷。

（4）樁內(nèi)在質(zhì)量：通過(guò)對(duì)試樁結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)樁質(zhì)量不穩(wěn)定是影響穿透⑤號(hào)土層的主要原因，特別是樁的強(qiáng)度。因本地的特殊地質(zhì)條件，沉樁極為困難，錘擊數(shù)太高，若樁的質(zhì)量稍有不足都會(huì)造成斷樁或樁頭破碎。樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C80，若不能從原材料、制作工藝多方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，是難以達(dá)到此強(qiáng)度的。因此必須保證樁的強(qiáng)度。為進(jìn)一步加強(qiáng)樁的粘結(jié)力，在樁兩端1.5m范圍內(nèi)增加鋼纖維，避免樁頭受錘擊而破碎。

（5）嚴(yán)格控制錘擊能量：本工程采用D80型錘，嚴(yán)格控制錘擊能量。根據(jù)PHC樁自身的強(qiáng)度情況，考慮到一定的偏心受力，錘擊力應(yīng)控制在7000kN左右，錘擊能量應(yīng)控制在60～90kJ左右。錘擊力過(guò)大容易造成樁身?yè)p壞，錘擊力過(guò)小可能造成錘擊數(shù)過(guò)高或樁無(wú)法沉入到設(shè)計(jì)標(biāo)高。對(duì)于D80錘而言，要達(dá)到上述的錘擊力和錘擊能量，并使錘擊能量較均勻地作用到樁頂上，樁帽和樁頂?shù)木彌_材料與厚度選擇尤為重要。砧板厚度不小于8cm.。樁頂緩沖墊采用包裝紙板，并且每根樁都重新更換，其緩沖作用優(yōu)于硬木、橡膠等。

（6）垂直度：打樁前須調(diào)整樁錘、樁帽、樁身在同一直線上，且與樁架平行。樁打入的垂直度對(duì)成樁質(zhì)量影響極大，因此需用兩臺(tái)經(jīng)緯儀成90度角對(duì)樁身和樁架進(jìn)行觀測(cè)以保證樁基施工的垂直度。樁的第一節(jié)的垂直度對(duì)樁的最終垂直度影響極大，第一節(jié)樁若不垂直以后將無(wú)法進(jìn)行調(diào)整。因此第一節(jié)樁豎起后，用經(jīng)緯儀仔細(xì)校正，等完全垂直后才能沉樁。在沉樁過(guò)程中隨時(shí)觀察樁垂直度的變化，隨時(shí)調(diào)整。沉樁時(shí)必須采取小落距，不可一下沉到位，中途必須暫停，等用經(jīng)緯儀校正后方可繼續(xù)向下沉樁。

（7）接樁焊接質(zhì)量：樁對(duì)直后，焊接時(shí)由兩名電焊工在樁兩側(cè)對(duì)稱位置同時(shí)施焊，以防焊接應(yīng)力不均而使樁身歪斜。焊縫質(zhì)量要求：焊縫平順、飽滿，無(wú)裂縫，不能出現(xiàn)夾渣、氣孔等不符合規(guī)范的缺陷。焊接時(shí)分三層四道堆積施焊，第一層打底，第二層分兩道堆焊，第三層蓋面，每層間的焊渣必須清除干凈，方能再焊下一層。

（8）送樁：因樁頂標(biāo)高低于地面2m～5m，因此需采用送樁器將樁送入土中。送樁時(shí)需調(diào)整送樁器與樁在同一直線上，否則易使樁頭損壞，樁頭損壞后就無(wú)法將樁繼續(xù)施打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。送樁器是否與樁身順直可通過(guò)施打過(guò)程中的聲音和觀察送樁器是否異?；蝿?dòng)來(lái)確定。

（9）停錘：必須嚴(yán)格遵循圖紙?jiān)O(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn)：①樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高：最后貫入度小于6cm/10擊即可停打；②樁頂標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高：高于設(shè)計(jì)標(biāo)高0m～1.0m時(shí)，貫入度已小于10擊3cm即可停打；高于設(shè)計(jì)標(biāo)高1.0m～2.0m時(shí)，貫入度已小于10擊2cm即可停打。③高于設(shè)計(jì)標(biāo)高2.0m以上時(shí)，貫入度已小于10擊2cm，此時(shí)需經(jīng)高應(yīng)變測(cè)定其承載力后可停打。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上措施，加強(qiáng)對(duì)每道工序的嚴(yán)格把關(guān)，常州電廠施工的煙囪171根樁共斷樁3根，主廠房和集控樓樁基2512根，共斷樁25根，PHC管樁施工取得了成功，與灌注樁相比，大大加快了施工進(jìn)度，降低了工程造價(jià)，打破了常州地區(qū)類似地質(zhì)條件下從未施工過(guò)PHC高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的先例。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杜強(qiáng).PHC管樁施工工藝[J].山西建筑，2010（1）：154～155.