【摘 要】本文介紹了微型鋼管樁在大唐桂冠合山發(fā)電公司脫硝改造項(xiàng)目基礎(chǔ)施工中的實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的效果，對(duì)復(fù)雜條件下的場(chǎng)區(qū)設(shè)備改造具有一定的指導(dǎo)意義。

1、工程概況

大唐桂冠合山發(fā)電公司位于廣西中部合山市，電廠(chǎng)總裝機(jī)容量1330MW，其中2×330MW亞臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組于2004年8月投入商業(yè)運(yùn)行，本工程為在已投運(yùn)的合山發(fā)電有限公司1、2號(hào)機(jī)組上加裝脫硝系統(tǒng)。

2、工程地質(zhì)條件

廠(chǎng)區(qū)距區(qū)域活動(dòng)性構(gòu)造斷裂大于12km，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定。地震基本烈度為Ⅵ度。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）場(chǎng)地地震峰值加速度小于0.05g。另?yè)?jù)地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告地震峰值加速度為0.0398g。

主廠(chǎng)房區(qū)巖土層有第四系填土層（QS）、沖洪積層（Q3a1+p1）、坡洪積層（Qs1+p1）、殘積層（Qe1）混碎石黏土、溶洞堆積層（Qca）黏土。下伏基巖為二疊系上統(tǒng)合山組下段（P2h1）燧石條帶灰?guī)r和下統(tǒng)茅口階（P1m）灰?guī)r，兩巖組為假整合接觸，以“五煤”層和硅鋁巖層為標(biāo)志層分界。其中，上層混碎石粘土層，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=80kPa-240 kPa，下伏灰?guī)r巖體強(qiáng)度高質(zhì)致密堅(jiān)硬，地基巖土中有軟土分布，基巖面起伏變化大，巖溶發(fā)育，以下伏灰?guī)r為地基持力層。

3、基礎(chǔ)方案選擇

本工程初步基礎(chǔ)施工方案有鉆孔灌注樁、人工挖孔樁和微型鋼管樁三種，合理的方案選擇是保證下部基礎(chǔ)工程質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵。在深入掌握和研究主廠(chǎng)區(qū)鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及復(fù)雜的地下管網(wǎng)布置現(xiàn)狀，并在已有工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料和周邊環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多種方案的分析，論證與優(yōu)化，確定采用微型鋼管灌注樁+鋼筋混凝土承臺(tái)方案，以充分適應(yīng)狹小空間范圍內(nèi)進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

4、微型鋼管樁施工工藝

1）微型鋼管樁工藝參數(shù)

（1）樁徑分146mm及159mm兩種，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)28-39m不等（入巖深度2.0m），樁間距0.5-1.0m，采用Q345B高頻無(wú)縫鋼管，壁厚10mm;施工采用小型地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn)，成孔直徑200mm，水泥漿砂漿，強(qiáng)度等級(jí)M30，水灰比0.45-0.5，注漿壓力不大于0.6MPa，鋼管樁樁端持力層為合山組下段（P2h1）燧石條帶灰?guī)r（51）要求進(jìn)入持力層不小于1m，設(shè)計(jì)單樁極限承載力640KN，單樁承載力設(shè)計(jì)值320KN，總樁數(shù)222根。

（2）鋼管內(nèi)外灌M25水泥砂漿，水灰比≮0.5，灌漿壓力0.6MPa。樁頂預(yù)埋鋼筋4@12鋼筋并伸入承臺(tái)30d以上。

2）微型鋼管樁施工工藝

（1）施工要點(diǎn)

充分結(jié)合樁位上空和地下管網(wǎng)障礙物，對(duì)影響鄰近設(shè)備管網(wǎng)或構(gòu)成安全隱患時(shí)，會(huì)同相關(guān)部門(mén)采取有效措施，確保方案萬(wàn)無(wú)一失，同時(shí)保證樁機(jī)的正常移動(dòng)和垂直穩(wěn)定。

（2）測(cè)放樁位

根據(jù)軸線(xiàn)放出樁位線(xiàn)，用明確標(biāo)識(shí)確定好樁位位置，并測(cè)引校核坐標(biāo)及校核點(diǎn)，以便準(zhǔn)確進(jìn)行樁基過(guò)程定位。因本基礎(chǔ)采用濕成孔工藝，微型樁定位后人工開(kāi)挖循1.5×1.5×1.5m泥漿護(hù)壁循環(huán)水池。

（3）打試驗(yàn)樁

施工前先打試驗(yàn)樁，數(shù)量不少于1根，以便確定現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際樁長(zhǎng)并校驗(yàn)打樁設(shè)備、施工工藝以及技術(shù)措施是否適宜。

（4）樁機(jī)就位：打樁機(jī)就位時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位，保證垂直穩(wěn)定，循環(huán)水管與鉆桿接在一起，啟動(dòng)鉆機(jī)與水泵，慢慢鉆進(jìn)，每進(jìn)深2m，需要加接一次鉆桿，直至鉆至設(shè)計(jì)有效深度。在施工中要確保樁孔不發(fā)生傾斜、移動(dòng)，并隨時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁孔斜樁要根據(jù)傾斜角度及時(shí)調(diào)整樁架和導(dǎo)桿，并且采取支頂和加固措施防止在施工過(guò)程變動(dòng)和移位。

（5）成樁：孔清洗后及時(shí)在孔內(nèi)安裝預(yù)先制作好的鋼管，鋼管接長(zhǎng)搭接部位用套筒搭接焊，套筒高度不小于鋼管直徑兩倍，套筒壁厚不小于鋼管壁厚，在套筒周邊焊接，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)，并應(yīng)檢查鋼管的垂直度，鋼管6m以下做成花并在下部4～6m設(shè)置出漿口，直徑10mm，間距300mm，出漿孔呈梅花型交錯(cuò)布置，端部采用6mm鋼板封閉，并用6mm厚鋼板封堵鋼且對(duì)稱(chēng)加工2個(gè)V型缺口，出漿孔采用膠帶封口，得到一定壓力后自動(dòng)開(kāi)封，鋼管樁成樁樁頂高出承臺(tái)底不少于300mm。

（6）清孔：在灌注水泥漿前，要對(duì)樁孔進(jìn)行清孔，使孔內(nèi)泥漿全部排出，孔底沉渣厚度不得大于50mm，清孔完成后立刻進(jìn)行水泥漿灌注作業(yè)。樁頂預(yù)埋鋼筋可在承臺(tái)開(kāi)挖后進(jìn)行，按照規(guī)范要求在鋼管樁上進(jìn)行焊接固定。

（7）注漿：水泥漿采用專(zhuān)用機(jī)械進(jìn)行拌制，水灰比控制在0.45-0.5之間，配備專(zhuān)用注漿監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)注漿量和注漿壓力，注漿壓力不小于0.6Mpa，直至水泥漿從管外流出為止，一次注漿完成后暫不拔管，需多次加壓注漿，以得到相應(yīng)沖盈系數(shù)要求。間隔加壓注漿，一般為三到五次，只至完全翻漿為止，第一次注漿壓力0.6-1.0 Mpa，并保持3分鐘，以保證壓力壓破膠帶，使?jié){液壓出管外注滿(mǎn)樁體;第二次注漿壓力不小于1.5Mpa，兩次注漿間隔時(shí)間不小于1.5-4小時(shí)之間。注漿完成后，密封鋼管端部，加壓數(shù)分鐘，待水泥漿再次從鋼管外流出為止。

3）施工質(zhì)量控制

（1）成孔質(zhì)量

鋼管樁孔徑、孔深、樁孔傾斜度等必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范技術(shù)要求，應(yīng)編制詳細(xì)的質(zhì)量控制糾偏預(yù)案，避免發(fā)生塌孔、縮徑、樁端持力層與設(shè)計(jì)不符或發(fā)生樁孔偏移等質(zhì)量缺陷。

（2）孔位、樁孔傾斜度的控制

場(chǎng)地清理后，根據(jù)施工圖采用經(jīng)緯儀和水平儀進(jìn)行鉆孔定位并編號(hào)，用鋼管鋪設(shè)排架固定，嚴(yán)格控制孔位與設(shè)計(jì)偏差在25mm以?xún)?nèi)?？孜淮_定后，調(diào)整鉆架角度，在孔口設(shè)置定位鋼管，以保證鉆孔垂直度符合要求，同時(shí)鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)導(dǎo)桿角度進(jìn)行及時(shí)測(cè)量，并詳細(xì)填寫(xiě)成孔進(jìn)尺記錄，嚴(yán)格控制傾角偏差在1%以?xún)?nèi)。

（3）鉆孔孔徑控制

為避免施鉆過(guò)程引起的動(dòng)應(yīng)力影響相鄰孔壁的穩(wěn)定，施工時(shí)采用跳孔施工方案。鉆孔過(guò)程中針對(duì)不同地層的穩(wěn)定情況，采用沖擊鉆進(jìn)、套管鉆進(jìn)、調(diào)整鉆進(jìn)速度、復(fù)核鉆頭直徑等鉆進(jìn)工藝有效保證成孔孔徑滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

（4）樁長(zhǎng)控制

鉆架就位后，及時(shí)復(fù)核鉆具的總長(zhǎng)度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的余長(zhǎng)來(lái)校驗(yàn)成孔達(dá)到應(yīng)有的設(shè)計(jì)深度。如孔壁穩(wěn)定情況較差，提鉆過(guò)程中碰撞了孔壁，則在下鋼管前應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)行重點(diǎn)清孔并測(cè)定泥漿比重，徹底清除孔底沉渣，以確保有效設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。

5、質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）每3-6根樁留一組試塊，以測(cè)定其抗壓強(qiáng)度，樁身強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（2）采用高、低應(yīng)變檢測(cè)法檢測(cè)其樁身完整性。

6、工程效果

樁基施工完成28天后，按照預(yù)先指定的高應(yīng)變樁位及隨機(jī)抽取的低應(yīng)變樁位進(jìn)行高低應(yīng)變荷載靜載試驗(yàn)。其中高應(yīng)變法檢測(cè)12根樁，占總樁數(shù)的5.4%，低應(yīng)變法檢測(cè)140根樁，占總樁數(shù)的63.1%。

檢測(cè)結(jié)果表明：基樁高應(yīng)變法檢測(cè)12根樁，實(shí)測(cè)單樁豎向抗壓極限承載力在655～687KN之間，均大于設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值320KN的2.0倍;基樁低應(yīng)變監(jiān)測(cè)140根樁，106根樁樁身完整性類(lèi)別為Ⅰ類(lèi)樁，34根樁樁身完整性類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)樁，無(wú)Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁，均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

7、結(jié)語(yǔ)

本工程微鋼管灌注樁在狹小場(chǎng)區(qū)內(nèi)和復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行的成功運(yùn)用，對(duì)類(lèi)似條件下的基礎(chǔ)處理具有較高的借鑒和指導(dǎo)作用。

作者簡(jiǎn)介：

張延昭，男，1973.09，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程施工及管理工作。

（作者單位：大唐龍灘水電開(kāi)發(fā)有限公司龍灘水力發(fā)電廠(chǎng)）