PHC管樁在淮南潘集地區(qū)施工過程中的質(zhì)量分析及改進(jìn)

陳翔宇 淮南礦業(yè)集團(tuán)電力有限責(zé)任公司

1 前言

淮南市位于淮河以南，地勢(shì)平坦，地貌單元屬淮河一級(jí)、二級(jí)階地，第四紀(jì)沉積物覆蓋層屬第四紀(jì)晚更新世及其以前形成，下伏三疊系砂巖。本文結(jié)合淮南潘集地區(qū)火力發(fā)電廠工程建設(shè)期間，對(duì)實(shí)際PHC管樁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行分析，并制定切實(shí)有效的預(yù)防改進(jìn)措施，為淮南地區(qū)同類工程沉樁施工提供借鑒參考。

2 工程概況

本工程為潘集電廠一期2×660MW超超臨界燃煤機(jī)組工程，工程位于安徽省淮南市潘集區(qū)架河鎮(zhèn)王圩村和淮北村，距淮南市中心約30km，廠址區(qū)域?yàn)檗r(nóng)田，地勢(shì)平坦，廠址區(qū)域自然標(biāo)高約21.7m～22.2m。廠內(nèi)主廠房、鍋爐房、煙囪、冷卻塔等重要單位工程當(dāng)?shù)鼗翉?qiáng)度不能滿足上部荷載和變形要求時(shí)，擬采用PHC預(yù)制管樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)采用錘擊法進(jìn)行施工。廠區(qū)重要構(gòu)筑物樁長如表1所示。

表1 廠區(qū)重要構(gòu)筑物樁長

2.1 工程地層概況

潘集電廠廠址位于淮北沖積平原的南緣，淮河中游北岸的一級(jí)階地上，場(chǎng)地大部分為廣闊的農(nóng)田，地形平坦，微向南傾。根據(jù)工程影響范圍內(nèi)地層大致可分為6層，詳見表2所示。

表2 工程影響范圍內(nèi)地層分層表

3 樁基礎(chǔ)沉樁過程中存在質(zhì)量問題及原因分析

施工過程中，施工人員未對(duì)樁基施工過程中質(zhì)量問題未引起足夠的重視，致使樁基礎(chǔ)施工問題時(shí)常發(fā)生。

第一，樁身傾斜。

廠區(qū)內(nèi)地勢(shì)較為平整，基本無顛簸和起伏，但在主廠房區(qū)域和鍋爐區(qū)域出現(xiàn)了127根不同程度的樁身傾斜，直接原因兩項(xiàng)：（1）穩(wěn)樁時(shí)樁不垂直；（2）送樁器、樁帽及樁不在同一條直線上。促成因素兩項(xiàng)：（1）施工人員未經(jīng)過培訓(xùn)；（2）技術(shù)人員未進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督。

第二，樁頭破損。

第三，樁頭破損屬于樁基礎(chǔ)施工過程中的通病，本次在#2鍋爐的樁基礎(chǔ)施工過程中沉樁總計(jì)為303根，樁頭破損數(shù)目為37根，樁頭破損率達(dá)到了12.2%，遠(yuǎn)超規(guī)定范圍內(nèi)5%的數(shù)量。經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)整理分析，經(jīng)討論認(rèn)為直接原因?yàn)樗捻?xiàng)：（1）設(shè)計(jì)管樁進(jìn)入持力層深度與詳勘報(bào)告相比，設(shè)計(jì)裕度較大，樁身送樁困難，導(dǎo)致爆樁頭或不能送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。（2）在樁頭破損中XX華品牌占比較高，樁材質(zhì)量本身存在問題。（3）打樁機(jī)械不同導(dǎo)致樁頭破損率差異較大，樁頭破損集中出現(xiàn)在16.0t導(dǎo)桿錘樁機(jī)打樁過程中，D80筒式錘樁頭破損率低。（4）送樁管底端未安裝樁帽，無樁帽的送樁管更難控制樁錘的錘擊應(yīng)力與樁管中心軸線吻合，容易導(dǎo)致樁頭被打碎。促成因素三項(xiàng)：（1）在同一承臺(tái)集中打樁，單臺(tái)樁機(jī)每天沉樁過快，土體超孔隙水壓力升高，造成了明顯的擠土效應(yīng)。（2）在送樁器與樁頭之間未按照技術(shù)要求增加緩沖紙墊。（3）施工技術(shù)人員未進(jìn)行作業(yè)前的技術(shù)指導(dǎo)。

4 樁基沉樁質(zhì)量的改進(jìn)措施

4.1 樁身傾斜的改進(jìn)措施

（1）沉樁施工前保證施工建設(shè)場(chǎng)地平整，施工時(shí)，應(yīng)在打樁機(jī)行走路線加墊木等物，使打樁機(jī)底盤保持水平。

（2）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行交底，使其按程序進(jìn)行施工。

（3）沉樁施工前，用2臺(tái)正交的經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)校正樁身垂直度，另外在距樁1m～1.5m范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)定位小樁，樁的垂直度偏差不得超過0.5%L（L代表樁長）。為保證沉樁過程中觀察記錄每米的錘擊數(shù)并能夠得到有效控制，在預(yù)制樁每延米處做相應(yīng)標(biāo)識(shí)。

4.2 樁頭破損的改進(jìn)措施

（1）針對(duì)工程中實(shí)際地層中持力層埋深局部存在起伏，導(dǎo)致個(gè)別區(qū)域按照原設(shè)計(jì)圖紙及停錘標(biāo)準(zhǔn)施工困難的實(shí)際情況，對(duì)“PHC樁施打停錘標(biāo)準(zhǔn)：停錘標(biāo)準(zhǔn)以樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為主、貫入度控制為輔的雙重控制原則。”進(jìn)行明確。

補(bǔ)充貫入度控制標(biāo)準(zhǔn)：①樁身進(jìn)入持力層的深度不得小于1800m（在錘擊能量滿足設(shè)計(jì)圖紙要求的前提下，對(duì)于D80筒錘施工，沉樁1m錘擊數(shù)不得少于80錘；對(duì)于16t導(dǎo)桿式柴油錘施工，沉樁1m錘擊數(shù)不得少于60錘，標(biāo)志進(jìn)入持力層1m）；②最后3陣（30擊）沉樁不大于9cm；③原則上，有效樁長與設(shè)計(jì)樁長相差不得超過600mm。

以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)滿足，經(jīng)監(jiān)理或建設(shè)單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后，可以停錘。

以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，必要時(shí)可根據(jù)后續(xù)實(shí)際沉樁情況和檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位確認(rèn)后調(diào)整。

（2）沉樁過程為避免在同一承臺(tái)集中打樁，施工單位在各區(qū)域沉樁作業(yè)應(yīng)盡量采取單排單方向沉樁作業(yè)施工方法，嚴(yán)格控制打樁速率，20m半徑范圍內(nèi)每天沉樁不得超過10套，杜絕土體孔隙水壓力達(dá)到或超過報(bào)警值。

（3）管材進(jìn)場(chǎng)時(shí)，施工單位針對(duì)采用的管材進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，同一廠家，同一批次，同一樁型的管樁材料在沉樁時(shí)，發(fā)現(xiàn)同一時(shí)間段有同批樁材有樁頭破損的情況出現(xiàn)，立即停止沉樁，報(bào)監(jiān)理、建設(shè)單位，并對(duì)這批管材進(jìn)行清退處理。

（4）設(shè)計(jì)單位針對(duì)廠區(qū)內(nèi)需采用樁基礎(chǔ)的構(gòu)筑物，在設(shè)計(jì)時(shí)依照詳勘報(bào)告針對(duì)施工區(qū)地層起伏較大的區(qū)域?qū)軜稑堕L設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，避免出現(xiàn)圖紙一刀切，圖紙與實(shí)際情況不符的現(xiàn)象出現(xiàn)，給施工帶來困難。

5 沉樁質(zhì)量的改進(jìn)成果

樁基沉樁按調(diào)整后的改進(jìn)措施，建設(shè)、監(jiān)理單位對(duì)施工過程中805根工程樁（PHC-600-130-B）進(jìn)行了質(zhì)量跟蹤，樁身傾斜問題基本杜絕，樁身垂直度合格率99.2%，樁頭破損明顯改善，樁頭破損率為3.8%，合格率96.2%。從現(xiàn)場(chǎng)沉樁情況來看，樁頭破損現(xiàn)象得到了較好的控制。

6 結(jié)束語

通過樁基施工過程中發(fā)現(xiàn)的PHC樁施工質(zhì)量問題進(jìn)行分析，矯正了沉樁過程中樁身傾斜質(zhì)量通病問題，樁頭破損事件通過對(duì)已完成數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)查，提出相應(yīng)的處理措施，調(diào)整樁基持力層及停錘標(biāo)準(zhǔn)，大大減小了錘擊次數(shù)，既避免了樁頭破損情況，又提高了沉樁效率，為工程樁大面積施工起到指導(dǎo)作用，可以降低工程樁施工時(shí)的施工質(zhì)量問題。從而保證結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。