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【摘 要】本文介绍了微型钢管桩在大唐桂冠合山发电公司脱硝改造项目基础施工中的实际应用，取得了良好的效果，对复杂条件下的场区设备改造具有一定的指导意义。
1、工程概况
大唐桂冠合山发电公司位于广西中部合山市，电厂总装机容量1330MW，其中2×330MW亚临界燃煤汽轮发电机组于2004年8月投入商业运行，本工程为在已投运的合山发电有限公司1、2号机组上加装脱硝系统。
2、工程地质条件
厂区距区域活动性构造断裂大于12km，区域构造稳定。地震基本烈度为Ⅵ度。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）场地地震峰值加速度小于0.05g。另据地震安全性评价报告地震峰值加速度为0.0398g。
主厂房区岩土层有第四系填土层（QS）、冲洪积层（Q3a1+p1）、坡洪积层（Qs1+p1）、残积层（Qe1）混碎石黏土、溶洞堆积层（Qca）黏土。下伏基岩为二叠系上统合山组下段（P2h1）燧石条带灰岩和下统茅口阶（P1m）灰岩，两岩组为假整合接触，以“五煤”层和硅铝岩层为标志层分界。其中，上层混碎石粘土层，承载力标准值fk=80kPa-240 kPa，下伏灰岩岩体强度高质致密坚硬，地基岩土中有软土分布，基岩面起伏变化大，岩溶发育，以下伏灰岩为地基持力层。
3、基础方案选择
本工程初步基础施工方案有钻孔灌注桩、人工挖孔桩和微型钢管桩三种，合理的方案选择是保证下部基础工程质量和施工安全的关键。在深入掌握和研究主厂区锅炉系统的结构特点及复杂的地下管网布置现状，并在已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，确定采用微型钢管灌注桩+钢筋混凝土承台方案，以充分适应狭小空间范围内进行基础施工。
4、微型钢管桩施工工艺
1）微型钢管桩工艺参数
（1）桩径分146mm及159mm两种，设计桩长28-39m不等（入岩深度2.0m），桩间距0.5-1.0m，采用Q345B高频无缝钢管，壁厚10mm;施工采用小型地质钻机钻进，成孔直径200mm，水泥浆砂浆，强度等级M30，水灰比0.45-0.5，注浆压力不大于0.6MPa，钢管桩桩端持力层为合山组下段（P2h1）燧石條带灰岩（51）要求进入持力层不小于1m，设计单桩极限承载力640KN，单桩承载力设计值320KN，总桩数222根。
（2）钢管内外灌M25水泥砂浆，水灰比≮0.5，灌浆压力0.6MPa。桩顶预埋钢筋4@12钢筋并伸入承台30d以上。
2）微型钢管桩施工工艺
（1）施工要点
充分结合桩位上空和地下管网障碍物，对影响邻近设备管网或构成安全隐患时，会同相关部门采取有效措施，确保方案万无一失，同时保证桩机的正常移动和垂直稳定。
（2）测放桩位
根据轴线放出桩位线，用明确标识确定好桩位位置，并测引校核坐标及校核点，以便准确进行桩基过程定位。因本基础采用湿成孔工艺，微型桩定位后人工开挖循1.5×1.5×1.5m泥浆护壁循环水池。
（3）打试验桩
施工前先打试验桩，数量不少于1根，以便确定现场实际桩长并校验打桩设备、施工工艺以及技术措施是否适宜。
（4）桩机就位：打桩机就位时，应对准桩位，保证垂直稳定，循环水管与钻杆接在一起，启动钻机与水泵，慢慢钻进，每进深2m，需要加接一次钻杆，直至钻至设计有效深度。在施工中要确保桩孔不发生倾斜、移动，并随时监测，发现桩孔斜桩要根据倾斜角度及时调整桩架和导杆，并且采取支顶和加固措施防止在施工过程变动和移位。
（5）成桩：孔清洗后及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管接长搭接部位用套筒搭接焊，套筒高度不小于钢管直径两倍，套筒壁厚不小于钢管壁厚，在套筒周边焊接，焊缝应饱满，并应检查钢管的垂直度，钢管6m以下做成花并在下部4～6m设置出浆口，直径10mm，间距300mm，出浆孔呈梅花型交错布置，端部采用6mm钢板封闭，并用6mm厚钢板封堵钢且对称加工2个V型缺口，出浆孔采用胶带封口，得到一定压力后自动开封，钢管桩成桩桩顶高出承台底不少于300mm。
（6）清孔：在灌注水泥浆前，要对桩孔进行清孔，使孔内泥浆全部排出，孔底沉渣厚度不得大于50mm，清孔完成后立刻进行水泥浆灌注作业。桩顶预埋钢筋可在承台开挖后进行，按照规范要求在钢管桩上进行焊接固定。
（7）注浆：水泥浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.45-0.5之间，配备专用注浆监测设备监测注浆量和注浆压力，注浆压力不小于0.6Mpa，直至水泥浆从管外流出为止，一次注浆完成后暂不拔管，需多次加压注浆，以得到相应冲盈系数要求。间隔加压注浆，一般为三到五次，只至完全翻浆为止，第一次注浆压力0.6-1.0 Mpa，并保持3分钟，以保证压力压破胶带，使浆液压出管外注满桩体;第二次注浆压力不小于1.5Mpa，两次注浆间隔时间不小于1.5-4小时之间。注浆完成后，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。
3）施工质量控制
（1）成孔质量
钢管桩孔径、孔深、桩孔倾斜度等必须满足设计及有关规范技术要求，应编制详细的质量控制纠偏预案，避免发生塌孔、缩径、桩端持力层与设计不符或发生桩孔偏移等质量缺陷。
（2）孔位、桩孔倾斜度的控制
场地清理后，根据施工图采用经纬仪和水平仪进行钻孔定位并编号，用钢管铺设排架固定，严格控制孔位与设计偏差在25mm以内。孔位确定后，调整钻架角度，在孔口设置定位钢管，以保证钻孔垂直度符合要求，同时钻进过程中应对导杆角度进行及时测量，并详细填写成孔进尺记录，严格控制倾角偏差在1%以内。
（3）钻孔孔径控制
为避免施钻过程引起的动应力影响相邻孔壁的稳定，施工时采用跳孔施工方案。钻孔过程中针对不同地层的稳定情况，采用冲击钻进、套管钻进、调整钻进速度、复核钻头直径等钻进工艺有效保证成孔孔径满足设计要求。
（4）桩长控制
钻架就位后，及时复核钻具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的余长来校验成孔达到应有的设计深度。如孔壁稳定情况较差，提钻过程中碰撞了孔壁，则在下钢管前应对钻孔进行重点清孔并测定泥浆比重，彻底清除孔底沉渣，以确保有效设计桩长。
5、质量检验
（1）每3-6根桩留一组试块，以测定其抗压强度，桩身强度应符合设计要求。
（2）采用高、低应变检测法检测其桩身完整性。
6、工程效果
桩基施工完成28天后，按照预先指定的高应变桩位及随机抽取的低应变桩位进行高低应变荷载静载试验。其中高应变法检测12根桩，占总桩数的5.4%，低应变法检测140根桩，占总桩数的63.1%。
检测结果表明：基桩高应变法检测12根桩，实测单桩竖向抗压极限承载力在655～687KN之间，均大于设计单桩竖向抗压承载力特征值320KN的2.0倍;基桩低应变监测140根桩，106根桩桩身完整性类别为Ⅰ类桩，34根桩桩身完整性类别为Ⅱ类桩，无Ⅲ类、Ⅳ类桩，均满足设计要求。
7、结语
本工程微钢管灌注桩在狭小场区内和复杂地质条件下进行的成功运用，对类似条件下的基础处理具有较高的借鉴和指导作用。
作者简介：
张延昭，男，1973.09，高级工程师，主要从事水利水电工程施工及管理工作。
（作者单位：大唐龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂）
1、工程概况
大唐桂冠合山发电公司位于广西中部合山市，电厂总装机容量1330MW，其中2×330MW亚临界燃煤汽轮发电机组于2004年8月投入商业运行，本工程为在已投运的合山发电有限公司1、2号机组上加装脱硝系统。
2、工程地质条件
厂区距区域活动性构造断裂大于12km，区域构造稳定。地震基本烈度为Ⅵ度。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）场地地震峰值加速度小于0.05g。另据地震安全性评价报告地震峰值加速度为0.0398g。
主厂房区岩土层有第四系填土层（QS）、冲洪积层（Q3a1+p1）、坡洪积层（Qs1+p1）、残积层（Qe1）混碎石黏土、溶洞堆积层（Qca）黏土。下伏基岩为二叠系上统合山组下段（P2h1）燧石条带灰岩和下统茅口阶（P1m）灰岩，两岩组为假整合接触，以“五煤”层和硅铝岩层为标志层分界。其中，上层混碎石粘土层，承载力标准值fk=80kPa-240 kPa，下伏灰岩岩体强度高质致密坚硬，地基岩土中有软土分布，基岩面起伏变化大，岩溶发育，以下伏灰岩为地基持力层。
3、基础方案选择
本工程初步基础施工方案有钻孔灌注桩、人工挖孔桩和微型钢管桩三种，合理的方案选择是保证下部基础工程质量和施工安全的关键。在深入掌握和研究主厂区锅炉系统的结构特点及复杂的地下管网布置现状，并在已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，确定采用微型钢管灌注桩+钢筋混凝土承台方案，以充分适应狭小空间范围内进行基础施工。
4、微型钢管桩施工工艺
1）微型钢管桩工艺参数
（1）桩径分146mm及159mm两种，设计桩长28-39m不等（入岩深度2.0m），桩间距0.5-1.0m，采用Q345B高频无缝钢管，壁厚10mm;施工采用小型地质钻机钻进，成孔直径200mm，水泥浆砂浆，强度等级M30，水灰比0.45-0.5，注浆压力不大于0.6MPa，钢管桩桩端持力层为合山组下段（P2h1）燧石條带灰岩（51）要求进入持力层不小于1m，设计单桩极限承载力640KN，单桩承载力设计值320KN，总桩数222根。
（2）钢管内外灌M25水泥砂浆，水灰比≮0.5，灌浆压力0.6MPa。桩顶预埋钢筋4@12钢筋并伸入承台30d以上。
2）微型钢管桩施工工艺
（1）施工要点
充分结合桩位上空和地下管网障碍物，对影响邻近设备管网或构成安全隐患时，会同相关部门采取有效措施，确保方案万无一失，同时保证桩机的正常移动和垂直稳定。
（2）测放桩位
根据轴线放出桩位线，用明确标识确定好桩位位置，并测引校核坐标及校核点，以便准确进行桩基过程定位。因本基础采用湿成孔工艺，微型桩定位后人工开挖循1.5×1.5×1.5m泥浆护壁循环水池。
（3）打试验桩
施工前先打试验桩，数量不少于1根，以便确定现场实际桩长并校验打桩设备、施工工艺以及技术措施是否适宜。
（4）桩机就位：打桩机就位时，应对准桩位，保证垂直稳定，循环水管与钻杆接在一起，启动钻机与水泵，慢慢钻进，每进深2m，需要加接一次钻杆，直至钻至设计有效深度。在施工中要确保桩孔不发生倾斜、移动，并随时监测，发现桩孔斜桩要根据倾斜角度及时调整桩架和导杆，并且采取支顶和加固措施防止在施工过程变动和移位。
（5）成桩：孔清洗后及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管接长搭接部位用套筒搭接焊，套筒高度不小于钢管直径两倍，套筒壁厚不小于钢管壁厚，在套筒周边焊接，焊缝应饱满，并应检查钢管的垂直度，钢管6m以下做成花并在下部4～6m设置出浆口，直径10mm，间距300mm，出浆孔呈梅花型交错布置，端部采用6mm钢板封闭，并用6mm厚钢板封堵钢且对称加工2个V型缺口，出浆孔采用胶带封口，得到一定压力后自动开封，钢管桩成桩桩顶高出承台底不少于300mm。
（6）清孔：在灌注水泥浆前，要对桩孔进行清孔，使孔内泥浆全部排出，孔底沉渣厚度不得大于50mm，清孔完成后立刻进行水泥浆灌注作业。桩顶预埋钢筋可在承台开挖后进行，按照规范要求在钢管桩上进行焊接固定。
（7）注浆：水泥浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.45-0.5之间，配备专用注浆监测设备监测注浆量和注浆压力，注浆压力不小于0.6Mpa，直至水泥浆从管外流出为止，一次注浆完成后暂不拔管，需多次加压注浆，以得到相应冲盈系数要求。间隔加压注浆，一般为三到五次，只至完全翻浆为止，第一次注浆压力0.6-1.0 Mpa，并保持3分钟，以保证压力压破胶带，使浆液压出管外注满桩体;第二次注浆压力不小于1.5Mpa，两次注浆间隔时间不小于1.5-4小时之间。注浆完成后，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。
3）施工质量控制
（1）成孔质量
钢管桩孔径、孔深、桩孔倾斜度等必须满足设计及有关规范技术要求，应编制详细的质量控制纠偏预案，避免发生塌孔、缩径、桩端持力层与设计不符或发生桩孔偏移等质量缺陷。
（2）孔位、桩孔倾斜度的控制
场地清理后，根据施工图采用经纬仪和水平仪进行钻孔定位并编号，用钢管铺设排架固定，严格控制孔位与设计偏差在25mm以内。孔位确定后，调整钻架角度，在孔口设置定位钢管，以保证钻孔垂直度符合要求，同时钻进过程中应对导杆角度进行及时测量，并详细填写成孔进尺记录，严格控制倾角偏差在1%以内。
（3）钻孔孔径控制
为避免施钻过程引起的动应力影响相邻孔壁的稳定，施工时采用跳孔施工方案。钻孔过程中针对不同地层的稳定情况，采用冲击钻进、套管钻进、调整钻进速度、复核钻头直径等钻进工艺有效保证成孔孔径满足设计要求。
（4）桩长控制
钻架就位后，及时复核钻具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的余长来校验成孔达到应有的设计深度。如孔壁稳定情况较差，提钻过程中碰撞了孔壁，则在下钢管前应对钻孔进行重点清孔并测定泥浆比重，彻底清除孔底沉渣，以确保有效设计桩长。
5、质量检验
（1）每3-6根桩留一组试块，以测定其抗压强度，桩身强度应符合设计要求。
（2）采用高、低应变检测法检测其桩身完整性。
6、工程效果
桩基施工完成28天后，按照预先指定的高应变桩位及随机抽取的低应变桩位进行高低应变荷载静载试验。其中高应变法检测12根桩，占总桩数的5.4%，低应变法检测140根桩，占总桩数的63.1%。
检测结果表明：基桩高应变法检测12根桩，实测单桩竖向抗压极限承载力在655～687KN之间，均大于设计单桩竖向抗压承载力特征值320KN的2.0倍;基桩低应变监测140根桩，106根桩桩身完整性类别为Ⅰ类桩，34根桩桩身完整性类别为Ⅱ类桩，无Ⅲ类、Ⅳ类桩，均满足设计要求。
7、结语
本工程微钢管灌注桩在狭小场区内和复杂地质条件下进行的成功运用，对类似条件下的基础处理具有较高的借鉴和指导作用。
作者简介：
张延昭，男，1973.09，高级工程师，主要从事水利水电工程施工及管理工作。
（作者单位：大唐龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂）