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摘要：本文笔者就永福发电有限公司2x300MW机组工程３号锅炉检测不合格基桩采用“一连二灌三补四铺”的处理方案进行描述。结合自己多年工作经验，就复杂岩溶地基桩基设计及施工提出自己一些见解，可以为类似工程提供参考，丰富火电厂桩基的处理方案。
关键词：锅炉桩基、复杂岩溶地基。
工程概述
永福电厂厂址区位于桂林市永福县苏桥镇。西南距永福县城约18km，东北距桂林市约30km。电厂一期设计容量为2×135MW，两台机组分别已于2000年8和2000年11月相继投产发电。电厂二期扩建工程设计容量为2×300MW，于2006年相继发电投产，距今已正常投产5年多，未发现建筑物不均匀沉降、倾斜等现象。
厂址工程地质条件
厂区地质自上而下为：
①层：人工素填土，厚度为0.66m~11.70m，至今已5年以上。经人工压密后呈可塑~硬塑状。
②层：砾砂，灰黄色，稍密，分布于原相思江河床，厚度0.2m~1.0m。
③层：粉质粘土，局部夹粘土，土黄、黄褐色，可塑~硬塑。厂区内揭露的厚度0.40m~5.80m，平均厚度2.88m。
④层：砾砂，灰黄色、褐黄色，局部灰黑色，砾石的含量为20%~40%，其成份以灰岩、石英等为主，粒径2mm~10mm，磨圆度较差。
⑤层：以粉质粘土为主，局部表现为粘土，多呈黄褐色，硬塑，部份可塑。一般粘土地段混角砾少，土质细腻，切面光滑，而粉质粘土地段则混泥岩、泥质粉砂岩等角砾、碎石，角砾多已全风化，用手可捏碎。
⑦层：全风化泥岩、页岩、泥质粉砂岩及粉砂岩、薄层硅质岩等，呈互层或夹层，以黄褐色为主，颜色斑杂多样。层厚0.80m~21.4m，平均7.05m。
⑧层：强风化泥岩、页岩、泥质粉砂岩及粉砂岩、薄层硅质岩等，呈互层或夹层。厚1.95m~28.04m。
⑨层：中等风化层泥岩、页岩，深灰~灰黑色，岩芯短柱状为主，较坚硬，厚1.65m~6.3m，平均4.09m。
⑩-1层：泥质灰岩，深灰色，强风化，岩芯较破碎，页岩等已风化呈土状，取芯率较低。
⑩层：泥质灰岩，深灰色，中等风化。磨片鉴定岩石定名为泥质泥晶灰岩，呈泥晶结构，显微鳞片泥质结构、块状结构。岩石单轴极限抗压强度平均值为 35.85MPa，弹性模量平均值为 1.78×104MPa。
层：为灰色~浅灰色含硅质条带灰岩、扁豆状灰岩。一般与上覆石炭系地层呈整合接触，硅质条带灰岩层厚0.4m~13.8m，黑色、灰褐色，含泥质或钙质。倾角25°~55°的节理较发育，多为钙质或泥质所充填。其饱和单轴抗压强度平均值为 61.95MPa，弹性模量平均值为1.69×104MPa。
不良地质作用
永福电厂一期工程主厂房、锅炉房等基础均采用冲孔灌注桩，桩基在施工过程比较正常，桩基检测未发现异常现象。永福电厂二期扩建工程在永福电厂一期工程预留场地进行扩建，二期主厂房固定端与一期主厂房扩建端相距35m。二期工程主厂房、锅炉房、烟囱等重要建筑物基础也均采用冲孔灌注桩。但在桩基施工过程中，经常出现掉锤、卡锤等现象，后经过超前钻揭示，本工程下伏基岩岩溶极其发育，有溶槽、溶洞、溶沟、裂隙、陡砍、鹰嘴岩等不良地质存在；属于国内罕见复杂岩溶厂址。尤其３号锅炉房地段基岩最为典型。赋存于基岩裂隙水量丰富，且具承压性。
３工程桩检测
由于本工程基岩岩溶发育，桩基施工未给予足够重视，工程桩检测发现不合格基桩。以下是３号锅炉桩基检测不合格基桩情况。
３号锅炉桩基检测不合格基桩
承台编号 检测结果
CT-K1/B2 桩G8桩底有溶洞
CT-K1/B6 桩G17、G21、G22入岩不满足设计要求
CT-K1/B7 桩G23、G26入岩不满足设计要求
CT-K2/B1 桩G27在陡坎边
CT-K2/B7 桩G38入岩不满足设计要求
CT-K5/3B5 桩G55、G57位于陡坎边缘
CT-K3/B1 桩G39、G40在陡坎边
CT-K3/B2 桩G42桩底有软弱层，桩号G43、G44在陡坎边。
CT-K3/B7 桩G50入岩不满足设计要求。
CT-K4/B2 桩G57在鹰嘴岩上。
CT-K4/B4 桩G64桩底有软弱下卧层。
CT-K4/B6 桩G65、G67、G71、G72桩底有沉渣
CT-K5/B1 桩G77桩底有沉渣
CT-K5/B4 桩号G87底有溶洞
CT-K5/B6 桩G9、G93、G96在陡坎边；桩G94桩底有孤石
CT-K6/B2 桩G104、桩G105在陡坎边
CT-K6/B4 桩G109桩底有沉渣
桩号G115 桩G115、G117、G118、G120在陡坎边。
４检测不合格基桩处理
设计院根据专家意见及广西岩溶发育区检测不合格基桩处理经验，对本工程３号锅炉检测不合格基桩采用“一连二灌三补四铺”的处理方案。
4.1承台之间增加连梁连接
承台之间增加连梁连接，提高承台及承台梁的刚度，使承台及承台梁共同工作，增强基础的整体刚度，到达提高调整联合承台下各基桩承载力及抵抗不均匀沉降的能力。3号锅炉通过增加承台连梁，可达到以下三种效果：1 桩入岩深度不够未处理的桩，增加承台连梁可提高的承载力；2 在陡坎边，承受荷载不大未处理的桩，增加承台连梁可提高基础稳定性；3 桩底有沉渣、或软弱层处理不够彻底时，增加承台连梁可克服基础不均匀沉降。设计院根据锅炉荷载分布、检测及地质情况，对3号锅炉通过增加承台连梁，具体详见附图。
4.2高压注浆法
对桩底有沉渣、小溶洞或桩端下伏有软弱下卧层等不符合基桩采用高压注浆进行处理，可提高桩端的强度。对G65、G67、G71、G72、G77、G109桩底有沉渣进行分析，其主要原因是桩端持力层基岩有裂隙或承压水压力过大引起桩端混凝土漏浆出现离析，采用高压注浆法进行补强处理，施工很容易达到恒压，一般用浆量不多，只要水灰比合适，最好添加膨胀剂效果更快。G8、G87桩底有溶洞，且溶洞不大，采高压注浆法处理，刚开始压力不上升，但随着水泥浆不断注入，压力就会慢慢上升。G42、G64桩底有软弱下卧夹层，但夹层厚度大约5m，采用高压注浆法固结软弱层，施工前应进行计算预故水泥浆用量，施工时应分层注浆。采用高压注浆法进行处理桩底有沉渣、小溶洞或桩端下伏有软弱下卧层等现象的加固处理方法效果非常明显，本工程采用高压注浆法处理完后重新钻孔取芯作实验，加固的强度都能满足设计要求。
4.3补桩处理
对立在陡坎边、鹰嘴岩、孤石上的桩基，应经计算复核，对不满足设计要求的桩，采用补桩处理方法。锅炉房属于乙类建筑，且锅炉荷载大，3号锅炉经过计算复核，对荷载相对轻的边柱承台下立在陡坎边的桩，采用承台增加连梁方法使桩承载力增加，主要分布在CT-K2/B1、CT-K3/B1两个承台。对于荷载相对较大的中柱承台下立在陡坎边、鹰嘴岩、孤石上的桩基直接采用补桩处理，主要分布在CT-K3/B2、CT-K4/B2、CT-K4/B6、CT-K5/B6、CT-K6/B6等五个承台下。补桩处理方法是最可靠方案，但是比较费时、工程造价高。
4.4 铺碎石处理
CT-K3/B2、CT-K4/B2、CT-K4/B6、CT-K5/B6、CT-K6/B6承台下伏基岩为陡坎或孤石，持力层基岩稳定性较差，考虑到上部荷载较大，除了采用直接补桩处理外；同时通过铺碎石处理方案，充分利用3号锅炉承台下地基持力层好的条件，将CT-K3/B2、CT-K4/B2联合布置；CT-K4/B6、CT-K5/B6、CT-K6/B6联合布置，承台下铺500mm厚碎石，使承台—土共同工作。联合布置后，不仅加大了承台刚度，同时可提高基础的整体稳定。
5 小结
永福发电有限公司2x300MW机组工程3号锅炉检测不合格基桩经过“一连二灌三补四铺”四种处理方案综合处理后，锅炉运行５年多，经多次观测，锅炉框架未发现不均匀沉降或倾斜。尽管3号锅炉桩基处理后锅炉运行正常，说明采用的处理方案得当；但是整个过程花费了四个多月时间（包括检测）；对于复杂岩溶地基，桩基施工时应控制好桩基质量才是根本。本人根据多年工作经验，对复杂岩溶地基桩基施工及设计提出以下建议：1 桩基施工前应进行超前钻，对重要建筑物建议一桩一孔，当发现陡坎、鹰嘴岩、孤石上等不良地质应进一步查明；2 试桩时，除规范、规程要求外，应记录桩入岩的速度，供桩基施工时参考；承载力特征值取值采用的安全系数宜适当加大。3 设计时应避免基桩立在陡坎边、鹰嘴岩、孤石上，可通过异形承台、加大承台或联合承台等办法进行克服。4 应充分考虑地质情况，尽量采用天然地基。
以上仅是笔者在实际工作中体会，有不妥之处请加以指正。
参考文献：
[1] 建筑地基處理技术规范JGJ79—2002
[2] 电力工程地基处理技术规范 DL/T 5024-2005
[3] 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：锅炉桩基、复杂岩溶地基。
工程概述
永福电厂厂址区位于桂林市永福县苏桥镇。西南距永福县城约18km，东北距桂林市约30km。电厂一期设计容量为2×135MW，两台机组分别已于2000年8和2000年11月相继投产发电。电厂二期扩建工程设计容量为2×300MW，于2006年相继发电投产，距今已正常投产5年多，未发现建筑物不均匀沉降、倾斜等现象。
厂址工程地质条件
厂区地质自上而下为：
①层：人工素填土，厚度为0.66m~11.70m，至今已5年以上。经人工压密后呈可塑~硬塑状。
②层：砾砂，灰黄色，稍密，分布于原相思江河床，厚度0.2m~1.0m。
③层：粉质粘土，局部夹粘土，土黄、黄褐色，可塑~硬塑。厂区内揭露的厚度0.40m~5.80m，平均厚度2.88m。
④层：砾砂，灰黄色、褐黄色，局部灰黑色，砾石的含量为20%~40%，其成份以灰岩、石英等为主，粒径2mm~10mm，磨圆度较差。
⑤层：以粉质粘土为主，局部表现为粘土，多呈黄褐色，硬塑，部份可塑。一般粘土地段混角砾少，土质细腻，切面光滑，而粉质粘土地段则混泥岩、泥质粉砂岩等角砾、碎石，角砾多已全风化，用手可捏碎。
⑦层：全风化泥岩、页岩、泥质粉砂岩及粉砂岩、薄层硅质岩等，呈互层或夹层，以黄褐色为主，颜色斑杂多样。层厚0.80m~21.4m，平均7.05m。
⑧层：强风化泥岩、页岩、泥质粉砂岩及粉砂岩、薄层硅质岩等，呈互层或夹层。厚1.95m~28.04m。
⑨层：中等风化层泥岩、页岩，深灰~灰黑色，岩芯短柱状为主，较坚硬，厚1.65m~6.3m，平均4.09m。
⑩-1层：泥质灰岩，深灰色，强风化，岩芯较破碎，页岩等已风化呈土状，取芯率较低。
⑩层：泥质灰岩，深灰色，中等风化。磨片鉴定岩石定名为泥质泥晶灰岩，呈泥晶结构，显微鳞片泥质结构、块状结构。岩石单轴极限抗压强度平均值为 35.85MPa，弹性模量平均值为 1.78×104MPa。
层：为灰色~浅灰色含硅质条带灰岩、扁豆状灰岩。一般与上覆石炭系地层呈整合接触，硅质条带灰岩层厚0.4m~13.8m，黑色、灰褐色，含泥质或钙质。倾角25°~55°的节理较发育，多为钙质或泥质所充填。其饱和单轴抗压强度平均值为 61.95MPa，弹性模量平均值为1.69×104MPa。
不良地质作用
永福电厂一期工程主厂房、锅炉房等基础均采用冲孔灌注桩，桩基在施工过程比较正常，桩基检测未发现异常现象。永福电厂二期扩建工程在永福电厂一期工程预留场地进行扩建，二期主厂房固定端与一期主厂房扩建端相距35m。二期工程主厂房、锅炉房、烟囱等重要建筑物基础也均采用冲孔灌注桩。但在桩基施工过程中，经常出现掉锤、卡锤等现象，后经过超前钻揭示，本工程下伏基岩岩溶极其发育，有溶槽、溶洞、溶沟、裂隙、陡砍、鹰嘴岩等不良地质存在；属于国内罕见复杂岩溶厂址。尤其３号锅炉房地段基岩最为典型。赋存于基岩裂隙水量丰富，且具承压性。
３工程桩检测
由于本工程基岩岩溶发育，桩基施工未给予足够重视，工程桩检测发现不合格基桩。以下是３号锅炉桩基检测不合格基桩情况。
３号锅炉桩基检测不合格基桩
承台编号 检测结果
CT-K1/B2 桩G8桩底有溶洞
CT-K1/B6 桩G17、G21、G22入岩不满足设计要求
CT-K1/B7 桩G23、G26入岩不满足设计要求
CT-K2/B1 桩G27在陡坎边
CT-K2/B7 桩G38入岩不满足设计要求
CT-K5/3B5 桩G55、G57位于陡坎边缘
CT-K3/B1 桩G39、G40在陡坎边
CT-K3/B2 桩G42桩底有软弱层，桩号G43、G44在陡坎边。
CT-K3/B7 桩G50入岩不满足设计要求。
CT-K4/B2 桩G57在鹰嘴岩上。
CT-K4/B4 桩G64桩底有软弱下卧层。
CT-K4/B6 桩G65、G67、G71、G72桩底有沉渣
CT-K5/B1 桩G77桩底有沉渣
CT-K5/B4 桩号G87底有溶洞
CT-K5/B6 桩G9、G93、G96在陡坎边；桩G94桩底有孤石
CT-K6/B2 桩G104、桩G105在陡坎边
CT-K6/B4 桩G109桩底有沉渣
桩号G115 桩G115、G117、G118、G120在陡坎边。
４检测不合格基桩处理
设计院根据专家意见及广西岩溶发育区检测不合格基桩处理经验，对本工程３号锅炉检测不合格基桩采用“一连二灌三补四铺”的处理方案。
4.1承台之间增加连梁连接
承台之间增加连梁连接，提高承台及承台梁的刚度，使承台及承台梁共同工作，增强基础的整体刚度，到达提高调整联合承台下各基桩承载力及抵抗不均匀沉降的能力。3号锅炉通过增加承台连梁，可达到以下三种效果：1 桩入岩深度不够未处理的桩，增加承台连梁可提高的承载力；2 在陡坎边，承受荷载不大未处理的桩，增加承台连梁可提高基础稳定性；3 桩底有沉渣、或软弱层处理不够彻底时，增加承台连梁可克服基础不均匀沉降。设计院根据锅炉荷载分布、检测及地质情况，对3号锅炉通过增加承台连梁，具体详见附图。
4.2高压注浆法
对桩底有沉渣、小溶洞或桩端下伏有软弱下卧层等不符合基桩采用高压注浆进行处理，可提高桩端的强度。对G65、G67、G71、G72、G77、G109桩底有沉渣进行分析，其主要原因是桩端持力层基岩有裂隙或承压水压力过大引起桩端混凝土漏浆出现离析，采用高压注浆法进行补强处理，施工很容易达到恒压，一般用浆量不多，只要水灰比合适，最好添加膨胀剂效果更快。G8、G87桩底有溶洞，且溶洞不大，采高压注浆法处理，刚开始压力不上升，但随着水泥浆不断注入，压力就会慢慢上升。G42、G64桩底有软弱下卧夹层，但夹层厚度大约5m，采用高压注浆法固结软弱层，施工前应进行计算预故水泥浆用量，施工时应分层注浆。采用高压注浆法进行处理桩底有沉渣、小溶洞或桩端下伏有软弱下卧层等现象的加固处理方法效果非常明显，本工程采用高压注浆法处理完后重新钻孔取芯作实验，加固的强度都能满足设计要求。
4.3补桩处理
对立在陡坎边、鹰嘴岩、孤石上的桩基，应经计算复核，对不满足设计要求的桩，采用补桩处理方法。锅炉房属于乙类建筑，且锅炉荷载大，3号锅炉经过计算复核，对荷载相对轻的边柱承台下立在陡坎边的桩，采用承台增加连梁方法使桩承载力增加，主要分布在CT-K2/B1、CT-K3/B1两个承台。对于荷载相对较大的中柱承台下立在陡坎边、鹰嘴岩、孤石上的桩基直接采用补桩处理，主要分布在CT-K3/B2、CT-K4/B2、CT-K4/B6、CT-K5/B6、CT-K6/B6等五个承台下。补桩处理方法是最可靠方案，但是比较费时、工程造价高。
4.4 铺碎石处理
CT-K3/B2、CT-K4/B2、CT-K4/B6、CT-K5/B6、CT-K6/B6承台下伏基岩为陡坎或孤石，持力层基岩稳定性较差，考虑到上部荷载较大，除了采用直接补桩处理外；同时通过铺碎石处理方案，充分利用3号锅炉承台下地基持力层好的条件，将CT-K3/B2、CT-K4/B2联合布置；CT-K4/B6、CT-K5/B6、CT-K6/B6联合布置，承台下铺500mm厚碎石，使承台—土共同工作。联合布置后，不仅加大了承台刚度，同时可提高基础的整体稳定。
5 小结
永福发电有限公司2x300MW机组工程3号锅炉检测不合格基桩经过“一连二灌三补四铺”四种处理方案综合处理后，锅炉运行５年多，经多次观测，锅炉框架未发现不均匀沉降或倾斜。尽管3号锅炉桩基处理后锅炉运行正常，说明采用的处理方案得当；但是整个过程花费了四个多月时间（包括检测）；对于复杂岩溶地基，桩基施工时应控制好桩基质量才是根本。本人根据多年工作经验，对复杂岩溶地基桩基施工及设计提出以下建议：1 桩基施工前应进行超前钻，对重要建筑物建议一桩一孔，当发现陡坎、鹰嘴岩、孤石上等不良地质应进一步查明；2 试桩时，除规范、规程要求外，应记录桩入岩的速度，供桩基施工时参考；承载力特征值取值采用的安全系数宜适当加大。3 设计时应避免基桩立在陡坎边、鹰嘴岩、孤石上，可通过异形承台、加大承台或联合承台等办法进行克服。4 应充分考虑地质情况，尽量采用天然地基。
以上仅是笔者在实际工作中体会，有不妥之处请加以指正。
参考文献：
[1] 建筑地基處理技术规范JGJ79—2002
[2] 电力工程地基处理技术规范 DL/T 5024-2005
[3] 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。