PHC管樁在淮南潘集地區(qū)施工過程中的質量分析及改進

陳翔宇 淮南礦業(yè)集團電力有限責任公司

1 前言

淮南市位于淮河以南，地勢平坦，地貌單元屬淮河一級、二級階地，第四紀沉積物覆蓋層屬第四紀晚更新世及其以前形成，下伏三疊系砂巖。本文結合淮南潘集地區(qū)火力發(fā)電廠工程建設期間，對實際PHC管樁施工過程中出現(xiàn)的質量問題進行分析，并制定切實有效的預防改進措施，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)域為農田，地勢平坦，廠址區(qū)域自然標高約21.7m～22.2m。廠內主廠房、鍋爐房、煙囪、冷卻塔等重要單位工程當?shù)鼗翉姸炔荒軡M足上部荷載和變形要求時，擬采用PHC預制管樁基礎，樁基礎采用錘擊法進行施工。廠區(qū)重要構筑物樁長如表1所示。

表1 廠區(qū)重要構筑物樁長

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階地上，場地大部分為廣闊的農田，地形平坦，微向南傾。根據(jù)工程影響范圍內地層大致可分為6層，詳見表2所示。

表2 工程影響范圍內地層分層表

3 樁基礎沉樁過程中存在質量問題及原因分析

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

第一，樁身傾斜。

廠區(qū)內地勢較為平整，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：（1）穩(wěn)樁時樁不垂直；（2）送樁器、樁帽及樁不在同一條直線上。促成因素兩項：（1）施工人員未經過培訓；（2）技術人員未進行技術指導和監(jiān)督。

第二，樁頭破損。

第三，樁頭破損屬于樁基礎施工過程中的通病，本次在#2鍋爐的樁基礎施工過程中沉樁總計為303根，樁頭破損數(shù)目為37根，樁頭破損率達到了12.2%，遠超規(guī)定范圍內5%的數(shù)量。經過對數(shù)據(jù)整理分析，經討論認為直接原因為四項：（1）設計管樁進入持力層深度與詳勘報告相比，設計裕度較大，樁身送樁困難，導致爆樁頭或不能送到設計標高。（2）在樁頭破損中XX華品牌占比較高，樁材質量本身存在問題。（3）打樁機械不同導致樁頭破損率差異較大，樁頭破損集中出現(xiàn)在16.0t導桿錘樁機打樁過程中，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力與樁管中心軸線吻合，容易導致樁頭被打碎。促成因素三項：（1）在同一承臺集中打樁，單臺樁機每天沉樁過快，土體超孔隙水壓力升高，造成了明顯的擠土效應。（2）在送樁器與樁頭之間未按照技術要求增加緩沖紙墊。（3）施工技術人員未進行作業(yè)前的技術指導。

4 樁基沉樁質量的改進措施

4.1 樁身傾斜的改進措施

（1）沉樁施工前保證施工建設場地平整，施工時，應在打樁機行走路線加墊木等物，使打樁機底盤保持水平。

（2）加強現(xiàn)場施工人員的技術培訓工作，施工前對現(xiàn)場施工人員進行交底，使其按程序進行施工。

（3）沉樁施工前，用2臺正交的經緯儀監(jiān)測校正樁身垂直度，另外在距樁1m～1.5m范圍內設置兩個定位小樁，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，在預制樁每延米處做相應標識。

4.2 樁頭破損的改進措施

（1）針對工程中實際地層中持力層埋深局部存在起伏，導致個別區(qū)域按照原設計圖紙及停錘標準施工困難的實際情況，對“PHC樁施打停錘標準：停錘標準以樁頂設計標高為主、貫入度控制為輔的雙重控制原則。”進行明確。

補充貫入度控制標準：①樁身進入持力層的深度不得小于1800m（在錘擊能量滿足設計圖紙要求的前提下，對于D80筒錘施工，沉樁1m錘擊數(shù)不得少于80錘；對于16t導桿式柴油錘施工，沉樁1m錘擊數(shù)不得少于60錘，標志進入持力層1m）；②最后3陣（30擊）沉樁不大于9cm；③原則上，有效樁長與設計樁長相差不得超過600mm。

以上三個標準同時滿足，經監(jiān)理或建設單位現(xiàn)場確認后，可以停錘。

以上三個標準，必要時可根據(jù)后續(xù)實際沉樁情況和檢測結果，經業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工單位確認后調整。

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

（3）管材進場時，施工單位針對采用的管材進行復驗，同一廠家，同一批次，同一樁型的管樁材料在沉樁時，發(fā)現(xiàn)同一時間段有同批樁材有樁頭破損的情況出現(xiàn)，立即停止沉樁，報監(jiān)理、建設單位，并對這批管材進行清退處理。

（4）設計單位針對廠區(qū)內需采用樁基礎的構筑物，在設計時依照詳勘報告針對施工區(qū)地層起伏較大的區(qū)域對管樁樁長設計進行優(yōu)化，避免出現(xiàn)圖紙一刀切，圖紙與實際情況不符的現(xiàn)象出現(xiàn)，給施工帶來困難。

5 沉樁質量的改進成果

樁基沉樁按調整后的改進措施，建設、監(jiān)理單位對施工過程中805根工程樁（PHC-600-130-B）進行了質量跟蹤，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)場沉樁情況來看，樁頭破損現(xiàn)象得到了較好的控制。

6 結束語

通過樁基施工過程中發(fā)現(xiàn)的PHC樁施工質量問題進行分析，矯正了沉樁過程中樁身傾斜質量通病問題，樁頭破損事件通過對已完成數(shù)據(jù)及現(xiàn)場實際情況調查，提出相應的處理措施，調整樁基持力層及停錘標準，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作用，可以降低工程樁施工時的施工質量問題。從而保證結構的安全穩(wěn)定。