上海石洞口超超臨界電廠樁基工程實踐

1、2010年年8月月 目目 錄錄 1 前言 2 工程地質(zhì)條件 3 綜合試樁 4 樁基礎設計 5 樁基施工監(jiān)測與檢測 6 結(jié)語 2010年年8月月 1 前言 n 位置：位置：位于上海市北郊，北臨長江，距上海市區(qū)約30km。 n 等級：等級：本工程建設2660MW超超臨界燃煤機組以及脫硫設施。 n 重要性：重要性：作為上海重要的能源基地，該電廠的投產(chǎn)發(fā)電保證了2010 年上海世博會期間的電力供應和安全。 n 特點：特點：660MW超超臨界機組的熱效率在燃煤電廠中是比較高的，達到 47%，因此可以大大降低發(fā)電煤耗、CO2和其他大氣污染物的排放；本 工程是在原有電廠的范圍內(nèi)擴建，廠址資源得到充分利用，完

2、全節(jié)約 了征地費用，提高了土地利用率；地處長江岸邊，也充分利用了已有 的長江岸線，在循環(huán)水利用和輸煤系統(tǒng)等方面節(jié)約了大量投資。 工程概況 2010年年8月月 1 前言 燃煤電廠 主要建（構）筑物 主廠房區(qū)域 煙囪 鍋爐 汽機房 循環(huán)水系統(tǒng) 循環(huán)水泵房 循環(huán)進水管 循環(huán)排水管 輸煤系統(tǒng) 輸煤棧橋 圓形儲煤倉 化水區(qū)域 涉及的樁基工程問題 主廠房和煤倉區(qū)域的PHC樁基設計和信息化施工； 循環(huán)水泵房沉井施工和循環(huán)水管盾構施工以及對 周圍建（構）筑物的影響監(jiān)測；淺地基處理及檢 測等。 2010年年8月月 1 前言 2010年年8月月 2 工程地質(zhì)條件 2.1巖土工程勘察方案 軟土地區(qū) 重要建（構）筑物

3、 （基礎埋藏深、荷重大、分布不均勻 ） 主廠房區(qū)域建筑 圓形煤倉 樁基礎 國家標準巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001 （2009版） 上海市標準巖土工程勘察規(guī)范（DGJ08-37- 2002） 行業(yè)標準建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008） 勘察 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.1巖土工程勘察方案 結(jié)構形式勘探點間 距 勘探點深度勘探點布置形式 主廠房等矩形結(jié) 構 2030m 一般性勘探點深度取65m， 控制性勘探點深度取90 100m 網(wǎng)格狀 煤倉、煙囪等圓 形結(jié)構 2030m 一般性勘探點深度取65m， 控制性勘探點深度取90 100m 網(wǎng)格狀形式并考 慮環(huán)形結(jié)構的

4、特 點 循環(huán)水管等線性 結(jié)構 約為30m 一般性勘探點深度取30m， 控制性勘探點深度取45m。 線狀 輕型結(jié)構不大于 35m 一般性勘探點深度取30m， 控制性勘探點深度取45m。 網(wǎng)格狀 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.1巖土工程勘察方案 室內(nèi)試驗：應保證每層地基土分別有6個以上的原狀土樣或原位測試 數(shù)據(jù)。為了保證每層土的力學性質(zhì)等試驗項目均不少于6個，必須 對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，給出最大值、最小值、平均值、最大 平均值、最小平均值、變異系數(shù)、修正系數(shù)、標準值等。 原位試驗：標貫試驗 判定地基土液化可能性 靜力觸探試驗 劃分土層，且是選擇樁基持力層 十字板試驗 評價軟土靈敏

5、度 單孔檢層波速試驗 獲得場地土層反應參數(shù) 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.1巖土工程勘察方案 煤倉勘探點布置 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.1巖土工程勘察方案 主廠房區(qū)域勘探點布置 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.2工程地質(zhì)條件分析 地形地貌 場地地貌單一，屬長江三角洲濱海平原， 原地貌為長江高河漫灘，原始地形平坦 開闊，河溝縱橫，于1980年回填平整， 以致暗浜較多，現(xiàn)地面高程一般為4.2m （吳淞高程）。 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.2工程地質(zhì)條件分析 地基土分布 土層編號土層名稱平均層厚 (m)層頂埋深 (m)狀態(tài)描述 1人

6、工填土1.10素填土為主，含碎磚、石塊、垃圾、植物根莖等。 1褐黃色粉質(zhì)粘土1.60.504.00軟塑流塑，含鐵錳質(zhì)斑點、云母、粉砂等。 3灰色砂質(zhì)粉土52.105.90濕，稍密，含云母，土質(zhì)不均，呈薄層狀。夾薄層粉砂、有機質(zhì)等。 1 灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì) 粘土 107.2011.30軟塑流塑，含云母，土質(zhì)不均，呈薄層狀，夾薄層粉砂，含有機質(zhì)。 灰色淤泥質(zhì)粘土4.217.8021.40流塑，含云母、有機質(zhì)，局部夾貝殼碎屑。 1灰色粉質(zhì)粘土10.621.4026.80軟塑可塑，含云母、大量腐植質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。 3灰色粉質(zhì)粘土19.831.5036.50 含云母、大量腐植質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核，氣孔較多，含少量沼氣

7、。在埋深 35.00m左右處有一層厚約5cm的泥炭層。 1灰色粉砂950.6059.10 飽和，中密，含云母，夾薄層狀粉質(zhì)粘土，土質(zhì)不均，是上部粘性土 與下部砂層的過渡層。 2灰色粉細砂4.255.661.30m飽和，密實，夾少量粘性土，含云母、石英等，局部含有少量礫砂。 1青灰色粉細砂3.266.3069.40m 飽和，中密，夾少量粘土，含云母、石英等，粒徑自上而下變粗，下 部含中粗砂。 2青灰色中粗砂未鉆穿飽和，密實，含云母、石英等，夾少量礫石，礦物成分以石英為主。 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.2工程地質(zhì)條件分析 典型鉆孔柱狀圖 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n

8、2.2工程地質(zhì)條件分析 綜合壓縮曲線 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.2工程地質(zhì)條件分析 標貫擊數(shù)分布 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2.2 液化特性分析 3砂質(zhì)粉土的液化特性 勘 探 點 編 號 土 層 編 號 土 層 名 稱 標貫 點深 度 粘粒臨界實際 Ni/Ncr i 詳判 權值 標貫點液化指 數(shù) 土層液化指數(shù) 備注 含量錘擊數(shù) 錘擊 數(shù) 結(jié)果 dscNcriNi Wi (15m) Wi (20m) Ilei (15m) Ilei (20m) 15m20m (m)(%) ( 擊)(擊) 3113 砂 質(zhì) 粉 土 3.957.44.8 61.26 不液化 2.0

9、7 2.10 5.451.910.5 90.86 液化9.55 9.70 2.07 2.10 6.958.15.6 111.95 不液化 3233 砂 質(zhì) 粉 土 3.9513.60 /6/不液化 3.25 3.51 c10% 5.454.70 6.7 71.05 不液化 6.951.70 12.3 90.73 液化8.05 8.70 3.25 3.51 3353 砂 質(zhì) 粉 土 3.952.30 8.53 91.05 不液化 5.457.20 5.40 91.67 不液化 6.953.60 8.46 101.18 不液化 可液化土，液化等級為輕微 2010年年8月月 n2 工程地質(zhì)條件 n2

10、.2工程地質(zhì)條件分析 工程地質(zhì)條件綜合分析 1褐黃色粉質(zhì)粘土地基承載力特征值為100kPa ，由于厚度較薄，且下伏2灰黃色粉 質(zhì)粘土較軟弱（承載力特征值為80kPa），故將1褐黃色粉質(zhì)粘土作為天然地基持力 層時需慎重。 3灰色砂質(zhì)粉土的承載力特征值為100kPa，但該層土在VII度地震作用下為可液化土， 因此該層土一般不宜直接作為天然地基持力層，需采取一定的地基處理或結(jié)構措施。 廠區(qū)內(nèi)廣泛分布的1灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和灰色淤泥質(zhì)粘土均為軟土，總厚度約為 15m，具有含水量高、孔隙比大、高壓縮性、抗剪強度小、承載力低的特性，因此當 采用天然地基無法滿足承載力、變形要求以及抗液化要求時，必須采取必要

11、的地基處 理措施。 對于本工程重要建筑物，樁型可選擇鋼管樁、PHC樁、方樁和鉆孔灌注樁，推薦采用 600110PHC樁作為廠區(qū)主要樁型。對于一些附屬建（構）筑物或荷重較輕的建筑物， 可采用300500PHC短樁、水泥土攪拌樁或碎石樁進行地基處理。 2010年年8月月 n3 水文地質(zhì)條件 廠區(qū)淺地層地下水可分為兩個單元，表層填土中為上層滯水，下部原狀土 層中為孔隙潛水，受大氣降水和廠區(qū)生產(chǎn)生活用水滲漏補給，與長江水位有 一定水力聯(lián)系，通過各勘探孔水位觀察，地下水位埋深一般為0.50m。 根據(jù)對水樣的分析，場地地下水對混凝土微腐蝕，對鋼結(jié)構和鋼筋混凝土 中的鋼筋有弱腐蝕。 2010年年8月月 n4

12、 綜合試樁 與以測定單樁承載能力為主要目的的常規(guī)試樁相比，除了全面測定單樁的豎 向承壓、抗拔和水平向承載力以外，還可同時測定錘擊沉樁中的應力、應變 等數(shù)據(jù)，對錘擊能量、錘墊效應，土塞高度和比例進行了統(tǒng)計分析。此外， 打樁時還進行高應變的測試，打樁后進行低應變測試，經(jīng)過一定休止期后進 行樁的復打，進行高應變測試比較，為了研究群樁效應和土體在打樁過程中 擠土影響，在樁位中布置了孔隙水壓力監(jiān)測和深層土體位移監(jiān)測。通過打樁 前后分別進行室內(nèi)試驗和原位試驗，還對土體在打樁擾動后的再固結(jié)狀況進 行了分析。 綜合試樁的優(yōu)勢 2010年年8月月 n4 綜合試樁 綜合試樁的內(nèi)容 2010年年8月月 n4 綜合試

13、樁 綜合試樁的成果 單樁豎向抗壓靜載荷曲線 單樁豎向抗拔靜載荷曲線 2010年年8月月 n4 綜合試樁 綜合試樁的成果 單樁豎向抗壓 極限承載力標 準值 樁側(cè)極限摩阻 力和樁端極限 端阻力推薦值 2010年年8月月 n4 綜合試樁 綜合試樁的成果 單樁豎向抗拔和水平極限 承載力標準值 2010年年8月月 n4 綜合試樁 綜合試樁的成果 打樁期間軟土層中的超孔隙水壓力均超過80%的上覆土壓力值，而粉性土層 中上升較少；距打樁區(qū)越近，打樁振動及對土體擠壓的影響越大，反之，則 影響較??；對于有較大幅度超孔隙水壓力上升處，超孔隙水壓力消散掉80% 所需時間一般為24周。 孔隙水壓力監(jiān)測 2010年年8

14、月月 n5 樁基礎設計 建（構）筑 物名稱 樁型 樁長 根數(shù) 樁頂標高 單樁承載力特 征值（kN） (m)(m) 主廠房 PHC- B600(110) 551024 -4.4 3000 -4.9 汽輪發(fā)電機 PHC- B600(110) 52232-7.93000 煙囪 PHC- B600(110) 55187-4.42800 爐后 PHC- B600(110) 55146-3.13000 5422-4.13000 PHC- AB600(110) 38246-3.115002000 38236-2.62000 圓形全封閉 貯煤場 PHC- C600(130) PHC- B600(110) 52

15、571902-3.63000 循環(huán)水泵房 1000 鉆孔 灌注樁 51104-16.03500 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.1樁基施工監(jiān)測 信息化指導施工的必要性 孔隙水壓力升高導致已成樁受擠壓而傾斜甚至斷裂 打樁產(chǎn)生的振動波影響周圍建筑物的穩(wěn)定性 過分追求樁端達到設計標高而使得錘擊數(shù)過大導致斷樁 等等 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.1樁基施工監(jiān)測 樁基監(jiān)測項目 孔隙水壓力監(jiān)測：在打樁過程中對340m深度處的超孔隙水壓力進行監(jiān)測，監(jiān)測點 主要布設在樁基密集處（樁距23m），當某點的超孔隙水壓力達到上覆有效應力的 60%即發(fā)出報警； 深層土體位移監(jiān)測

16、 ：為了了解由打樁引起的土的擠出和水平位移量，在主廠房區(qū)域 的基坑邊緣設置 ； 樁頂偏移觀測：從樁位圖的分析和實際打樁施工安排流向分析，選擇可能產(chǎn)生較大 偏移的樁進行樁頂位移測量，了解樁頂偏移的發(fā)展過程。根據(jù)建筑樁基技術規(guī)范 （JGJ94-2008），中間樁在錘擊沉樁過程中的允許偏差為1/2樁徑。 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.1樁基施工監(jiān)測 孔隙水壓力監(jiān)測成果 鍋爐區(qū)域超孔隙水 壓力上升曲線 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.1樁基施工監(jiān)測 孔隙水壓力監(jiān)測成果 主廠房區(qū)域超孔隙水壓 力上升曲線 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.1樁基

17、施工監(jiān)測 樁頂偏移監(jiān)測成果 緩慢增大型樁頂位移 陡然增大型樁頂位移 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.1樁基施工監(jiān)測 樁頂偏移監(jiān)測成果 高差下降型樁頂位移 2010年年8月月 n6 樁基施工監(jiān)測與檢測 n6.2樁基施工檢測 主要內(nèi)容 高應變（PDA）檢測 低應變（PIT）檢測 檢測比例為5%，工程樁樁身完 整性良好，均為類樁，單樁 承載力滿足設計要求。 檢測比例為68%，其中類樁 占95.78%；類樁占4.22%， 無類和類樁。 2010年年8月月 n7 結(jié)語 本工程巖土工程勘察在充分利用鉆探、靜力觸探、標貫試驗和原狀取土進行室內(nèi)試驗 的基礎上，對場地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

18、進行了詳細分析，全面反映了與基礎設 計有關的場地地基土的埋藏條件及其性狀，并對后續(xù)的地基處理提出了合理化的建議。 本工程綜合試樁的成果是極其重要的貢獻。老廠是以鋼管樁為主力樁型，而本工程則 以PHC樁為主，此種樁型能否適用于廠址地質(zhì)條件需要通過全方位的試驗來驗證。綜合 試樁為工程樁基礎設計、沉樁施工、打樁監(jiān)測、樁基檢測等提供了最重要的依據(jù)和很 好的指導作用，設計得以優(yōu)化，施工得以順利和安全。 信息化指導的原則貫穿于本工程樁基施工的始終。在打樁過程中定時監(jiān)測土體孔隙水 壓力的增長和消散、樁頂位移的變化以及淺層和深層土體的位移，此外在打樁過程中 采用高應變測試，綜合監(jiān)控樁沉樁質(zhì)量和擠土效應，這些措施有力地保證了樁基施工 的順利進行，同時為主廠區(qū)基坑提前開挖提供了保證。 2010年年8月月 THANK YOUTHANK YOU！ 2010年年8月月 1 前言 燃煤電廠 主要建（構）筑物 主廠房區(qū)域 煙囪 鍋爐 汽機房 循環(huán)水系統(tǒng) 循環(huán)水泵房 循環(huán)進水管 循環(huán)排水管 輸煤系統(tǒng) 輸煤棧橋