上海某超超臨界電廠樁基工程實踐

上海某超超臨界電廠樁基工程實踐第1頁/共34頁1前言

位置：位于上海市北郊，北臨長江，距上海市區(qū)約30km。等級：本工程建設2×660MW超超臨界燃煤機組以及脫硫設施。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。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

第2頁/共34頁1前言

燃煤電廠主要建（構(gòu)）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(gòu)施工以及對周圍建（構(gòu)）筑物的影響監(jiān)測；淺地基處理及檢測等。第3頁/共34頁1前言

第4頁/共34頁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(gòu)）筑物（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(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）勘察第5頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.1巖土工程勘察方案

結(jié)構(gòu)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(gòu)20～30m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(gòu)20～30m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(gòu)的特點

循環(huán)水管等線性結(jié)構(gòu)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(gòu)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

第6頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.1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度單孔檢層波速試驗獲得場地土層反應參數(shù)第7頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.1巖土工程勘察方案

煤倉勘探點布置第8頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.1巖土工程勘察方案

主廠房區(qū)域勘探點布置第9頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2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）。第10頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2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①1人工填土1.10素填土為主，含碎磚、石塊、垃圾、植物根莖等。②1褐黃色粉質(zhì)粘土1.60.50～4.00軟塑~流塑，含鐵錳質(zhì)斑點、云母、粉砂等。②3灰色砂質(zhì)粉土52.10～5.90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。③1灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土107.20～11.30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)。④灰色淤泥質(zhì)粘土4.217.80～21.40流塑，含云母、有機質(zhì)，局部夾貝殼碎屑。⑤1灰色粉質(zhì)粘土10.621.40～26.80軟塑~可塑，含云母、大量腐植質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。⑤3灰色粉質(zhì)粘土19.831.50～36.50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。在埋深35.00m左右處有一層厚約5cm的泥炭層。⑦1灰色粉砂950.60～59.10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。⑦2灰色粉細砂4.255.6～61.30m飽和，密實，夾少量粘性土，含云母、石英等，局部含有少量礫砂。⑨1青灰色粉細砂3.266.30～69.40m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。⑨2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。第11頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2工程地質(zhì)條件分析

典型鉆孔柱狀圖第12頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2工程地質(zhì)條件分析

綜合壓縮曲線第13頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2工程地質(zhì)條件分析

標貫擊數(shù)分布第14頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2液化特性分析

②3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/Ncri詳判權(quán)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dsρcNcriNi

Wi(15m)Wi(20m)Ilei(15m)Ilei(20m)15m20m

(m)(%)(擊)(擊)

311②3砂質(zhì)粉土3.957.44.861.26不液化

2.072.10

5.451.910.590.86液化9.559.702.072.10

6.958.15.6111.95不液化

323②3砂質(zhì)粉土3.9513.60/6/不液化

3.253.51ρc>10%5.454.706.771.05不液化

6.951.7012.390.73液化8.058.703.253.51

335②3砂質(zhì)粉土3.952.308.5391.05不液化

5.457.205.4091.67不液化

6.953.608.46101.18不液化

可液化土，液化等級為輕微

第15頁/共34頁2工程地質(zhì)條件2.2工程地質(zhì)條件分析

工程地質(zhì)條件綜合分析

②1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②2灰黃色粉質(zhì)粘土較軟弱（承載力特征值為80kPa），故將②1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(gòu)措施。廠區(qū)內(nèi)廣泛分布的③1灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和④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(gòu)）筑物或荷重較輕的建筑物，可采用300～500PHC短樁、水泥土攪拌樁或碎石樁進行地基處理。第16頁/共34頁3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(gòu)和鋼筋混凝土中的鋼筋有弱腐蝕。第17頁/共34頁4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

第18頁/共34頁4綜合試樁

綜合試樁的內(nèi)容第19頁/共34頁4綜合試樁

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第20頁/共34頁4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第21頁/共34頁4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第22頁/共34頁4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2~4周?？紫端畨毫ΡO(jiān)測第23頁/共34頁5樁基礎設計

建（構(gòu)）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)551024-4.43000-4.9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)55146-3.130005422-4.13000PHC-AB600(110)38246-3.11500~200038236-2.62000圓形全封閉貯煤場PHC-C600(130)PHC-B600(110)52~571902-3.63000循環(huán)水泵房1000鉆孔灌注樁51104-16.03500第24頁/共34頁6樁基施工監(jiān)測與檢測6.1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……

第25頁/共34頁6樁基施工監(jiān)測與檢測6.1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3～40m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2～3m），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：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(shù)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。

第26頁/共34頁6樁基施工監(jiān)測與檢測6.1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

第27頁/共34頁6樁基施工監(jiān)測與檢測6.1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

第28頁/共34頁6樁基施工監(jiān)測與檢測6.1樁基施工監(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第29頁/共34頁6樁基施工監(jiān)測與檢測6.1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第30頁/共34頁6樁基施工監(jiān)