上海石洞口超超臨界電廠樁基工程實踐課件

1、上海石洞口超超臨界電廠樁基工程實踐 *電力設計院2010年8月 建筑之家 整理 目 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 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2660MW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

2、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 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。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（20

3、09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)2030m 一般性勘探點深度取65m，控制性勘探點深度取90100m 網(wǎng)格狀 煤倉、煙囪等圓形結(jié)構(gòu)2030m 一般性勘探點深度取65m，控制性勘探點深度取90100m 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 2 工

4、程地質(zhì)條件2.1巖土工程勘察方案 煤倉勘探點布置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）。 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1人工填土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，

5、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。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4.255.6

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。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。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2 工程地質(zhì)條件2.2 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/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dscNcriNiWi (15m)Wi (20m

7、)Ilei (15m)Ilei (20m)15m20m(m)(%)( 擊)(擊)3113砂質(zhì)粉土3.957.44.8 61.26 不液化2.07 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

8、.60 8.46 101.18 不液化可液化土，液化等級為輕微 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 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(gòu)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，

9、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300500PHC短樁、水泥土攪拌樁或碎石樁進行地基處理。 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

10、，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 4 綜合試樁 綜合試樁的內(nèi)容 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 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 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 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)

11、越近，打樁振動及對土體擠壓的影響越大，反之，則影響較小；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 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 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)

12、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。 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 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 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 6 樁基施工監(jiān)測與檢測6.2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。 7 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