上海石洞口超超临界电厂桩基工程实践.ppt

上海石洞口超超临界电厂桩基工程实践 *电力设计院 2010年8月 建筑之家 整理 2010年8月 目 录 1 前言 2 工程地质条件 3 综合试桩 4 桩基础设计 5 桩基施工监测与检测 6 结语 2010年8月 1 前言 n 位置：位于上海市北郊，北临长江，距上海市区约30km。 n 等级：本工程建设2660mw超超临界燃煤机组以及脱硫设施。 n 重要性：作为上海重要的能源基地，该电厂的投产发电保证了2010 年上海世博会期间的电力供应和安全。 n 特点：660mw超超临界机组的热效率在燃煤电厂中是比较高的，达到 47%，因此可以大大降低发电煤耗、co2和其他大气污染物的排放；本 工程是在原有电厂的范围内扩建，厂址资源得到充分利用，完全节约 了征地费用，提高了土地利用率；地处长江岸边，也充分利用了已有 的长江岸线，在循环水利用和输煤系统等方面节约了大量投资。 工程概况 2010年8月 1 前言 燃煤电厂 主要建（构）筑 物 主厂房区域烟囱 锅炉 汽机房 循环水系统循环水泵房 循环进水管 循环排水管 输煤系统输煤栈桥 圆形储煤仓 化水区域 涉及的桩基工程 问题 主厂房和煤仓区域的phc桩基设计 和信息化施工；循环水泵房沉井施 工和循环水管盾构施工以及对周围 建（构）筑物的影响监测；浅地基 处理及检测等。 2010年8月 1 前言 2010年8月 2 工程地质条件 2.1岩土工程勘察方案 软土地区 重要建（构）筑物 （基础埋藏深、荷重大、分布不均匀 ） 主厂房区域建筑 圆形煤仓 桩基础 国家标准岩土工程勘察规范（gb50021-2001 （2009版） 上海市标准岩土工程勘察规范（dgj08-37- 2002） 行业标准建筑桩基技术规范（jgj94-2008） 勘察 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.1岩土工程勘察方案 结构形式勘探点间 距 勘探点深度勘探点布置形式 主厂房等矩形结 构 2030m 一般性勘探点深度取65m ，控制性勘探点深度取90 100m 网格状 煤仓、烟囱等圆 形结构 2030m 一般性勘探点深度取65m ，控制性勘探点深度取90 100m 网格状形式并考 虑环形结构的特 点 循环水管等线性 结构 约为30m 一般性勘探点深度取30m ，控制性勘探点深度取 45m。 线状 轻型结构不大于 35m 一般性勘探点深度取30m ，控制性勘探点深度取 45m。 网格状 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.1岩土工程勘察方案 室内试验：应保证每层地基土分别有6个以上的原状土样或原位测试 数据。为了保证每层土的力学性质等试验项目均不少于6个，必须 对试验结果进行统计分析，给出最大值、最小值、平均值、最大 平均值、最小平均值、变异系数、修正系数、标准值等。 原位试验：标贯试验 判定地基土液化可能性 静力触探试验 划分土层，且是选择桩基持力层 十字板试验 评价软土灵敏度 单孔检层波速试验 获得场地土层反应参数 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.1岩土工程勘察方案 煤仓勘探点布置 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.1岩土工程勘察方案 主厂房区域勘探点布置 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2工程地质条件分析 地形地貌 场地地貌单一，属长江三角洲滨海平原 ，原地貌为长江高河漫滩，原始地形平 坦开阔，河沟纵横，于1980年回填平整 ，以致暗浜较多，现地面高程一般为 4.2m（吴淞高程）。 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2工程地质条件分析 地基土分布 土层编 号土层名称平均层厚 (m)层顶 埋深 (m)状态描述 1人工填土1.10素填土为主，含碎砖、石块、垃圾、植物根茎等。 1褐黄色粉质粘土1.60.504.00软塑流塑，含铁锰质 斑点、云母、粉砂等。 3灰色砂质粉土52.105.90湿，稍密，含云母，土质不均，呈薄层状。夹薄层粉砂、有机质等。 1 灰色淤泥质粉质 粘土 107.2011.30 软塑流塑，含云母，土质不均，呈薄层状，夹薄层粉砂，含有机质 。 灰色淤泥质粘土4.217.8021.40流塑，含云母、有机质，局部夹贝 壳碎屑。 1灰色粉质粘土10.621.4026.80软塑可塑，含云母、大量腐植质及钙质结 核。 3灰色粉质粘土19.831.5036.50 含云母、大量腐植质及钙质结 核，气孔较多，含少量沼气。在埋深 35.00m左右处有一层厚约5cm的泥炭层。 1灰色粉砂950.6059.10 饱和，中密，含云母，夹薄层状粉质粘土，土质不均，是上部粘性土 与下部砂层的过渡层。 2灰色粉细砂4.255.661.30m饱和，密实，夹少量粘性土，含云母、石英等，局部含有少量砾砂。 1青灰色粉细砂3.266.3069.40m 饱和，中密，夹少量粘土，含云母、石英等，粒径自上而下变粗，下 部含中粗砂。 2青灰色中粗砂未钻穿 饱和，密实，含云母、石英等，夹少量砾石，矿物成分以石英为主。 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2工程地质条件分析 典型钻孔柱状图 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2工程地质条件分析 综合压缩曲线 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2工程地质条件分析 标贯击数分布 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2 液化特性分析 3砂质粉土的液化特性 勘 探 点 编 号 土 层 编 号 土 层 名 称 标贯 点深 度 粘粒临界实际 ni/ncr i 详判 权值 标贯点液化指 数 土层液化指 数 备注 含量 锤击 数 锤击 数 结果 dscncrini wi (15m) wi (20m) ilei (15m ) ilei (20m) 15m20m (m)(%) ( 击)(击) 3113砂 质 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 质 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 质 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，液化等级为轻微 2010年8月 n2 工程地质条件 n2.2工程地质条件分析 工程地质条件综合分析 1褐黄色粉质粘土地基承载力特征值为100kpa ，由于厚度较薄，且下伏2灰黄色粉 质粘土较软弱（承载力特征值为80kpa），故将1褐黄色粉质粘土作为天然地基持力 层时需慎重。 3灰色砂质粉土的承载力特征值为100kpa，但该层土在vii度地震作用下为可液化土， 因此该层土一般不宜直接作为天然地基持力层，需采取一定的地基处理或结构措施。 厂区内广泛分布的1灰色淤泥质粉质粘土和灰色淤泥质粘土均为软土，总厚度约为 15m，具有含水量高、孔隙比大、高压缩性、抗剪强度小、承载力低的特性，因此当 采用天然地基无法满足承载力、变形要求以及抗液化要求时，必须采取必要的地基处 理措施。 对于本工程重要建筑物，桩型可选择钢管桩、phc桩、方桩和钻孔灌注桩，推荐采用 600110phc桩作为厂区主要桩型。对于一些附属建（构）筑物或荷重较轻的建筑物 ，可采用300500phc短桩、水泥土搅拌桩或碎石桩进行地基处理。 2010年8月 n3 水文地质条件 厂区浅地层地下水可分为两个单元，表层填土中为上层滞水，下部原状土 层中为孔隙潜水，受大气降水和厂区生产生活用水渗漏补给，与长江水位有 一定水力联系，通过各勘探孔水位观察，地下水位埋深一般为0.50m。 根据对水样的分析，场地地下水对混凝土微腐蚀，对钢结构和钢筋混凝土 中的钢筋有弱腐蚀。 2010年8月 n4 综合试桩 与以测定单桩承载能力为主要目的的常规试桩相比，除了全面测定单桩的竖 向承压、抗拔和水平向承载力以外，还可同时测定锤击沉桩中的应力、应变 等数据，对锤击能量、锤垫效应，土塞高度和比例进行了统计分析。此外， 打桩时还进行高应变的测试，打桩后进行低应变测试，经过一定休止期后进 行桩的复打，进行高应变测试比较，为了研究群桩效应和土体在打桩过程中 挤土影响，在桩位中布置了孔隙水压力监测和深层土体位移监测。通过打桩 前后分别进行室内试验和原位试验，还对土体在打桩扰动后的再固结状况进 行了分析。 综合试桩的优势 2010年8月 n4 综合试桩 综合试桩的内容 2010年8月 n4 综合试桩 综合试桩的成果 单桩竖向抗压静载荷曲线 单桩竖向抗拔静载荷曲线 2010年8月 n4 综合试桩 综合试桩的成果 单桩竖向抗压 极限承载力标 准值 桩侧极限摩阻 力和桩端极限 端阻力推荐值 2010年8月 n4 综合试桩 综合试桩的成果 单桩竖向抗拔和水平极限 承载力标准值 2010年8月 n4 综合试桩 综合试桩的成果 打桩期间软土层中的超孔隙水压力均超过80%的上覆土压力值，而粉性土层 中上升较少；距打桩区越近，打桩振动及对土体挤压的影响越大，反之，则 影响较小；对于有较大幅度超孔隙水压力上升处，超孔隙水压力消散掉80% 所需时间一般为24周。 孔隙水压力监测 2010年8月 n5 桩基础设计 建（构）筑 物名称 桩型 桩长 根数 桩顶标 高 单桩 承载力特 征值（kn） (m)(m) 主厂房phc- b600(110) 551024 -4.4 3000 -4.9 汽轮发电 机 phc- b600(110) 52232-7.93000 烟囱 phc- b600(110) 55187-4.42800 炉后phc- b600(110) 55146-3.13000 5422-4.13000 phc- ab600(110) 38246-3.115002000 38236-2.62000 圆形全封闭 贮煤场 phc- c600(130) phc- b600(110) 52571902-3.63000 循环水泵房 1000 钻孔 灌注桩 51104-16.03500 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.1桩基施工监测 信息化指导施工的必要性 孔隙水压力升高导致已成桩受挤压而倾斜甚至断裂 打桩产生的振动波影响周围建筑物的稳定性 过分追求桩端达到设计标高而使得锤击数过大导致断桩 等等 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.1桩基施工监测 桩基监测项目 孔隙水压力监测：在打桩过程中对340m深度处的超孔隙水压力进行监测，监测点 主要布设在桩基密集处（桩距23m），当某点的超孔隙水压力达到上覆有效应力的 60%即发出报警； 深层土体位移监测 ：为了了解由打桩引起的土的挤出和水平位移量，在主厂房区域 的基坑边缘设置 ； 桩顶偏移观测：从桩位图的分析和实际打桩施工安排流向分析，选择可能产生较大 偏移的桩进行桩顶位移测量，了解桩顶偏移的发展过程。根据建筑桩基技术规范 （jgj94-2008），中间桩在锤击沉桩过程中的允许偏差为1/2桩径。 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.1桩基施工监测 孔隙水压力监测成果 锅炉区域超孔隙水 压力上升曲线 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.1桩基施工监测 孔隙水压力监测成果 主厂房区域超孔隙水压 力上升曲线 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.1桩基施工监测 桩顶偏移监测成果 缓慢增大型桩顶位移 陡然增大型桩顶位移 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.1桩基施工监测 桩顶偏移监测成果 高差下降型桩顶位移 2010年8月 n6 桩基施工监测与检测 n6.2桩基施工检测 主要内容 高应变（pda）检测 低应变（pit）检测 检测比例为5%，工程桩桩身完 整性良好，均为类桩，单桩 承载力满足设计要求。 检测比例为68%，其中类桩 占95.78%；类桩占4.22%， 无类和类桩。 2010年8月 n7 结语 本工程岩土工程勘察在充分利用钻探、静力触探、标贯试验和原状取土进行室内试验 的基础上，对场地的工程地质及水文地质条件进行了详细分析，全面反映了与基础设 计有关的场地地基土的埋藏条件及其性状，并对后续的地基处理提出了合理化的建议 。 本工程综合试桩的成果是极其重要的贡献。老厂是以钢管桩为