某电厂旋喷桩施工对冷却水塔基础的挤土分析
潘巨忠，姚伟锋
（中国能源建设集团浙江火电建设有限公司，浙江杭州310016）
[摘要]某工程中冷却水塔基础与循环水管高压旋喷桩需同时施工，而高压旋喷桩桩中心离冷却水塔池壁间距只有3.1m.在高压旋喷桩施工过程中由于土体挤压冷却水塔池壁和基础，引起冷却水塔底板垫层起拱，已施工完成 部分池壁顶面与侧面均产生了贯穿性裂缝.对施工中采取的相应措施进行了分析和介绍.
[关键词]械；高压旋喷桩；挤土；隔离带；施工技术
[中图分类号]TU744[文献标识码]A [文章编号]1002-8498（2016）07-0059-03
AnalysisofSoilCompactionwithJetGroutingPileConstructionto PowerPlantCoolingTowerFoundation
( Zhejiong Thermal Poser Conruction Go. Iad. of Ghine Energy Engineering Group Hungzhou Zhejiang 310016 Chine)
Pan Juzhong Yao Weifeng
Abstract ; Cooling tower foundation must construct at the same time with high pressure jet grouting pile oftower is only 3. Im. In the high presure jet grouting pile construction proess because of the soil circulating water pipe. But the center of high pressure jet grouting pile wall spacing from the coolingextrusion to foundation and the wall of cooling towers the floor mat baging and pleted constructionof the wall top and side portions are proxduced through the cracks. The treatment measures were analyzedand introduced.
Key words : piles ; high pressure jet grouting piles; soil paction; isolation strip; construction
压旋喷桩施工产生的挤土直接作用于冷却水塔基某电厂施工区域为海涂围垦区域，回填塘渣层础引起施工中的薄弱环节（冷却水塔基础垫层部分以下几方面.
1工程概况
厚近4m，水位常年偏高，-4.000m以下多属淤泥质和混凝土养护强度不足部分）造成起拱和开裂破土，本工程循环水管地基处理设计采用6800高压坏，因此需控制高压旋喷桩施工对冷却水塔基础的 旋喷桩.为了保证按时送电，冷却水塔基础与循环挤土破坏.本工程中，挤土破坏产生的原因主要为水管安装施工必须同步进行，也就是冷却水塔基础与高压旋喷桩需同时施工，面循环水管的高压旋喷桩桩中心离冷却水塔池壁间距只有3.1m（见图1）.体挤压冷却水塔池壁和基础，引起冷却水塔底板垫壁浇筑完成仅2-3d，远未达到混凝土强度设计值； 在高压旋喷桩实际施工过程中由于打桩产生的土层起拱，已施工部分池壁顶面与侧面均产生了贯穿性裂缝.
1)冷却水塔混凝土强度不足
冷却水塔基础混凝土强度不足引起的挤土破坏主要体现在：高压旋喷桩施工时冷却水塔基础池未浇筑基础底板部分的垫层强度较低，在高压旋喷桩施工时产生的挤土对其造成硬性破坏.
2)塘渣围垦
2主要影响因素分析
施工环境处在塘渣围垦段内，塘渣厚度达4m，较多.
高压旋喷桩施工对冷却水塔基础造成了影响.
3）施打高压旋喷桩速率过快
由于地下水位较高，打桩速率过快引起超孔隙
pue apd Sun af aunsaad uq aL1 '4 图1高压旋喷桩与冷却水塔基础示意
cooling tower foundation
水压力的增长速度比起消散速度要快得多，为了赶进度，现场采取了24h连续施工，造成超孔隙水压力无法消散.
4）高压旋喷桩布置密集
高压旋喷桩为4800双排桩，间距1800mm，数量多，密集度高，造成排土量大，挤土多.
3主要措施分析
由于冷却水塔基础底板浇筑非我方施工，所以冷却水塔混凝土强度无法改善，只有通过业主建议 在商品混凝土掺人适量的早强剂增加早强效果.面施工处于塘渣围垦段（原为海水区域），淤泥清理不够彻底，地基已处理完毕，因此施工不具备换土回填的条件，也无法改良地基环境，唯有通过改善打桩速率及高压旋喷桩密集布置来减轻挤土效应 的破坏作用.
1）高压旋喷桩布置密集可调整打桩顺序和打桩时间，尽量减少单位时间挤土堆积和超孔隙水压力的堆积.高压靛喷桩施工中采取跳桩的方法.
力的堆积，考虑将冷却水塔基础和高压旋喷桩隔离 2）为了减少单位时间挤土堆积和超孔隙水压施工，在距冷却水塔池壁1.25m内采用中间中空隔断的方式减少相互间的施工影响.利用高压旋喷桩桩机在冷却水塔基础与高压旋喷桩施工段之间施工1排桩孔，形成中空隔离带隔离施工.
3）在确定设计院不允许降低旋喷桩压力值和调整旋喷桩技术参数为提升速度20-25cm/min，18-25r/min，浆液流量100-150L/min的前提下，
4改进策略
4.1改进举措
4.2可行性论证
4.3制定措施
4.4措施实施
在隔离空心管孔排完成后，高压旋喷桩采取跳桩的方法施工，打桩间隙中按理论计算发现超孔隙水压 力明显回落，有效减少了28%的水平位移量以及24%的垂直位移量.但冷却水塔底板垫层部分细微裂缝却还有扩大现象.而且冷却水塔基础与高压旋喷桩施工段之间隔离带中空桩孔一部分发生自然坍場、填堵，其余又有部分在打高压旋喷桩施工 时发生塌陷，起不到良好的隔断作用，说明隔离孔润带不能有效抵抗挤土压力，减少或防止池底开裂.
在隔离带孔洞中加人钢筋笼支护，外用土工布将钢筋笼密封扎实，钢筋笼受力后会吸收部分挤土压力直至变形破坏，土工布会阻止挤土（大部分是淤泥质土）渗人孔洞，最终隔离挤土、加固孔润边坡，增加抵抗挤土压力的能力.
经专家分析论证得出管笼变形可吸收体积变形量数据为：加筋土工布变形量0.14m²/m，钢筋笼的变形量：旋喷桩每两桩渗人体积0.638m²/m，地下 变形量0.17m²/m，总变形量0.31m²/m.打桩产生土向水池挤压体积0.26m/m.
根据土工布和钢筋笼变形总量比较，地下土向水池挤压的体积0.31m²/m>0.26m²/m，可见采用钢筋笼外包土工布变形后可以减少挤土对冷却水 塔基础的影响.管笼布置如图2所示.
1)确定管笼直径600mm，间距900mm，总长能比. 18m，使受力面积和抵抗挤土的能力达到最佳性
2）在管笼桩施工时采用钢护筒形成外围支护，防止挤土对钢筋管笼造成挤压变形.
3）桩孔原先采用旋挖的方式，但由于塘渣过厚，改用冲击成孔的方法穿透3m厚塘渣施工.其 主要是靠冲锥的质量和冲击功能直接冲击、破碎土、石，用泥浆悬浮钻渣，使冲击钻能正常冲击到新的土（岩）层，然后用掏渣简取出钻渣.
距离为4-6倍的直径，大于桩与池体距离（3.1m）， 4）由于冲击成孔灌注桩与相邻建筑物的最小故施工中采用跳打的方式有效减少振动和土体侧向挤压造成冷却水塔基础的起拱和开裂，通过冲孔灌注还可有效减少孔隙水压的堆积，迅速排出淤泥中的孔腺水.
1）采取直径600mm，中心距900mm，纵筋内置分离式箍筋，首、中、尾3段箍筋采用焊接增加刚度.
表1隔离监测数据
Table 1 Monitoring data
测点编号 仅器编号 仅容测值/Hz 本次应变 本次应力/MPa 本次变化量/MPaE-1 E-2 7414 8296 2 167.0 2 017. 1 1. 2 ×10 5. 0 × 10 -5 s0- 1.50 0.02 0.09f3 7618 1 976. 0 5. 9 ×10 - 0. 18 0.07w-1 W-2 7839 8334 2 010.1 2 043. 6 6. 8 × 10 ~5 4. 1 × 10~3 2.04 1. 22 0. 03 0测点编号 WT-1 仅器编号 575 仅养测值/Hx 1 648. 0 累积变化量/MPa 2.2×10-1 上次应力/MPa 8.2 ×10 -2 本次变化量/MPa 1 × 10 51 577.5 2. 4 ×10 2 5.4 ×10-2 -1 x 10 -3780 695 1 569.0 1 491. 1 3. 3 ×10-2 1. 6 × 101 5.6 ×10-2 2.7 ×10-2 1 × 10 -3 -1 × 10-5 WT-2 756 869 1 507.6 1 398.9 -0[×0- 8.0×10-3 01× 3. 4 ×10 -2 -01× 1- -01x{-733 1 530. 4 4. 0×10-1 4. 2 ×10-2 2.7 ×10-2 7. 7 ×10 ~2 1 ×10-WT-3 578 727 1 618. 3 1 727.0 8. 9 ×10-1 1.2 ×10 - 0 0604 837 1 732. 7 1 593.0 9. 9×10-1 3.7 ×10- 1. 1 x101 3.8×10 -2 0 0WT-4 609 1 481.4 3. 5 ×10-1 1.6×101 3.2 ×10 -2 2.9 ×10 -2 -4×10-3 3 × 10 781 732 1 500.6 1 533.2 1. 2 × 10~1 3.0 ×10-7 3 × 10-3
笼外侧，用铁丝固定于箍筋与纵筋的交点上.
3）土工布缝合必须连续（不允许点缝）.在重叠之前，土工布必须重叠最少150mm.最小的土工布接缝包括1行有线锁口链形缝法.用于 的缝针距离织边（材料暴露的边缘）25mm.缝好缝合的线应为最小张力>60N的树脂材料，并有与土工布相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能缝接. 力.出现“漏针”现象必须在受到影响的地方重新
4）受到物理损坏的土工布卷必须修复，受到严重磨损的土工布不能使用.
5）打设管笼孔前，先在池壁侧挖除约2m厚的塘渣；再用冲击方式穿透约3m厚的塘渣层，下钢护 简，然后用钻孔方式成孔至孔底.5个1组时，先拔出上一组的前3个护筒供此组使用，此3孔完成后，再拔出上一组的2个护筒.
6）冲击锥及钻头直径宜≥65cm.
第2排. 7）旋喷桩先施工完成靠近池壁的1排，再施工
8）旋喷桩水灰比调整为0.8：1.
9）管笼前后设4个侧向及竖向土压力测点，沿深度3m一点.
顶设4个应变测点，测量应力对池壁的影响状况，随 10）高压旋喷桩施工时，监测工作开始，在池壁机选定5个管笼监测点，测试土压力值对池底起拱的影响.
图2管笼布置Fig. 2 Layout of pipe cage
2）采用加筋土工布，加筋方向垂直于纵筋.土工布制成直径700mm的筒状，底部开口，套于钢筋
（下转第65页）
4结语
参考文献：
均主应力p变小是由于基坑开挖卸荷引起的，这和三轴试验当中围压减小引起的平均主应力p变小的 情况类似.另外，在这个过程中有效应力变小也是引起平均主应力p变小的一个重要原因.曲线之所以上升是因为上述的原因使得广义剪应力.变大，这根据广义剪应力g的定义很容易理解.图中部分近似水平走向的曲线是由于开挖完成后基坑静置 土体应力没有发生较大改变引起的，对比3条曲线可以看出，当开挖速率较大时，即一次性开挖5m的工况，其剪应力增长比较快且最大值大于其余2条曲线，这对基坑是非常不利的，其值很有可能达到 土体的破坏值，相比之下，一次开挖1m的工况比较安全，建议在实际施工时易采用开挖速率小且开挖完成后将基坑静置一段时间的开挖方法.
图6应力路径变化情况
Fig. 6 The stress path of soil behind pile
的基本控制方程，最后对某基坑在不同分层开挖方 本文基于Bit固结理论推导了流固耦合理论式的情况下进行了计算，得到的结论如下.
1）开挖速率对桩体顶部水平位移有较大的影响，速率大的桩顶位移变化交大，反之则小，为了安全起见，应采用开挖速率小的方式进行基坑开挖.
2）在算例中考虑了基坑的时间效应，得出了即使基坑支护完成也要对基坑继续进行监测，因为基坑墙体位移、支撑轴力等都是随着时间继续变化的.
3）根据应力路径变化可知当开挖速率较大即一次性开挖5m时，土体的应力骤然上升，会快速到 达破坏包线，这对实际工程非常不利的，建议采用分层开挖的方法，并且待土体固结以后再进行下一层开挖.
[1]王国粹，梁志荣，魏译，上海中山医院基坑逆作法施工时间效应分析[J].岩土力学 2014(S2)：495-500.
（上接第61页）
5监测结果
6结语
参考文献：
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强度为2.01MPa，极限抗拉应变为0.0001. 监测数据如表1所示.C30混凝土的极限抗拉
经计算转换后得出变形后最小直径：钢筋笼为40cm 土工布为 30cm.
的最大应力在可承受范围内，可抵抗挤土压力，而 冷却水塔池壁各监测数据反映良好，管笼受到且钢筋笼变形未发生脆性破坏，管笼刚度良好，可抵抗挤土压力.在整个打设旋喷桩过程中，池体安全.管笼隔离措施可有效减少高压旋喷桩对冷却水塔基础产生的挤土破坏，达到了施工目的.
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