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]桩；高压旋喷桩；挤土；隔离带；施工技术
[中图分类号]TU744 [文章编号]1002 -8498( 2016) 07 -0059 -03
1 工程概况
某电厂施工区域为海涂围垦区域，回填塘渣层厚近4m，水位常年偏高，-4.000m以下多属淤泥质土，本工程循环水管地基处理设计采用ɸ800高压旋喷桩。为了保证按时送电，冷却水塔基础与循环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，而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）。在高压旋喷桩实际施工过程中由于打桩产生的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，已施工部分池壁顶面与侧面均产生了贯穿性裂缝。
2主要影响因素分析
高压旋喷桩施工对冷却水塔基础造成了影响。因高压旋喷桩不与冷却水塔基础直接接触，所以高压旋喷桩施工产生的挤土直接作用于冷却水塔基础引起施工中的薄弱环节（冷却水塔基础垫层部分和混凝土养护强度不足部分）造成起拱和开裂破坏，因此需控制高压旋喷桩施工对冷却水塔基础的挤土破坏。本工程中，挤土破坏产生的原因主要为以下几方面。
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壁浇筑完成仅2~3d，远未达到混凝土强度设计值；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
施工环境处在塘渣围垦段内，塘渣厚度达4m，集聚孔隙水，形成水压且地基回填时使用大石块较多。
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ɸ800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。而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。高压旋喷桩施工中采取跳桩的方法。
2)为了减少单位时间挤土堆积和超孔隙水压力的堆积，考虑将冷却水塔基础和高压旋喷桩隔离施工，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~ 25 r/min，浆液流量100~150L/min的前提下，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塌、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，说明隔离孔洞带不能有效抵抗挤土压力，减少或防止池底开裂。
4 改进策略
4.1改进举措
在隔离带孔洞中加入钢筋笼支护，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）渗入孔洞，最终隔离挤土、加固孔洞边坡，增加抵抗挤土压力的能力。
4.2可行性论证
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0.14m3／m，钢筋笼变形量0.17m3／m，总变形量0.31m3／m。打桩产生的变形量：旋喷桩每两桩渗人体积0.638 m3/m，地下土向水池挤压体积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. 31m3／m>0.26m3／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。
4.3制定措施
1)确定管笼直径600mm，间距900mm，总长18m，使受力面积和抵抗挤土的能力达到最佳性能比。
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，然后用掏渣筒取出钻渣。
4)由于冲击成孔灌注桩与相邻建筑物的最小距离为4~6倍的直径，大于桩与池体距离(3.1m)，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隙水。
4.4措施实施
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。
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，套于钢筋笼外侧，用铁丝固定于箍筋与纵筋的交点上。
3)土工布所有缝合必须连续（不允许点缝）。在重叠之前，土工布必须重叠最少150mm。最小的缝针距离织边（材料暴露的边缘）25mm。缝好的土工布接缝包括1行有线锁口链形缝法。用于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力。出现“漏针”现象必须在受到影响的地方重新缝接。
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，下钢护筒，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。
7)旋喷桩先施工完成靠近池壁的1排，再施工第2排。
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。
10)高压旋喷桩施工时，监测工作开始，在池壁顶设4个应变测点，测量应力对池壁的影响状况，随机选定5个管笼监测点，测试土压力值对池底起拱的影响。5监测结果
监测数据如表1所示。C30混凝土的极限抗拉强度为2. 01MPa，极限抗拉应变为0.000 1。
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。
6结语
冷却水塔池壁各监测数据反映良好，管笼受到的最大应力在可承受范围内，可抵抗挤土压力，而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。
