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福建水力发电杂志2019年第1期冲孔灌注桩在水电站厂房基础处理中

归档日期:09-30       文本归类:冲洪积      文章编辑:爱尚语录

  本论文发表于福建水力发电杂志,属于水利相关论文范文材料。仅供大家论文写作参考。

  .01.0061绪言2福建省长泰枋洋水利枢纽工程位于福建省漳州市及厦门市境内,主要任务为向厦门市供水,通过拦河坝拦蓄龙津溪的水,跨流域调水至厦门市石兜水库。本工程由上存枢纽及溪口枢纽组成,上存枢纽位于漳州市长泰县境内,溪口闸坝、溪口~许庄引水系统首部位于长泰县龙津溪中游,引水系统出口及部分洞线位于厦门市集美区。上存枢纽由上存大坝、发电引水系统、尚吉厂房等组成。尚吉水电站装机12MW,厂房为3级建筑物。在可研及初步设计阶段均对上下厂址根据地形地质条件、对外交通、装机容量、施工布置、年电能、度电投资等方面进行综合比较,下厂址虽地质条件劣于上厂址,但综合考虑单位度电投资、建筑物布置、施工布置、后期运行维护等方面后推荐下厂址作为推荐厂址。厂区枢纽布置新建厂房利用旧尚吉电站厂址布置,厂区位于龙津溪左岸,在现有滚水坝上游,将旧电站厂房拆除。回车场位于厂房右侧,厂房下游200年一遇校核洪水位为109.80m,厂区地坪高程根据厂房下游校核洪水位确定为110.0m。本电站厂房引水式地面厂房,选用混流式机组,装机2台,单机容量为6MW,水轮机机型为HLF1023A-LJ-110.7,水轮机安装高程为102.35m,蜗壳层高程为99.57m,水轮机层为104.35m,安装层110.3m。厂址处根据钻孔资料显示,表层孔深0~4.5m为浆砌石,中部为河卵石层,厚12~18m,下部为花岗斑岩。厂房弱风化带下限埋深23~26m,相应高程在82.5~79.5m。地下水位埋深约4m。厂区内主要布置有回车场、停车场等。利用原有电站的明渠进行回填作为进场道路。进厂公路从安装场的端头进入厂房并与回车场连通。图1厂房地质纵剖面图3厂房基础处理方案选择经计算主机段上部总重为G=78690kN,基础底面平均应力为δ=187kPa,最大基底应力252kPa,14最小基底应力为122kPa,地质提供的崩积层(colQ)承载力为120~150kPa,冲洪积层(al+plQ)240~200kPa,主机段基础底面部分坐落在崩积层,部分福建水力发电2019年第1期坐落在冲洪积层,天然地基基础不满足承载力要求,同时避免由于机组振动引起主厂房与压力管道之间产生不均匀沉陷。基础处理采用基础整体置换、刚性混凝土预制桩、钻孔灌注桩等方案进行综合比较,从投资、工期、施工繁简、建材、安全等多方面进行论证,最终选用钻孔灌注桩作为本工程基础处理方案。4筋,箍筋采用ϕ8@200螺旋箍,混凝土为C30。厂房底板厚1.2m兼做桩顶承台。4.2主厂房桩基竖向承载力计算根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)大直径桩单桩极限承载力标准值可按下式计算:Quk=Qsk+Qpk=u冲孔灌注桩设计4.1冲孔灌注桩布置主副厂房长34.03m,宽20.8m,最大高度24.78m,厂房基础总计布置62根冲孔灌注桩,其中主厂房32根,副厂房12根,尾水闸墩4根,压力管道镇墩14根,冲孔灌注桩桩长13.6~22.8m,桩端进入持力不小于1m,桩中心距3.3~7.0m,满足最小中心距要求,桩径1.0m,纵向配16Φ18钢∑ψsiqsikli+ψpqpkAp单桩竖向承载力特征值Ra=Quk/K;式中,qsik为桩侧第i层土极限侧阻力标准值;qpk为桩的极限端阻力标准值;ψsi、ψp为大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数;u为桩身周长;Ap为桩身面积;K为安全系数,取K=2。表1厂房各岩土层力学参数表项目指标土名饱和快剪钻孔灌注桩地基允许承载力值f允(kPa)凝聚力内摩擦角极限侧阻力标准值极限端阻力标准值c(kPa)φ(度)qsk(kPa)qpk(kPa)110~1201300~1500100~1101200~1400130~1501800~2000崩积层(colQ)160~20024~26冲洪积层(al+plQ)240~26030~32全风化凝灰熔岩/花岗斑岩200~240强风化凝灰熔岩/花岗斑岩3500~4000弱风化凝灰熔岩/花岗斑岩本工程桩端持力层为弱风化凝灰熔岩/花岗斑岩,嵌岩深度1.0m。根据每根桩不同底高程,不同长度分别计算出62根桩的单桩竖向承载力极限值与单桩竖向承载力特征值,经计算单桩竖向承载力极限值Q=7790~9400kN,单桩竖向承载力特征值Ra=3895~4700kN,累计单桩竖向承载力特征值ΣRa=189090kN。4.3厂房群桩竖承载力验算厂房混凝土体积V=6739m3;厂房混凝土自重G=6739×25=168475kN;其它附属设施累计竖向作用力F1=3000kN;作用在桩基上的轴向压力总值:Fx=168475+3000=171475kN∑RQ=189090kN满足规范要求。4.4桩身截面强度验算如下:Q=ψcfcAp式中,ψc为工作条件系数,取ψc=0.7;fc为桩身混凝土轴心抗压强度设计值fc=14300kN/m2;Ap为桩身横截面面积Ap=0.785m2;经计算Q=7857kN,大于Ra=2453kN,桩身截面强度满足设计要求。4.5厂房抗浮与桩基抗拔承载力计算厂房抗浮计算:由于厂房自重G=168475kN,浮力作用值Uw=90368kN,则:KtWGUUWw1684751.86kw1.10,90368经计算满足抗浮验算。所以本工程不进行基桩抗拔计算,如抗浮系数小于1.10须进行桩基抗拔力计算。4.6厂房总体抗滑稳定计算本工程厂房为岸坡式布置,厂房三面为回填图,一侧临水,经计算厂房在水平土压力作用及洪水组合下自重抗滑力均满足抗滑稳定要求。故本工程桩基不考虑水平侧压力作用,若自重抗滑力不满足抗滑要求须进行桩基水平承载力与位移计算。152019年第1期福建水力发电图2压力管道及厂房横剖面桩基布置图图3厂房桩基纵剖面布置图5冲孔灌注桩施工(1)测定桩位。在钻孔灌注桩技术中,该项环节不仅是基础环节,同时也是首要施工环节,只有认真完成桩位测定工作,才能为后续环节的进行奠定基础。(2)护筒埋设。该环节和桩位测定相类似,均是为后续工作的开展提供保障,因此,在进行护筒埋设时必须对其质量进行严格把控。(3)桩机布置。桩机就位前,对主要机具进行检查、维修和安装,保证配套设施就位及水电供应的接通。(4)冲孔。本工程钻孔灌注桩采用一次成孔,在冲击成孔中,泥浆的作用是冷却冲锥、悬浮钻渣16及护壁。冲击钻钻孔时,为防止冲击震动造成邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌混凝土的凝固,影响邻桩混凝土质量,要待邻孔混凝土浇灌完毕,并达到2.5MPa抗压强度后,才能开钻。厂房基坑开挖过程中发现大量直径超过80cm的孤石,且部分孤石直径大于4m,给冲孔灌注桩施工带来极大的不便,影响冲孔灌注桩成孔的速度及灌注桩的整体施工进度,在施工过程中承包人采取一系列的相应措施,对大孤石进行水下爆破,部分冲孔也由φ1m锤头换成φ1.5m锤头。(5)清孔。在保证钻孔依据相关规定完成之后,通过测绳测量钻孔实际深度,并对其开展清理(下转第73页)福建水力发电2019年第1期以外的库区中(见图2),基本解决进水口堵塞问题,也不会因长杆竹木堵塞自动清污机而引起不能正常清污。库区中的污物可利用打捞船进行清理,部分也会随洪水流掉,减少排除清污机故障泄水损失及取水受限损失电量。每年可节约大量的清污用工及清污机维护用工,减少受阻弃水损失电量。据统计每年可减少电量损失18万kW.h。项3图2拦污网拦污效果图2.3实施效果库区进水口安装拦污网后,拦污网将90%以上的长杆竹木、漂浮物等拦截在离进水口拦污栅10m目表1拦污网减免损失电量分析表单位无拦污网有拦污网污物集中月数个33每月受阻泄水次20受阻泄水损失电量万kW.h/次33每月受阻损失电量万kW.h60电量损失合计万kW.h180结语本次通过对库区漂浮物、流速、水位、拦污网受力等因素的分析,提出了设置拦污网的最佳方案,投入运行后取得了显著的成绩,并在全省五小创新及电力行协QC获得奖励。对于水库运行水位稳定的电站,采用本文提出的固定拦污网拦污是最经济的,而且效果相当不错,可以借鉴推广。(上接第16页)工作,按照规定需求,将孔持续时间控制在30min左右,泥浆含砂率应在8%以下,在完成所有清孔工作后才能进行下一环节。(6)钢筋笼制作与吊放。钢筋笼制作在钢筋加工场内进行,用平板汽车车运输到施工现场。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放,若遇阻应停止下放,查明原因进行处理。为确保钢筋笼的定位深度,采用吊筋进行定位,应计算好吊筋的长度,防止浇筑混凝土时钢筋笼上浮或窜落,定位误差不大于10cm。钢筋笼全部入孔后,应按设计及规范要求检查安放位置并做好记录,符合要求,经监理工程师检验合格,即可进行下道工序施工。钢筋笼应及时、准确地就位,就位后应牢固定位,待混凝土浇筑完毕并初凝后,方可解除固定设施。(7)灌注。混凝土浇注前严格检查导管压力及密封性,灌注时控制导管埋置深度。灌注桩混凝土要具有足够的流动性,并且连续灌注,不得有长时间的间断。浇注水下混凝土施工时,严禁导管提出混凝土面,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土浇注记录。(8)检查。在完成上述工程之后,对各环节进行全面检查,是保证冲孔灌注桩技术具有安全性、稳定性的关键。6厂房冲孔灌注桩实施效果...

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