1 工程概況
華電望亭電廠有2 座各9 000 m2 淋水面積的冷卻水塔，塔高145 m、φ115 m，為逆流式自然通風式冷卻塔，其中2# 冷卻水塔樁基施工中， 曾發生304 根φ600 mm×130 mm、樁長47m的PHCAB樁中有76 根樁由于地質起伏不均（⑥4 土的砂質粉土厚度1.4～12.5 m厚）打不到設計標高持力層上，截樁根數占整個預應力管樁的27.1%，局部樁基存在承載力不足的問題。
為了確保2# 冷卻水塔在工程施工時及運行生產的安全，電廠籌建部門會同設計院及施工單位，通過分析計算、專家會議研究等方式，綜合實際情況作了專題討論。經詳細驗算分析以及相關的檢測試驗手段，并在同濟大學等其它院?？蒲?、施工單位的共同努力下，通過科學的分析研究，最終決定根據長短樁基在沉降控制和變剛度調平兩個方面理論研究基礎上，采取局部補樁的措施。共補樁23 根，占總樁數8%，經沉降觀測以及樁基檢測結果，工程質量良好，滿足了設計和施工的要求，保證了冷卻水塔運行的安全。
2 樁基施工情況
（1） 2# 冷卻水塔塔工程樁共304 根，于2007 年10 月22 日開始施打到12 月2 日結束，其中76 根未打到設計標高，經分析原因后，補樁23 根于2008 年4 月26 日～5 月14日期間全部完成。
（2） 施打情況：2# 冷卻水塔建構場地屬于地下樁基上部環形整體基礎承臺，上部結構為φ115 m、壁厚60 cm、高度145 m的雙曲線型冷卻水塔，淋水面積9 000 m2。由于設計單樁承載力需達到3 500 kN/ 根，故采用φ600 mm×130mmPHCAB型高強預應力管樁，樁長約47m，分為12 m+12m+12 m+11 m的定型尺寸四節管段，組成一根長樁，中間有鋼質法蘭盤，在施工現場焊接連接而成。地質報告顯示，地質淺部地基土層除表層填土、雜填土之外，其它各層①~⑤號土均為粉質黏土，及至⑥號土層為粉土及粉砂層，層厚從1.4 m～12.5 m，分布極不均勻，持力層在⑦～⑧土層上，但由于⑥3 號土層為不同厚度的粉土夾砂及粉砂層，一般PHC管樁穿越6 m以上厚的砂層就相當困難，樁側摩阻力將增大數倍。本工程有些樁的錘擊數超過2 000 擊～2 500 擊時的貫入度十擊還小于2 cm，樁尖進入受阻，導致樁身損壞或機械產生問題，打不到原設計標高。2#冷卻塔打不下去的樁共有76 根樁，為總樁數的27.1%，露出自然地面樁長統計：
① 樁未打到設計標高露出地面樁長1 m~ 5.8 m的有26 根；
② 樁未打到設計標高露出地面樁長6 m~ 7.5 m的有38 根；
③ 樁未打到設計標高露出地面樁長8 m~ 9 m的有12根；未進入持力層的樁有16 根。
3 長短樁情況分析 大型冷卻水塔PHC 樁基長短不一的情況分析及補樁處理
（1） 由于地下⑥3⑥4 土粉質黏土夾粉砂層厚度太大，使打樁難以穿越；
（2） 針對以上情況,我們曾選用合適的樁架、樁錘錘重、并制定了合理的施工組織設計（包括試打）。本次工程樁機采用老式步履式樁機，DJB- 62 型，錘重6 t ，停錘標準經現場試打后由設計和施工單位確定和確認。盡管采取了以上措施，但仍然有不少樁未能進入設計的持力層。后在補樁施工中就決定采用錘重8 t、沖擊能量80 kj～100 kj、落錘高度1.6 m～2 m 的重錘輕打方式進行。本工程φ600 mm×130 mm的PHC樁總的錘擊控制在2 000 擊左右，不得超過2 500 擊，最后實行雙控制的停錘標準，即樁尖進入設計標
高及最后十擊貫入度小于3 cm～5 cm為合格。
4 應對方案分析
通過本工程實踐，我們認為：一般錘擊PHC樁在沉樁較為困難時，可相應采取以下一些措施來解決。
（1） 對于地質情況起伏變化較大與原勘探點布置不對之處，應補充鉆孔勘探，并及時調整重新布樁。
（2） 施工前在密集群樁處，即進行有選擇的試打，通過試打確定停錘標準，實行設計標高及貫入度雙控制。
（3） 根據試打結果選擇樁機型號，一般砂層比較厚時應選擇D80 或D100 型樁機，落錘高度2 m左右，以重錘輕擊施打方式進行打樁。
（4） 若有多臺樁架同時施打群樁時，打樁路線宜遵循采用中間向兩邊展開施打或基礎之間跳倉施打的方式。
（5） 控制打樁的速率，以每天每臺班施打6 根～10 根為限（根據樁徑及樁長取值），以控制孔隙水壓力的急劇上升。為有利于空隙水壓力的迅速消散，應在多排樁之間埋設豎向塑料排水板及井點降水等設施。
（6） 對進入砂層或堅硬黏土層之樁，其樁尖部分除加樁靴之外，還應在樁尖部分的管樁端上加設一道高400 mm×30 mm厚的環箍與樁焊牢，當錘擊樁進入砂層時，由于該環箍與樁身隔離有一個30 mm的空間空隙，有利于打樁瞬間減少樁側摩阻力，使打樁進尺順利。打樁完成后，該空間因泥砂與水作用仍擠密填滿空隙，起到樁周摩阻力增加之作用。
5 本工程補樁措施
因本工程水塔環形基礎304 根樁中，約有27%（76 根樁）的樁未打到設計標高，通過同濟大學、華東電力設計院等計算分析，決定進行補樁23 根（原樁原長）的技術措施。
5.1 補樁的檢測工作
首先通過對局部需補樁區域內的高低應變檢測，認為已打入的樁絕大多數已打到設計標高，其沉樁貫入度和樁的承載能力滿足設計要求，只有2# 冷卻水塔北側局部區域由于沉樁困難，造成截樁后的長短樁現象，需要補樁。
5.2 有限元分析
再根據對2# 冷卻塔局部區域補樁23 根后的整體有限元模型的分析，得出如下結論：
（1） 補樁后的冷卻塔環基長樁受力已較為均勻，最大長樁在自重+ 沉降+ 風荷截組合情況下的最大軸向壓力為2 600 kN。
（2） 補樁后的樁基沉降總體上較為均勻，環向工后差異沉降最大約為1/4 000，徑向工后差異沉降約為1/1 200。
（3） 環基剛體假設下的剛度中心偏離由加固前的△X=- 1.026 m、△Y=- 3.469 m，轉變為加樁后的：△X=0.23 m、△Y=0.38 m。
（4）環基的扭矩和彎矩在補樁后得到不同程度的改善，現有配筋方案可以通過拉、剪、彎、扭驗算。
（5）補樁后基礎基本表現為均勻變形，對混凝土塔殼的受力極為有利。整體有限元的分析結果顯示，補樁后的混凝土塔殼在自重+ 差異沉降的作用下，最大拉應力約為0.71 MPa。
5.3 補樁實施
補樁施工時間于2008 年4 月26 日～5 月14 日結束，為防止補樁時對原有樁因受土壤擠壓造成損壞，故在樁位處采用φ350 mm～φ400 mm提土器先進行孔引，孔深以打穿⑥3 粉質黏土為準，約29 m。在補樁施工過程中，對周邊已沉樁進行樁頂位移檢測，包括豎向和橫向位移，并控制已沉樁位水平抬升位移不超過10 mm，樁基施工后再進行高應變的檢測。補樁施工采用DELMAGD80 桶式錘進行施打，停錘標準為雙控制。6 2# 冷卻水塔結構沉降觀測2# 冷卻水塔自08 年6 月27 日基礎施工完后，按月進行沉降觀測一次，待上部結構完成到2009 年7 月30 日水塔進水后二個月為一個階段，繼續進行沉降觀測。觀測結果表明：塔基東、南、西、北四個方向的沉降累計最大為9.4 mm，差異沉降最大1.6 mm，總沉降及差異沉降均符合設計及規范要求。
7 結語
華電望亭發電廠的改建工程2# 冷卻水塔樁基在出現問題后經過分析，認為大部分φ600 mmPHC樁已達到設計要求，僅小部分需要補強。通過沉降控制及變剛度計算分析，在對局部區域補樁23 根后，達到冷卻塔安全運行的目的。經過冷卻塔基礎、上部結構施工完成和塔進水后的連續觀測，累計最大沉降為9.4 mm，差異沉降最大9.4- 7.8=1.6 mm，總沉降9.4 mm<115 mm (D/1000),D=115 m, 差異沉降小于2 mm，均符合規范要求。
根據設計對2# 冷卻塔環形基礎進一步穩定的要求，沉降量必須小于0.01 mm或趨于0,才算穩定，所以目前還在進一步（至少3 年）進行沉降規測，做好記錄，以達到安全運行的目的。
