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岩土研究院

滨海光伏项目PHC管桩施工质量控制和常见问题处理

153 2024-02-21 09:30:56

摘要:西北地区弃光限电情况日趋严重,而滨海地区丰富的光资源、就地消纳能力吸引着越来越多投资企业向此倾斜。PHC管桩因其具有施工速度快、桩身质量有保证、单桩承载力高等特性被渔光互补、农光互补等光伏项目广泛采用。通过潍坊市滨海经济开发区渔光互补项目施工,积累了较为丰富的PHC管桩施工经验,本文就管桩施工质量控制及常见问题的处理进行了总结,可为滨海地区同类型项目提供借鉴经验。
      
关键词PHC管桩 质量控制 环裂


1.前言


潍坊市滨海经济开发区渔光互补项目位于山东省昌邑市,项目装机规模100MWp,本项目充分利用潍坊昌邑市滨海水产养殖区,将当地渔业养殖与光伏发电有机结合建设的生态光伏发电项目,项目建成后实现了光伏发电与渔业养殖的双重效益。

光伏支架基础采用PHC300-70预应力管桩,混凝土强度等级为C80,桩长6米。全场管桩工程量共计254058米。工程区属土层为粉砂层,地勘层厚8米无揭露。

2.工程特点


滨海渔光互补项目多布置在水产养殖池或盐田内,土质以粉砂为主,地表覆有少量腐殖层,坝多坡陡、厂区内交通不便,受雨雪天气影响较大。池塘深度在3-4米之间,表层土质受扰动后易陷车、扬尘大、受雨水冲刷边坡不稳定。因池塘两侧布置有进水渠及排水渠,需做好海水倒灌防范措施。

项目投产后,海水浸泡及盐碱土腐蚀环境对基础施工质量要求较高,因此PHC管桩施工质量是保证电站使用寿命的重要因素。


3.PHC管桩施工质量控制

3.1 施工工艺


本工程PHC管桩施工采用250A型高频振动液压锤头搭配360型挖机进行施工,锤重2.1吨,振频2800/分钟,激振力38吨。该机械无需外部能源,具有行走方便、自主拾桩、打桩速度快、适应规模化施工等特点。

工艺流程:测量定位桩机就位复核桩位拾桩插桩桩身对中调直沉桩终止压桩(至设计标高)桩身质量检测

3.2 施工工艺质量控制


1)沉桩顺序:本工程PHC管桩为单排布置,管桩桩径小、间距大,不考虑挤土效应。

2)桩位偏差:PHC管桩桩位放样要求设置相对固定基准点,利用RTK将控制大线引测至池塘内,全站仪校核后进行桩位放样。使用φ300圆盘撒白灰圈定。

3)沉桩质量控制:为保证后续安装工序施工,必须严格控制桩身垂直度。桩对位后, 在两个正交方向用经纬仪调整桩身垂直度至符合规范和设计要求。管桩压入地下1.0m - 1.5m 深度后, 必须再次校正垂直度。压桩过程中应使用两台正交方向的经纬仪随时监控桩身垂直度, 一旦发现倾斜度增加应及时微调。由于障碍物、块石等原因造成的管桩入土后倾斜, 应及时拔起清理障碍物, 并用原土回填压实后再行沉桩。

4)标高控制:通过施工现场附近的水准控制点进行观测。将水准仪安放在离开桩机10 m左右以外的位置, 测定此时水准线下需要的沉桩长度标记在桩身上。


3.3 管桩质量控制

3.3.1 管桩质量检验

本工程场址区所在地属沿海强腐蚀地区,PHC管桩生产时采取了以下措施提高耐腐蚀性能:使用GN型混凝土防盐蚀剂;磨细砂掺量不少于胶凝材料的15%
PHC
管桩进场时着重检查混凝土抗压强度是否达到设计要求。要认真检查进场管桩的产品质量保证书、合格证、检测报告等是否齐全和符合要求, 不合格管桩不得进场用于工程, 以避免由于管桩质量不过关造成施工过程中桩身倾斜、桩头破损及桩身破裂等。生产厂家除提供常规的原材料检测报告及出厂合格证外,还应出具遵循GB 13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》进行型式检验的第三方检测报告。严禁龄期过长的PHC管桩进场,超过1个月以后,蒸压养护的高强砼会疏散,脆性增加,影响桩的耐击打能力,易引起桩身开裂或打碎现象。

3.3.2 管桩外观质量检验

PHC管桩进场时检查管桩的外观,如是否存在表面裂缝、桩端面的平整度、桩身的弯曲度、壁厚、桩外径等指标均应符合标准和规范要求。

3.3.3 管桩吊运、堆放、运输

1)管桩的吊运过程中应轻吊轻放,避免出现因剧烈碰撞造成的环裂或桩身损坏。在装卸过程中应使用专用吊具并采取可靠措施保证管桩不产生不均匀受力、滑移及损伤。

2)管桩堆放场地应平整压实,排水措施良好。本工程因占地面积大、工作面多,考虑池塘内土质扰动后承载力差等因素,利用路况良好的坝埂加宽压实后作为临时堆放场,再由大型滩涂拖拉机倒运到位。当场地条件允许时,管桩宜单层放置,叠放时不应超过两层,挡木楔防止滚动。叠层堆放时按图一所示放置两道枕木,枕木之间无突出地面的坚硬石块等(严禁设置三个或三个以上支撑点)。

3)管桩运输宜选用平板拖车进行运输,运输过程中加固措施应稳定可靠并对桩身无影响。挡管桩双层叠放,拖拉第二层管桩时应在端头垫放橡胶轮胎等软垫 (图2所示),防止上层管桩在拖拽过程中受到较大荷载冲击而产生桩身环裂等问题。

滩涂拖拉机倒运时,安排专人负责清理运输途中路面尖锐硬物,每次拖拽管桩不得超过2根。管桩两端套橡胶轮胎,防止管桩相互磕碰。拖拽时拖拉机车速严格控制在10km/h以内。布桩工作一次到位,严禁倒运两次以上。

工程实践表明:管桩的运输、堆放和起吊必须严格按相关规程要求实施, 否则管桩在施工前可能就已受到损伤, 必将影响成桩量,造成桩身环裂、断裂等质量问题。

4.常见问题处理

PHC管桩产品本身具有强度高(强度等级为C80)、抗裂性能好、耐久性好、质量稳定可靠的特点, 但施工中由于受工艺、机械设备、地质条件、施工队伍素质等因素的影响, 也容易产生一些质量通病。下面就PHC管桩施工常见问题加以分析, 并提出防治措施。

4.1 桩身环


肉眼观测或低应变检测发现,位置以管桩的桩身中部居多。管桩环裂后, 气体和水分、化学介质会侵入裂缝, 电化学反应引起钢筋锈蚀, 钢筋体积膨胀, 引起保护层剥落, 影响管桩的耐久性和结构寿命。

4.1.1 主要原因分析

1)管桩生产企业对桩身混凝土质量控制较差,放张时混凝土强度不足,由于混凝土抗压强度不足导致管桩放张时预应力损失较大产生环裂。

2)桩在吊运、堆放、拖拽过程中上部荷载过大或撞击造成环裂。
 

4.1.2 处理措施

桩身外侧裂缝使用专用修补剂进行修补,桩芯防钢筋笼灌C40细石混凝土并振捣密实。

4.2 桩断裂


在施工过程中桩身突然倾斜错位、或沉入度突然增大并伴随异响, 此时可能是桩身断裂。

4.2.1 主要原因分析

1)地质情况比较复杂, 地勘不详。施工场地内有地下孤石、旧有基础等障碍物未清除干净, 桩入土后, 把桩尖挤向一侧。

2)桩身存在质量问题。桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。

3)立桩不垂直, 压入地下一定深度后, 再强行走机校正,水平应力荷载集中造成断裂。

4)桩身的不垂直沉入, 偏心受力荷载将桩体压碎裂。

4.2.2 处理措施

施工前应对桩位下的障碍物清理干净, 详细了解地质结构分布情况, 检查桩身质量, 管桩的混凝土强度等级、外观尺寸都必须符合有关规定。桩压入一定深度发现严重倾斜时, 不可采用走机方法进行校正。一旦发现异常情况, 拔除废桩重新施工。
 

结束语


PHC管桩机械化施工程度高、速度快、工效高、工期短, 提前竣工投产,满足了日益增长的滨海光伏项目施工需求, 将产生巨大的社会效益和经济价值。容易做到文明施工, 安全生产,既减少安全事故, 也是提高间接经济效益的有效措施。PHC 管桩施工质量控制应遵循系统理论, 采用过程控制方法, 科学分析各种影响因素的影响机理,采取符合工程实际的有针对性的预案和措施, 严格执行相关标准、规范(), 做好各种实验、监测、检测工作, 严格过程控制, 避免出现质量事故或隐患。

参考文献


        [1]GB 13476-2009.《先张法预应力混凝土管桩》.
        [2]GB50202-2013.
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》.
        [3]GB50796-2012.
《光伏发电站验收规范》.