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【摘要】大气污染日趋严重，火力发电厂的脱硫、脱硝环保指标逐步提高，早期建设的火力发电厂均为考虑脱硫、脱硝装置的建设，均需要进行改造。由于早期电厂环保指标要求相对较低，未考虑脱硫、脱硝装置的规划，为满足环保要求，电厂需进行加装改造且多数电厂现有场地、原有地基处理等条件均不能满足改造设计要求，需要进行地基处理或加固方能满足设计要求。现有地基处理、地基加固方案较多，对不同场地有不同的方案如基础补强注浆加固法、加大基础底面积法、微型钢管桩等方法。其中微型钢管桩相对较少利用，本文针对微型钢管桩在脱硝改造工程中应用进行阐述。
【关键词】地基处理；微型钢管桩
由于早期电厂建设期，未考虑脱硝、脱硫建设场地，导致脱硫、脱硝改造工程时，工程场地不能满足设备布置、结构布置及安全的要求，且因改造工期较短（多数改造工程均在主机检修期进行对接），改造过程中的多数基础工作（地基处理、基础施工、支撑体系的施工）是在机组正常运行状态下进行。为了满足改造工程需要和不影响机组运行，整个脱硫、脱硝改造方案既要确保脱硝装置的安全性、合理性、经济性，还要保证在改造过程中不影响机组运行。实际情况下，多数电厂地质条件不好、建设场地狭小，大型机械无法进入施工现场，导致工程设计、施工困难重重，尤其是地基处理方面。为满足工程需要，改造工程的地基处理方案就成为整个工程的重要环节。本文针对一种地基处理方案---微型钢管桩的运用进行阐述。
钢管桩为钢桩基础的一种。在上个世纪50年代被国外大量使用，在国内应用很少。由于钢材抗压、抗拉强度高，材质均匀，延性好，抗弯、抗剪能力强，所以钢管桩均有承载能力大、规格多选用余地大、桩长易调整、浪费少、挤土有限、对周边影响小、质量有保证作等优点突出的桩型，其在高层、超高层中正逐步得以应用。虽然钢管桩在目前社会上已经运用，但大多工程实例均运用在场地开阔及民用建筑项目中，且采用的钢管桩直径相对较大，相对地基条件较差的新建工程较为经济适用。
微型钢管桩系钢管桩的一种，可适用于新建建筑的地基处理，也可以用于既有建筑地基加固。即为微型则该桩型不仅具备钢管桩本身自由的有点，还具备微型桩固有特点。其本身尺寸小，可操作性强；施工机械小，对场地条件要求不高，对场地狭小、地质条件差的场地有突出的优势 。该桩型多用于边坡支护中，在脱硝改造工程很少使用。结合微型钢管桩的诸多优点，本文通过广西某电厂脱硝改造实例，对微型钢管桩（小直径的钢管桩，钢管￠146）在改造工程中的实际运用阐述一下。
一、工程概况
1.场地情况
该电厂厂址位于山区，总的布置场地相对较小。尤其炉后部分，场地布置相当紧凑，空间狭小。由于主厂本身场地狭小，送风机布置在锅炉左右两侧（常规布置在锅炉正后方），送风机支架距锅炉房轴线距离1.7m，且原送风机支架未考虑脱硝建设，没有荷载余量。脱硝装置只能结合现场实际情况（必需保证主机大修前正常运行），进行合理布置在锅炉两翼，即送风机所在场地周边。在预建场地内布置有送风机基础、送风机支架、送风机风道支架等其它零星设备及基础。且在预建场地上空有许多主厂架空管道存在（管底净高2.5m）。
2.地质情况
填土：主要成分为碎石、角砾、砖块、粘性土，建筑垃圾等，层底埋深0.50～7.00m。局部地段上部覆盖混凝土层。
软塑状混碎石粘土2号层：混多量角砾、碎石，土质结构较差，局部含有泥质、有机质，湿，以软塑状态为主，局部为可塑状，厚度5m～6m。地基承载力特征值150kpa.
混碎石粘土3号层：混多量碎石、角砾，局部混块石和孤石等。碎石成分为硅质岩、燧石，灰色、灰黑色、岩质坚硬，棱角明显，未风化，粒径一般5mm～40mm，含量10%～40%，极不均匀，多者富集含粘土碎石、角砾和砾砂，少者为较纯的粘土。块石大小200mm～400mm，为风化不全的燧石团块，岩质坚硬，钻进困难。土层呈湿，硬塑～坚硬状，结构密实。厚度变化较大。地基承载力特征值220kpa.
混碎石粘土4号层：棕黄、黄褐色，混多量碎石、角砾等、局部混块石，成分为硅质岩、燧石，坚硬，棱角状，粒径10mm～60mm，含量20%～45%。可塑状为主，局部为硬塑状。厚度1.0m～24.75m，变化很大。地基承载力特征值190kpa.
基岩地层岩5号层：主要为石灰岩、硅铝岩，局部分布有煤层。局部存在裂隙、溶洞。
3.原有建构筑物地基及基础
原有锅炉基础为桩基础（主厂原采用钻孔灌注桩1000mm、800mm直径）。送风机及其他零星设备基础均为天然地基。两种基础埋深4m。
4.设计及施工难点
施工方面：由于现场实地狭小，现有场地大型机械根本无法进入现有场地。如螺旋钻机、压路机、挖掘机、混凝土罐车等均无法进入现场，现场施工只能进入小型柴油机、人工推车等小型设备。
设计方面：结合脱硝设计数据，现场实际情况，施工条件的制约，设计方案存在以下难点：脱硝最大柱脚力约400T左右，采用天然地基，基础要求面积较大，现场没有足够的场地布置基础；采用大型灌注桩时，需要大型机械钻孔，但大型钻孔机械要求场地净空较高，占地面积相对较大，现场空间狭小（机械成孔桩基无法实现）；采用人工挖孔桩的模式，因地下水丰富存，容易在成孔过程中塌孔，且需在水中带电作业（排水作业），施工过程中存在重大安全隐患；采用大开挖方式进行基础扩大截面方法，由于场地有限，基础埋深较深，放坡不能满足要求且地下水较丰富，大开挖会影响到主机运行的安全。从而现有的常规地基处理方案灌注桩、扩大截面等方案地基承载力均不能满足设计要求。
5.设计方案确定
结合以上情况，需要大型机械（大型钻孔桩、扩大截面法等）进行作业的施工方案及人工带电带水作业的设计方案均无法实现。从而该工程的地基处理必须选择施工机械小、设计强度高、灵活性强的地基处理方案。最终，结合设计需要、现场实地及机组运行情况，唯一满足该场地的地基处理方案为微型钢管桩。 二、微型钢管桩的实际运用
1.微型钢管桩设计数据及细部说明、要求
1）钢管桩采用地质管DZ40（￠146X4.5），钢管外涂环氧煤沥青防腐涂料，厚度不小于1mm，涂刷前需除锈，等级为ST3。桩长27m，单桩承载力设计值320KN。
2）钢管内注浆采用水灰比0.45：1～0.5：1的纯水泥浆灌注。水泥采用P.O42.5，水泥浆比重约1.85，水泥浆强度等级为M30。
3）与大直径钢管桩不同处，底部开口，确保桩侧水泥浆冲填质量，否则影响桩侧土的摩阻力发挥。考虑到钢管直径小，且钢管进入完整灰岩1m，不需在孔底内加十字撑。不加十字撑能确保当孔底存在少量残留岩芯，不影响钢管壁直接落在岩层上；另当残留岩芯较多时，可通过钻具清扫孔底残留岩芯，不影响桩身质量。
4）溢浆孔的设置：溢流孔距钢管底100mm、200mm、700处的钢管壁对开2个孔，孔径20mm，开孔方向与前两孔连线呈90度关系。各组孔呈梅花形布置，以减少注浆时的阻力，保证注浆均匀。
5）钢管桩施工时，每个柱下面选择1根工程桩进行超前孔钻孔勘探，桩端入岩深度2米，确认岩层下是否存在溶洞。桩的具体位置优先选择中心位置。
2.微型钢管桩所需机械及流程
施工机械：地质钻机（150型）用于成孔占地面积需要1.5x2m，要求净高2m，置于施工现场，可以满足现场施工操作要求；水泥搅拌机（低速JJB-2B）灌浆泵（BW150型）均布置于施工现场外。
施工流程：放线定桩位及高程→钻机就位→造孔→下放钢管→灌浆→移钻机到另外孔位。
3.微型钢管桩施工中运用的注意事项
除常规桩基施工所要的注意问题外，如现有设备及设施的保护、施工前确认地上、地下设施等障碍的排出、临时设施、安全设施就位等，需要特别说明的如下：
1）注浆时注浆管不得弯折缠绕，时刻注意压力表，以免压力过高管炸伤人。
2）现场插拔注浆管人员佩戴防护眼镜，以免浆液溅入眼中。
3）每根桩注浆结束后，注浆管要保持压力3分钟，等压力消减之后拔掉注浆管，这样既有利于保障注浆效果和桩身质量，也避免压力过高伤人。
4.应注意的质量问题
1）严格控制垂直偏差：由于桩基直径、桩间距较小，施工水平尺前后左右调整好钻机水平度，为控制桩位偏差，先用精密仪器确定桩位，并做固定标点后进行施工。
2）预防孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。成孔后应及时进行对成孔质量进行检查，确认满足设计要求后，应尽快完成桩身就为浇筑工作，以免塌孔。
3）认真清理孔底残留虚土：成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，认真清除。在放钢管前后均要认真检查孔底，清除虚土杂物。
4）严控桩身水泥浆质量：有缩颈、空洞、夹土等现象。在浇筑前一定要做好操作技术交底，坚持一次浇筑、连续作业。
5.微型钢管桩检测
通过竖向抗压静载试验3根桩，实测单桩竖向抗压极限承载力在692kN～721kN之间，均大于单桩竖向抗压承载力设计值320kN的2.0倍，单桩竖向承载力满足设计要求。
结束语
本文通过工程实例，利用微型钢管桩进行地基处理，有效地解决场地狭小、地质条件差的脱硝改造工程实施的难题，为工程建设提供安全、合理的技术支持，对类似工程实施提供有利的依据。
【关键词】地基处理；微型钢管桩
由于早期电厂建设期，未考虑脱硝、脱硫建设场地，导致脱硫、脱硝改造工程时，工程场地不能满足设备布置、结构布置及安全的要求，且因改造工期较短（多数改造工程均在主机检修期进行对接），改造过程中的多数基础工作（地基处理、基础施工、支撑体系的施工）是在机组正常运行状态下进行。为了满足改造工程需要和不影响机组运行，整个脱硫、脱硝改造方案既要确保脱硝装置的安全性、合理性、经济性，还要保证在改造过程中不影响机组运行。实际情况下，多数电厂地质条件不好、建设场地狭小，大型机械无法进入施工现场，导致工程设计、施工困难重重，尤其是地基处理方面。为满足工程需要，改造工程的地基处理方案就成为整个工程的重要环节。本文针对一种地基处理方案---微型钢管桩的运用进行阐述。
钢管桩为钢桩基础的一种。在上个世纪50年代被国外大量使用，在国内应用很少。由于钢材抗压、抗拉强度高，材质均匀，延性好，抗弯、抗剪能力强，所以钢管桩均有承载能力大、规格多选用余地大、桩长易调整、浪费少、挤土有限、对周边影响小、质量有保证作等优点突出的桩型，其在高层、超高层中正逐步得以应用。虽然钢管桩在目前社会上已经运用，但大多工程实例均运用在场地开阔及民用建筑项目中，且采用的钢管桩直径相对较大，相对地基条件较差的新建工程较为经济适用。
微型钢管桩系钢管桩的一种，可适用于新建建筑的地基处理，也可以用于既有建筑地基加固。即为微型则该桩型不仅具备钢管桩本身自由的有点，还具备微型桩固有特点。其本身尺寸小，可操作性强；施工机械小，对场地条件要求不高，对场地狭小、地质条件差的场地有突出的优势 。该桩型多用于边坡支护中，在脱硝改造工程很少使用。结合微型钢管桩的诸多优点，本文通过广西某电厂脱硝改造实例，对微型钢管桩（小直径的钢管桩，钢管￠146）在改造工程中的实际运用阐述一下。
一、工程概况
1.场地情况
该电厂厂址位于山区，总的布置场地相对较小。尤其炉后部分，场地布置相当紧凑，空间狭小。由于主厂本身场地狭小，送风机布置在锅炉左右两侧（常规布置在锅炉正后方），送风机支架距锅炉房轴线距离1.7m，且原送风机支架未考虑脱硝建设，没有荷载余量。脱硝装置只能结合现场实际情况（必需保证主机大修前正常运行），进行合理布置在锅炉两翼，即送风机所在场地周边。在预建场地内布置有送风机基础、送风机支架、送风机风道支架等其它零星设备及基础。且在预建场地上空有许多主厂架空管道存在（管底净高2.5m）。
2.地质情况
填土：主要成分为碎石、角砾、砖块、粘性土，建筑垃圾等，层底埋深0.50～7.00m。局部地段上部覆盖混凝土层。
软塑状混碎石粘土2号层：混多量角砾、碎石，土质结构较差，局部含有泥质、有机质，湿，以软塑状态为主，局部为可塑状，厚度5m～6m。地基承载力特征值150kpa.
混碎石粘土3号层：混多量碎石、角砾，局部混块石和孤石等。碎石成分为硅质岩、燧石，灰色、灰黑色、岩质坚硬，棱角明显，未风化，粒径一般5mm～40mm，含量10%～40%，极不均匀，多者富集含粘土碎石、角砾和砾砂，少者为较纯的粘土。块石大小200mm～400mm，为风化不全的燧石团块，岩质坚硬，钻进困难。土层呈湿，硬塑～坚硬状，结构密实。厚度变化较大。地基承载力特征值220kpa.
混碎石粘土4号层：棕黄、黄褐色，混多量碎石、角砾等、局部混块石，成分为硅质岩、燧石，坚硬，棱角状，粒径10mm～60mm，含量20%～45%。可塑状为主，局部为硬塑状。厚度1.0m～24.75m，变化很大。地基承载力特征值190kpa.
基岩地层岩5号层：主要为石灰岩、硅铝岩，局部分布有煤层。局部存在裂隙、溶洞。
3.原有建构筑物地基及基础
原有锅炉基础为桩基础（主厂原采用钻孔灌注桩1000mm、800mm直径）。送风机及其他零星设备基础均为天然地基。两种基础埋深4m。
4.设计及施工难点
施工方面：由于现场实地狭小，现有场地大型机械根本无法进入现有场地。如螺旋钻机、压路机、挖掘机、混凝土罐车等均无法进入现场，现场施工只能进入小型柴油机、人工推车等小型设备。
设计方面：结合脱硝设计数据，现场实际情况，施工条件的制约，设计方案存在以下难点：脱硝最大柱脚力约400T左右，采用天然地基，基础要求面积较大，现场没有足够的场地布置基础；采用大型灌注桩时，需要大型机械钻孔，但大型钻孔机械要求场地净空较高，占地面积相对较大，现场空间狭小（机械成孔桩基无法实现）；采用人工挖孔桩的模式，因地下水丰富存，容易在成孔过程中塌孔，且需在水中带电作业（排水作业），施工过程中存在重大安全隐患；采用大开挖方式进行基础扩大截面方法，由于场地有限，基础埋深较深，放坡不能满足要求且地下水较丰富，大开挖会影响到主机运行的安全。从而现有的常规地基处理方案灌注桩、扩大截面等方案地基承载力均不能满足设计要求。
5.设计方案确定
结合以上情况，需要大型机械（大型钻孔桩、扩大截面法等）进行作业的施工方案及人工带电带水作业的设计方案均无法实现。从而该工程的地基处理必须选择施工机械小、设计强度高、灵活性强的地基处理方案。最终，结合设计需要、现场实地及机组运行情况，唯一满足该场地的地基处理方案为微型钢管桩。 二、微型钢管桩的实际运用
1.微型钢管桩设计数据及细部说明、要求
1）钢管桩采用地质管DZ40（￠146X4.5），钢管外涂环氧煤沥青防腐涂料，厚度不小于1mm，涂刷前需除锈，等级为ST3。桩长27m，单桩承载力设计值320KN。
2）钢管内注浆采用水灰比0.45：1～0.5：1的纯水泥浆灌注。水泥采用P.O42.5，水泥浆比重约1.85，水泥浆强度等级为M30。
3）与大直径钢管桩不同处，底部开口，确保桩侧水泥浆冲填质量，否则影响桩侧土的摩阻力发挥。考虑到钢管直径小，且钢管进入完整灰岩1m，不需在孔底内加十字撑。不加十字撑能确保当孔底存在少量残留岩芯，不影响钢管壁直接落在岩层上；另当残留岩芯较多时，可通过钻具清扫孔底残留岩芯，不影响桩身质量。
4）溢浆孔的设置：溢流孔距钢管底100mm、200mm、700处的钢管壁对开2个孔，孔径20mm，开孔方向与前两孔连线呈90度关系。各组孔呈梅花形布置，以减少注浆时的阻力，保证注浆均匀。
5）钢管桩施工时，每个柱下面选择1根工程桩进行超前孔钻孔勘探，桩端入岩深度2米，确认岩层下是否存在溶洞。桩的具体位置优先选择中心位置。
2.微型钢管桩所需机械及流程
施工机械：地质钻机（150型）用于成孔占地面积需要1.5x2m，要求净高2m，置于施工现场，可以满足现场施工操作要求；水泥搅拌机（低速JJB-2B）灌浆泵（BW150型）均布置于施工现场外。
施工流程：放线定桩位及高程→钻机就位→造孔→下放钢管→灌浆→移钻机到另外孔位。
3.微型钢管桩施工中运用的注意事项
除常规桩基施工所要的注意问题外，如现有设备及设施的保护、施工前确认地上、地下设施等障碍的排出、临时设施、安全设施就位等，需要特别说明的如下：
1）注浆时注浆管不得弯折缠绕，时刻注意压力表，以免压力过高管炸伤人。
2）现场插拔注浆管人员佩戴防护眼镜，以免浆液溅入眼中。
3）每根桩注浆结束后，注浆管要保持压力3分钟，等压力消减之后拔掉注浆管，这样既有利于保障注浆效果和桩身质量，也避免压力过高伤人。
4.应注意的质量问题
1）严格控制垂直偏差：由于桩基直径、桩间距较小，施工水平尺前后左右调整好钻机水平度，为控制桩位偏差，先用精密仪器确定桩位，并做固定标点后进行施工。
2）预防孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。成孔后应及时进行对成孔质量进行检查，确认满足设计要求后，应尽快完成桩身就为浇筑工作，以免塌孔。
3）认真清理孔底残留虚土：成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，认真清除。在放钢管前后均要认真检查孔底，清除虚土杂物。
4）严控桩身水泥浆质量：有缩颈、空洞、夹土等现象。在浇筑前一定要做好操作技术交底，坚持一次浇筑、连续作业。
5.微型钢管桩检测
通过竖向抗压静载试验3根桩，实测单桩竖向抗压极限承载力在692kN～721kN之间，均大于单桩竖向抗压承载力设计值320kN的2.0倍，单桩竖向承载力满足设计要求。
结束语
本文通过工程实例，利用微型钢管桩进行地基处理，有效地解决场地狭小、地质条件差的脱硝改造工程实施的难题，为工程建设提供安全、合理的技术支持，对类似工程实施提供有利的依据。