石油化工装置的桩基设计质量与施工质量控制

　　1 设计协调方面

　　石油化工装置整体设计具有特殊性，顺序为“先上后下”，先安装设计，再土建设计; 先设计工艺流程，再设计设备型号、位置、管线及电缆走向，最后根据设备位置、管道布置等设计其基础和厂房机棚构筑物。

　　因此，土建基础图纸常常出现管道、设备、电仪图纸存档完，土建图纸仍未出全，后期反复增加基础多、设计变更多，到货设备与基础图纸尺寸不符等问题，而且由于进度紧张而提前开工，催促设计将未审查的白图或电子文档图出版，且未经图纸审查就付诸实践。由于到后期大部分构筑物已成型，继而出现的设计尺寸不符、设计布置不合理等情况，处理起来十分困难，不仅耗费资源，而且会拖延工期。又如在基础图纸不全的情况下，抢先施工钢构架，造成在钢柱密布的狭窄区域施工基础，使得土方机械作业和商品混凝土浇筑工作面受限，再加上作业环境复杂、交叉作业等影响，施工质量难以达到预期目标。

　　从现实情况反思原因，就需要做好两方面工作: 第一，设计各专业做到紧密配合，设计与设备生产厂家数据资料准确衔接，使基础尺寸与设备底座吻合。第二，需要建设单位稳步开展工程建设，严格履行工程建设的必要程序，始终以蓝图为依据施工，认真做好图纸评审、设计交底工作。

　　2 桩基设计质量

　　与本项目邻近的一套硫磺回收装置，在进行桩基承载力试验后，有近80%的桩未达到设计的单桩承载力极限值。总厂组织了多次质量专题会，讨论原因和对策。后来发现桩基的设计单位把每根桩入土深度( 桩底标高) 逐项列出，表示达到该深度即能达到桩端持力层。尽管设计人员辛勤的根据岩土报告算出了每根桩深度，给施工单位管桩材料采购量给出了准确的数据，极大的帮助了他们解决规划施工场地材料堆放、采购费用控制等问题，可在施工有计划的组织完后，桩基却出现了质量问题，这些补救措施费用远远超出了带来的收益。分析其原因为: 设计计算的桩长是依据勘察的岩土工程报告，而岩土报告中分布的点密度有限，难以反映整个区域地下图纸的特征，因为整个工程建设地点原来地势起伏大，在场地平整过程中，有挖方区，也有填方区，但平整完后场地难以体现该情况，报告中持力层起伏最大落差达 27m，且变化不均匀，在实际压桩过程中可以看出，相距 2 －3m 的桩到达持力层后桩长相差 5m 之多，所以设计人员算出的桩端标高并不是准确的持力层位置，造成多数桩端未达岩层，无法达到设计桩基承载力要求。

　　对照本人所在项目，以不同的角度说明，设计图纸说明桩基施工的技术参数以合格的试桩结果为准，但试桩过程中，出现两个问题: 一是首根试桩在较小的压力下即破坏，因此项目上一致怀疑试桩所用厂家的桩身质量( 抗压强度) ; 二是试桩位置持力层浅，进尺 9m 即入岩，假设持力层较深，如 27m 以上入岩，桩侧的摩擦阻力就越大，挤土回弹力也越大，这样，此时的终压力值必定大于这根 9m 的试桩。因此，以试桩数据作为实施依据就不合理。之后项目部、监理先后组织了三次会，要求设计 给 出 桩 基 的 终 压 力 值，在 图 纸 会 审 会 上，设 计 定 出 了PHC400AB95 型管桩的终压力 2600KN，PHC500AB100 型管桩终压力为3000KN。在实际的压桩过程中，对压桩力严格控制，保证每根桩都达到要求，最后，除了有 6 根爆桩以及超深的桩( 后来经过补桩处理合格) ，其他的均顺利成桩，桩基的完整性和承载力试验均合格。这充分说明了静压桩施工质量应以压力控制为主，标高控制为辅，相反，则容易忽略主要矛盾，质量难以控制。这就首先要求设计有扎实的专业基础，能有效的指导实际施工。其次，图纸会审程序必不可少，以项目管理团队的专业力量来对设计在实施时可能存在的不科学、不合理的方面提出疑问，并及时制定措施解决。尽管现在很多项目在这个环节都不够重视，设计不审图，施工不看图，之后也勉强解决了，但是，若能在问题暴露前有效给予解决，也许能防止重大的质量问题发生，给工程建设的投资、工期带来效益。

　　3 工程材料、构件的”三检”

　　工程质量优劣很大一部分起决于所用材料质量。比如在石化行业中，钢结构紧固螺栓通常采用合金钢，对各种金属元素含量有严格要求，可以通过光谱分析检测是否达标。之前的项目，刚进场了一批高强螺栓，由于施工单位正在抢工期，只对高强螺栓连接副的扭矩系数和组件摩擦面的抗滑移系数进行了复检，随即投入安装，监理委托对螺栓的合金含量进行光谱分析检查时，发现部分螺栓铬含量超标，之后又委托了第三方检测单位进行试验，证实该问题普遍存在，这时施工单位已加班赶工装完了20%的高强螺栓，只好停工整改，要求螺栓生产厂家重新发货，对已装好的螺栓逐个拆换，退回不合格的螺栓，返工白白耗费了大量的劳动力和时间。

　　上述事件说明进场检查验收应该认真执行，不能流于形式，材料若存在质量问题，返工是小，出现影响结构安全的质量事故就难以补救了。施工工序检查验收中有个“三检”制度，意为每道工序完成后，要依次进行自检、互检、专检的三级检查，方可进入下道工序，其实，工程材料、构配件、设备的验收也与此类似，总结起来就是材料生产加工过程的考查、材料进场验收检查以及材料使用在工程上的检查。

　　材料的未出场前的考查一般在工程材料定货后，工程材料进场之前进行。在土建基础材料中，包括预应力桩、钢筋、混凝土等。本项目使用的高强度预应力管桩，在进场前首先检查厂家的营业执照、生产许可证、资质证书等; 再对构件的质量证明文件及检测报告进行审查; 最后考查生产制作过程，包括钢筋笼制作、入模，预应力张拉，混凝土浇注，旋转离心，蒸压养护。管桩的混凝土强度、预应力张拉、模板等要重点检查，混凝土强度不达标、桩身有裂纹、模板漏浆造成的蜂窝麻面会容易使管桩在施压后出现碎裂、断桩。离心成型过程也需要注意，因为我们现场在截桩完，要安放与承台锚固的钢筋笼，这时发现管桩内混凝土浮浆过厚，有的已经在管桩内芯聚积，桩芯的截面积减小了1/3，钢筋笼放不进去，又很难处理，所以，离心过程的各个细节也要认真做到位，浮浆要清除干净。进场后除了检查规格型号、出厂合格证、质量证明、检测报告，主要对外观质量中的表面、桩身弯曲度等进行目测，表面有裂纹、大面积损坏的应严禁使用。在管桩使用过程中，应注意分类码放，核对设计规格，防止混淆，错用型号; 有接桩要求的，应先压短桩，再接长桩。总之，考查厂家是从源头抓起，提早发现问题，也能最直接的检查材料构件的生产工艺和各项性能指标，真实反映质量情况; 进场检查则偏重查看运输过程中的损坏情况，以及到货的规格型号、数量是否符合设计要求，有复检要求( 如钢筋) 的也能再次核验实体质量; 施工时的检查重点放在材料保存和发放使用上，如水泥保存不当而受潮的或存放超过 3 个月的，不能使用，焊条使用时应保持干燥，配备保温筒，钢筋安装时应杜绝出现以低代高，以普通代替抗震等。

　　好的开始是成功的一半，化工装置基础施工中出现的重要质量问题，多数出自设计原因和材料采购上，尽管施工中也会出现大量繁杂的问题，但通过现场的巡视、旁站、平行检验都容易发现，并且及时处理，都可以得到很好的控制。可设计、材料生产质量往往容易忽视，认为设计图纸是万无一失的，图纸如何设计的，就如何施工，直管低头干活，设计有误是设计的责任，与施工无关。材料都有合格证、质量证明书，不会有问题。可一旦发现问题，为时已晚，有的在建设过程中，处理起来费时费力，有的则甚至是工程使用几年或几十年后，比如“11．22”青岛输油管线爆炸事件。总结工程经验，把握好设计质量、材料质量，是做好工程质量控制的前提和基础，能使工程建设得以顺利、平稳开展，应该予以重视。