劉隆光

中冶集團武漢勘察研究院有限公司 湖北 武漢 430080

1 工程概況

寶鋼寬厚板軋機工程是寶鋼三期后工程的重要建設(shè)項目,本項目主廠房主要有：板坯接受跨、板坯跨、主軋跨等,其吊車噸位25～400t,主廠房跨距大,柱下荷載高,沉降敏感;寬厚板軋機及配套設(shè)備為進口設(shè)備,其設(shè)備基礎(chǔ)對沉降要求嚴格;公輔設(shè)施主要有：旋流池、安全水塔、加熱爐煙囪等,其中,旋流池深度超過30m,為超深基坑。擬建主要建(構(gòu))筑物重要性等級為一級。

擬建場地位于長江三角洲平原,主要由海陸交互相沉積的深厚軟土、粘性土、砂土組成。構(gòu)成地基的土層結(jié)構(gòu)復雜,擬建場地普遍分布天然含水量高、孔隙比大、高靈敏度、高壓縮性、低強度和低滲透性的軟土(在較大的地震力作用下易出現(xiàn)震陷)。其地基復雜程度為一級(復雜)。本項目工程勘察等級為甲級。

2 場地需要解決的主要巖土工程問題

本次勘察場地需要解決的主要巖土工程問題有：

2.1 解決場地穩(wěn)定性問題及各地基土層的承載力為重點。

2.2 擬建旋流池深度超過30m,需詳細查明旋流池周邊及影響范圍內(nèi)土體的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。

2.3 詳細了解地基土承載能力及變形特征,準確提出各主要地層的地基承載力和變形參數(shù),為廠區(qū)道路、地面堆載、輕低建筑物等對荷載要求不高的建(構(gòu))筑物提供采用淺基礎(chǔ)的可能性和依據(jù),以盡量節(jié)省建設(shè)投資。

2.4 對場地和地基的地震效應進行分析研究,為建筑抗震設(shè)計提供參數(shù)。

3 本次巖土工程勘察的主要特點

3.1 先進的鉆探工藝。該工程鉆孔一般在80m 左右,為采取到超深范圍內(nèi)軟土、粉土、砂土原狀的鉆探芯樣,我公司根據(jù)地層特點,克服孔內(nèi)水壓、氣壓對取樣的影響,研制一種特制接手巖芯管進行鉆探,使得取芯率達到80%以上,為準確劃分地層界線、確定土層成份特性、狀態(tài)及密度特點取得了非常直觀、準確的第一手資料,

3.2 取高等級原狀樣。對靈敏度很高、極易擾動的軟流塑的淤泥質(zhì)粘土采用不銹鋼薄壁取土器靜壓法取原狀樣,避免了對土樣的擾動;對砂層采用取砂器取原狀樣,避免砂樣受擾動。

3.3 靜力觸探試驗。為查明擬建場地各土層樁側(cè)阻力和樁端阻力及場地可液化土層,采用靜力觸探試驗數(shù)據(jù)進行分析、確定,為與鉆探進行對比,靜力觸探試驗的深度達到65m 左右,觸探車的自重不夠觸探時的反力,為滿足65m 左右深度觸探反力的要求,我公司特別研制自緊反力錨裝置,克服了以往反力不足的缺陷。同時考慮超深觸探對探頭的影響,確保數(shù)據(jù)可靠,在試驗之前重新對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行標定,并用電腦現(xiàn)場采集數(shù)據(jù),現(xiàn)場進行分析處理。

3.4 十字板剪切試驗。擬建旋流池深度超過30m,屬超深基坑,特進行十字板剪切試驗,包括原狀土及重塑土剪切試驗。為準確評價基坑深度范圍內(nèi)的土層(主要為淤泥質(zhì)土層)提供了可靠的設(shè)計參數(shù)。

3.5 標準貫入試驗。按標準貫入試驗規(guī)程要求,試驗設(shè)備采用規(guī)范的貫入器、穿心錘、導向桿、自動落錘裝置進行原位測試。確保標準貫入試驗數(shù)據(jù)的準確性與可用性。本次勘察進行標準貫入試驗4000次,重型動力觸探試驗80次。

3.6 室內(nèi)土工試驗。根據(jù)不同的擬建(構(gòu))筑物的類型、結(jié)構(gòu)特點、荷載大小、基礎(chǔ)型式、地基處理可能采用的方法等采用不同的試驗方法和項目,方法和項目達20余種。試驗方法合理,試驗數(shù)據(jù)準確,滿足了設(shè)計、施工對各種不同試驗數(shù)據(jù)的需要,也為提供各種物理力學參數(shù)取得了準確可信的原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)。室內(nèi)土工試驗除進行常規(guī)物理性質(zhì)試驗和常規(guī)固結(jié)及高壓固結(jié)試驗、固結(jié)系數(shù)(水平、垂直)、土的靜止側(cè)壓力系數(shù)、土的無側(cè)限抗壓強度等力學性質(zhì)試驗外。還進行了滲透試驗、固結(jié)快剪、三軸不固結(jié)不排水剪、三軸固結(jié)不排水剪、固結(jié)排水剪等。

3.7 載荷試驗。在擬建場地內(nèi)進行了6處靜載荷試驗,準確提供了人工填土及粉質(zhì)粘土層的承載力和變形模量等參數(shù),同時為查清人工填土層的物質(zhì)組成、顆粒級配和重度,在現(xiàn)場進行8處井探,取大件土樣進行顆粒分析試驗,現(xiàn)場采用灌水法進行重度試驗。為荷載要求不高的輕、低建(構(gòu))筑物采用天然地基可能性提供了可靠依據(jù)。為廠區(qū)道路、地面堆載、輕低建筑物等對荷載要求不高的建(構(gòu))筑物提供采用淺基礎(chǔ)的依據(jù),節(jié)省了大量的建設(shè)投資,也為寶鋼同類場地土基礎(chǔ)設(shè)計積累了寶貴的數(shù)據(jù)資料。

3.8 旋流池基坑深度超過30m,屬超深基坑。為查明查明了旋流池周邊及影響范圍內(nèi)土體的水文地質(zhì)條件,在擬建場地內(nèi)進行了簡易鉆孔抽水試驗、查清了場地內(nèi)淺層第四系地層的滲透性;在擬建旋流池場地進行了大口徑鉆孔抽水試驗,并提出了專門水文地質(zhì)勘察報告,查明了場地內(nèi)地下水的賦存條件及對本工程深基礎(chǔ)施工的影響。對深基坑周邊環(huán)境條件和深基坑開挖影響范圍內(nèi)地層特點進行了詳細分析,論證和評價了基坑開挖、降水等對鄰近建(構(gòu))筑物的影響,對基坑中心處回彈量進行了計算,對基坑圍護方案及基坑施工中應注意事項提出了合理的建議,準確提供了深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定性計算和支護方案所需的巖土技術(shù)參數(shù),為超深基坑的設(shè)計及安全順利施工提供了準確詳實的資料。

4 項目環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益

本次勘察全過程中,在注重勘察質(zhì)量、工期、安全的同時,也十分注意保護環(huán)境。本次勘察提出的全面準確的設(shè)計參數(shù)和推薦的合適的基礎(chǔ)持力層,為寶鋼節(jié)省了大量的建設(shè)投資,受到業(yè)主、設(shè)計、施工等各方面的好評,同時也為我公司在寶鋼的后續(xù)項目勘察積累了寶貴的經(jīng)驗。