寶鋼寬厚板軋機(jī)巖土工程勘察實(shí)錄

劉隆光

中冶集團(tuán)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(jī)工程是寶鋼三期后工程的重要建設(shè)項(xiàng)目,本項(xiàng)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(jī)及配套設(shè)備為進(jìn)口設(shè)備,其設(shè)備基礎(chǔ)對(duì)沉降要求嚴(yán)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(guò)30m,為超深基坑。擬建主要建(構(gòu))筑物重要性等級(jí)為一級(jí)。

擬建場(chǎng)地位于長(zhǎng)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(fù)雜,擬建場(chǎng)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(qiáng)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(fù)雜程度為一級(jí)(復(fù)雜)。本項(xiàng)目工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

2 場(chǎng)地需要解決的主要巖土工程問(wèn)題

本次勘察場(chǎng)地需要解決的主要巖土工程問(wèn)題有：

2.1 解決場(chǎng)地穩(wěn)定性問(wèn)題及各地基土層的承載力為重點(diǎn)。

2.2 擬建旋流池深度超過(guò)30m,需詳細(xì)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(xì)了解地基土承載能力及變形特征,準(zhǔn)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(duì)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(duì)場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)進(jìn)行分析研究,為建筑抗震設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

3 本次巖土工程勘察的主要特點(diǎn)

3.1 先進(jìn)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(diǎn),克服孔內(nèi)水壓、氣壓對(duì)取樣的影響,研制一種特制接手巖芯管進(jìn)行鉆探,使得取芯率達(dá)到80%以上,為準(zhǔn)確劃分地層界線、確定土層成份特性、狀態(tài)及密度特點(diǎn)取得了非常直觀、準(zhǔn)確的第一手資料,

3.2 取高等級(jí)原狀樣。對(duì)靈敏度很高、極易擾動(dòng)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(duì)土樣的擾動(dòng);對(duì)砂層采用取砂器取原狀樣,避免砂樣受擾動(dòng)。

3.3 靜力觸探試驗(yàn)。為查明擬建場(chǎng)地各土層樁側(cè)阻力和樁端阻力及場(chǎng)地可液化土層,采用靜力觸探試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、確定,為與鉆探進(jìn)行對(duì)比,靜力觸探試驗(yàn)的深度達(dá)到65m 左右,觸探車的自重不夠觸探時(shí)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(shí)考慮超深觸探對(duì)探頭的影響,確保數(shù)據(jù)可靠,在試驗(yàn)之前重新對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,并用電腦現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù),現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析處理。

3.4 十字板剪切試驗(yàn)。擬建旋流池深度超過(guò)30m,屬超深基坑,特進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn),包括原狀土及重塑土剪切試驗(yàn)。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)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(jì)參數(shù)。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)規(guī)程要求,試驗(yàn)設(shè)備采用規(guī)范的貫入器、穿心錘、導(dǎo)向桿、自動(dòng)落錘裝置進(jìn)行原位測(cè)試。確保標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可用性。本次勘察進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)4000次,重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)80次。

3.6 室內(nèi)土工試驗(yàn)。根據(jù)不同的擬建(構(gòu))筑物的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(yàn)方法和項(xiàng)目,方法和項(xiàng)目達(dá)20余種。試驗(yàn)方法合理,試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,滿足了設(shè)計(jì)、施工對(duì)各種不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)的需要,也為提供各種物理力學(xué)參數(shù)取得了準(zhǔn)確可信的原始統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。室內(nèi)土工試驗(yàn)除進(jìn)行常規(guī)物理性質(zhì)試驗(yàn)和常規(guī)固結(jié)及高壓固結(jié)試驗(yàn)、固結(jié)系數(shù)(水平、垂直)、土的靜止側(cè)壓力系數(shù)、土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)外。還進(jìn)行了滲透試驗(yàn)、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(yàn)。在擬建場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行了6處?kù)o載荷試驗(yàn),準(zhǔn)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(shí)為查清人工填土層的物質(zhì)組成、顆粒級(jí)配和重度,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行8處井探,取大件土樣進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)采用灌水法進(jìn)行重度試驗(yàn)。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(duì)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(chǎng)地土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)積累了寶貴的數(shù)據(jù)資料。

3.8 旋流池基坑深度超過(guò)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(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行了簡(jiǎn)易鉆孔抽水試驗(yàn)、查清了場(chǎng)地內(nèi)淺層第四系地層的滲透性;在擬建旋流池場(chǎng)地進(jìn)行了大口徑鉆孔抽水試驗(yàn),并提出了專門水文地質(zhì)勘察報(bào)告,查明了場(chǎng)地內(nèi)地下水的賦存條件及對(duì)本工程深基礎(chǔ)施工的影響。對(duì)深基坑周邊環(huán)境條件和深基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)地層特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析,論證和評(píng)價(jià)了基坑開(kāi)挖、降水等對(duì)鄰近建(構(gòu))筑物的影響,對(duì)基坑中心處回彈量進(jìn)行了計(jì)算,對(duì)基坑圍護(hù)方案及基坑施工中應(yīng)注意事項(xiàng)提出了合理的建議,準(zhǔn)確提供了深基坑開(kāi)挖的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算和支護(hù)方案所需的巖土技術(shù)參數(shù),為超深基坑的設(shè)計(jì)及安全順利施工提供了準(zhǔn)確詳實(shí)的資料。

4 項(xiàng)目環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

本次勘察全過(guò)程中,在注重勘察質(zhì)量、工期、安全的同時(shí),也十分注意保護(hù)環(huán)境。本次勘察提出的全面準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)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(jì)、施工等各方面的好評(píng),同時(shí)也為我公司在寶鋼的后續(xù)項(xiàng)目勘察積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。