寶鋼寬厚板軋機巖土工程勘察實錄

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備為進口設備,其設備基礎對沉降要求嚴格;公輔設施主要有：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)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。構成地基的土層結構復雜,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土體的工程地質及水文地質條件。

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,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)筑物提供采用淺基礎的可能性和依據,以盡量節(jié)省建設投資。

2.4 對場地和地基的地震效應進行分析研究,為建筑抗震設計提供參數。

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軟土、粉土、砂土原狀的鉆探芯樣,我公司根據地層特點,克服孔內水壓、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阻力和樁端阻力及場地可液化土層,采用靜力觸探試驗數據進行分析、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,確保數據可靠,在試驗之前重新對數據采集系統(tǒng)進行標定,并用電腦現(xiàn)場采集數據,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的土層(主要為淤泥質土層)提供了可靠的設計參數。

3.5 標準貫入試驗。按標準貫入試驗規(guī)程要求,試驗設備采用規(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據的準確性與可用性。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 室內土工試驗。根據不同的擬建(構)筑物的類型、結構特點、荷載大小、基礎型式、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,試驗數據準確,滿足了設計、施工對各種不同試驗數據的需要,也為提供各種物理力學參數取得了準確可信的原始統(tǒng)計數據。室內土工試驗除進行常規(guī)物理性質試驗和常規(guī)固結及高壓固結試驗、固結系數(水平、垂直)、土的靜止側壓力系數、土的無側限抗壓強度等力學性質試驗外。還進行了滲透試驗、固結快剪、三軸不固結不排水剪、三軸固結不排水剪、固結排水剪等。

3.7 載荷試驗。在擬建場地內進行了6處靜載荷試驗,準確提供了人工填土及粉質粘土層的承載力和變形模量等參數,同時為查清人工填土層的物質組成、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)筑物采用天然地基可能性提供了可靠依據。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)筑物提供采用淺基礎的依據,節(jié)省了大量的建設投資,也為寶鋼同類場地土基礎設計積累了寶貴的數據資料。

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土體的水文地質條件,在擬建場地內進行了簡易鉆孔抽水試驗、查清了場地內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勘察報告,查明了場地內地下水的賦存條件及對本工程深基礎施工的影響。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)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參數,為超深基坑的設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、社會效益和經濟效益

本次勘察全過程中,在注重勘察質量、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計參數和推薦的合適的基礎持力層,為寶鋼節(jié)省了大量的建設投資,受到業(yè)主、設計、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驗。