宝钢宽厚板轧机岩土工程勘察实录

2019-07-13刘隆光

探索科学(学术版) 2019年5期

刘隆光

中冶集团武汉勘察研究院有限公司湖北武汉 430080

1 工程概况

宝钢宽厚板轧机工程是宝钢三期后工程的重要建设项目,本项目主厂房主要有：板坯接受跨、板坯跨、主轧跨等,其吊车吨位25～400t,主厂房跨距大,柱下荷载高,沉降敏感;宽厚板轧机及配套设备为进口设备,其设备基础对沉降要求严格;公辅设施主要有：旋流池、安全水塔、加热炉烟囱等,其中,旋流池深度超过30m,为超深基坑。拟建主要建(构)筑物重要性等级为一级。

拟建场地位于长江三角洲平原,主要由海陆交互相沉积的深厚软土、粘性土、砂土组成。构成地基的土层结构复杂,拟建场地普遍分布天然含水量高、孔隙比大、高灵敏度、高压缩性、低强度和低渗透性的软土(在较大的地震力作用下易出现震陷)。其地基复杂程度为一级(复杂)。本项目工程勘察等级为甲级。

2 场地需要解决的主要岩土工程问题

本次勘察场地需要解决的主要岩土工程问题有：

2.1 解决场地稳定性问题及各地基土层的承载力为重点。

2.2 拟建旋流池深度超过30m,需详细查明旋流池周边及影响范围内土体的工程地质及水文地质条件。

2.3 详细了解地基土承载能力及变形特征,准确提出各主要地层的地基承载力和变形参数,为厂区道路、地面堆载、轻低建筑物等对荷载要求不高的建(构)筑物提供采用浅基础的可能性和依据,以尽量节省建设投资。

2.4 对场地和地基的地震效应进行分析研究,为建筑抗震设计提供参数。

3 本次岩土工程勘察的主要特点

3.1 先进的钻探工艺。该工程钻孔一般在80m 左右,为采取到超深范围内软土、粉土、砂土原状的钻探芯样,我公司根据地层特点,克服孔内水压、气压对取样的影响,研制一种特制接手岩芯管进行钻探,使得取芯率达到80%以上,为准确划分地层界线、确定土层成份特性、状态及密度特点取得了非常直观、准确的第一手资料,

3.2 取高等级原状样。对灵敏度很高、极易扰动的软流塑的淤泥质粘土采用不锈钢薄壁取土器静压法取原状样,避免了对土样的扰动;对砂层采用取砂器取原状样,避免砂样受扰动。

3.3 静力触探试验。为查明拟建场地各土层桩侧阻力和桩端阻力及场地可液化土层,采用静力触探试验数据进行分析、确定,为与钻探进行对比,静力触探试验的深度达到65m 左右,触探车的自重不够触探时的反力,为满足65m 左右深度触探反力的要求,我公司特别研制自紧反力锚装置,克服了以往反力不足的缺陷。同时考虑超深触探对探头的影响,确保数据可靠,在试验之前重新对数据采集系统进行标定,并用电脑现场采集数据,现场进行分析处理。

3.4 十字板剪切试验。拟建旋流池深度超过30m,属超深基坑,特进行十字板剪切试验,包括原状土及重塑土剪切试验。为准确评价基坑深度范围内的土层(主要为淤泥质土层)提供了可靠的设计参数。

3.5 标准贯入试验。按标准贯入试验规程要求,试验设备采用规范的贯入器、穿心锤、导向杆、自动落锤装置进行原位测试。确保标准贯入试验数据的准确性与可用性。本次勘察进行标准贯入试验4000次,重型动力触探试验80次。

3.6 室内土工试验。根据不同的拟建(构)筑物的类型、结构特点、荷载大小、基础型式、地基处理可能采用的方法等采用不同的试验方法和项目,方法和项目达20余种。试验方法合理,试验数据准确,满足了设计、施工对各种不同试验数据的需要,也为提供各种物理力学参数取得了准确可信的原始统计数据。室内土工试验除进行常规物理性质试验和常规固结及高压固结试验、固结系数(水平、垂直)、土的静止侧压力系数、土的无侧限抗压强度等力学性质试验外。还进行了渗透试验、固结快剪、三轴不固结不排水剪、三轴固结不排水剪、固结排水剪等。

3.7 载荷试验。在拟建场地内进行了6处静载荷试验,准确提供了人工填土及粉质粘土层的承载力和变形模量等参数,同时为查清人工填土层的物质组成、颗粒级配和重度,在现场进行8处井探,取大件土样进行颗粒分析试验,现场采用灌水法进行重度试验。为荷载要求不高的轻、低建(构)筑物采用天然地基可能性提供了可靠依据。为厂区道路、地面堆载、轻低建筑物等对荷载要求不高的建(构)筑物提供采用浅基础的依据,节省了大量的建设投资,也为宝钢同类场地土基础设计积累了宝贵的数据资料。

3.8 旋流池基坑深度超过30m,属超深基坑。为查明查明了旋流池周边及影响范围内土体的水文地质条件,在拟建场地内进行了简易钻孔抽水试验、查清了场地内浅层第四系地层的渗透性;在拟建旋流池场地进行了大口径钻孔抽水试验,并提出了专门水文地质勘察报告,查明了场地内地下水的赋存条件及对本工程深基础施工的影响。对深基坑周边环境条件和深基坑开挖影响范围内地层特点进行了详细分析,论证和评价了基坑开挖、降水等对邻近建(构)筑物的影响,对基坑中心处回弹量进行了计算,对基坑围护方案及基坑施工中应注意事项提出了合理的建议,准确提供了深基坑开挖的边坡稳定性计算和支护方案所需的岩土技术参数,为超深基坑的设计及安全顺利施工提供了准确详实的资料。