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会不会地基下沉

时间:2022-01-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:但是号称“陆地之王”的履带式大型挖掘机,到了曹妃甸马上失去了昔日的威风。按照施工方案,这些重型设备需要安装到不同的桩基上面,新厂区所有地下桩的数量将超过四万根。为了检测钢梁打入地层后可能产生的地质结构破坏情况,首钢地质勘察院启动了中国最先进的地质检测系统。曹妃甸新厂也想引进这种核心技术来检测看看地基的处理效果。他们不会想到中国人在波涛滚滚的大海上建设大型钢铁企业,更没料到这里的地理环境如此艰苦。

2006年3月,曹妃甸钢铁围海造地公司已经吹填造地十一点九一平方公里。这片由海洋吹填出来的陆地,如何承受大型钢铁厂的巨大重量?

于是4到5月,首钢京唐公司开始进行地基处理。

担任施工任务的是首钢建筑安装公司。

刚刚吹填出来的土地全是沙子和泥浆。特别是夏天,刚刚造完的土地经过太阳暴晒,表面形成一层硬壳,就像放了很长时间的粥一样,表面看上去挺硬,但是人一走进去,底下的泥沙“扑哧”一下翻上来,立刻人就陷进去,最深的地方用三米多长的竹竿一下子能捅到底。要想使松软的泥沙土地变得坚实,必须进行夯实作业。

工程技术人员很快调来了专业强夯机。

更棘手的问题出现了。

潮湿的沙子在长时间的沉淀后,水分开始饱和溢出,陆地几乎形成沼泽。为了让强夯机进入施工地点,工程技术人员只好用挖掘机为它扫清障碍。但是号称“陆地之王”的履带式大型挖掘机,到了曹妃甸马上失去了昔日的威风。人走在上面都困难,更别说设备了。

工期紧张,可强夯机却因为积水迟迟不能进入工地,怎么办?

按照传统做法,得用“真空降水加强夯”,每平方米造价三四十元。“真空降水”就是用真空泵把地下水抽干,每平方米就得花二十元。经过两个月的实验,终于想出一个好办法:挖沟加强夯。首先在造好的软土地上挑明渠插上排水管,利用海平面的落差,把明水降下去。明水泻得非常快,地下水降得也非常快。等表面干了,再进行强夯。仅此一项,节省投资两亿多元。

很快一台台强夯机开始忙碌起来。几十台强夯机一起工作,每一次强夯相当于一次五级地震,感觉整个大地都在微微颤动。

工程技术人员使用的与其说是强夯机不如说是起重机,这种由履带式起重机改装而成的机械,拥有一个起重机、一个提锤门架、一个吊钩和一个自动脱钩装置。由起重臂杆、人字撑架和鹅头梁构成的三支点提锤门架,保证夯锤运动的方向。在空旷的软质沙地上,起重机将巨大的夯锤提升到十几米的高度,然后垂直砸向地面,发出闷响并伴随震动。夯点的布设和处理方式都经过精密计算,这种自由落体运动在每一个夯击点上都要重复六到八次,夯级是三百吨。完成一个夯坑以后再搬到新的地方,进行第二个点的强夯。

十一点九五平方公里的吹填土地,需要三十六台强夯机,耗时五个月才能完成全部强夯处理。一般都是七天到半个月以后就要进行检测,因为刚夯完土层一下压密了,过一段像猴皮筋一样又反弹回来,要求释放。

眼看填海项目就要成功了,老天却来捣乱。

正是夏天,热带风暴时常夹杂巨大的降雨。如果排水出现问题,这里就会成为泽国。一般的钢铁厂在沿海建厂会把地面处理成一个由厂区向海边倾斜的缓坡,以利于雨水的自然排出。然而曹妃甸的地面吹填得十分平整,几乎没有斜坡。必须设计一套有效的排水系统!

这套排水系统不仅要承担厂区雨水的收集任务,还必须在地下埋设管道迅速将雨水排放出去。

这种管道直径三米,跟房子的高度差不多。

工程技术人员在厂区南北两个方向设计了两条防洪渠,以直径三点四米的管道连接大海,中间设有闸门,类似北京的护城河。枯水期闸门紧闭,雨水流入渠里灌溉园区,一旦遇到洪水,打开闸门,用一个巨大的水泵把水渠里的水从管道排出,含水的土地一天天变硬。

经过了排水和强夯,曹妃甸的钢城地基比海平面增高了四点五米,地面承重能力也达到每平方米二十二吨。然而,对于完全是由大批重型设备建构起来的钢铁厂来说,承重能力还是远远不够的。因为仅特大型高炉就重达十万吨,它的荷载要求很高,还需要用一点二米的灌注桩打到地下,进一步增加承载力

按照施工方案,这些重型设备需要安装到不同的桩基上面,新厂区所有地下桩的数量将超过四万根。这些桩的构造各不相同,承载力也不一样。他们的位置选择、数量以及打桩深度都是经过反复实验才得出的数据。

地层深处是压实的钙化沙,不会有液化的威胁。一个个打桩机努力工作着,根据地上建筑重量的不同、桩基深度的不同,钢桩分别被打入地下二十至四十多米的吃力层中。

中国最大的、最先进的钢铁厂,将屹立在一根根笔直的钢桩之上。

为了检测钢梁打入地层后可能产生的地质结构破坏情况,首钢地质勘察院启动了中国最先进的地质检测系统。工程技术人员通过在施工现场布置的观测点,检测每一根钢桩的沉降变化,并把每一根钢桩的信息反馈到电脑上。通过近四年的观察,没有发现任何问题,达到了理想的结果。

还有一个难点,就是如何处理“液化”现象。

因为没有现成的经验可以借鉴,所以前期对各种桩都做了很多实验。最早引进南非某公司的“振动点样”技术进行前期实验。

所谓“振动点样”技术,就是用振动夯进行地基技术处理。该技术在土质比较薄、没有液化现象、处理深度比较浅的情况下比较适用,过去主要应用于高速公路工程。该技术最大的特点是处理速度快,成本低,经济效益好。曹妃甸新厂也想引进这种核心技术来检测看看地基的处理效果。

来的专家都是南非人。他们不会想到中国人在波涛滚滚的大海上建设大型钢铁企业,更没料到这里的地理环境如此艰苦。到曹妃甸施工现场一看,工地如此空旷,工程如此巨大,几乎大吃一惊,禁不住惊叫起来:

“啊,这么荒凉?”

“这里原本就是一座荒岛!”

“就在这大海上吹填造地?”

“对!就在大海上……”

“然后再建钢铁厂?”

“对!建一个很大、很现代化的钢铁厂……”

南非的专家们面面相觑——

“不敢想象!”

“真是不可想象!”

“中国人太敢干了!”

“中国人都疯了!”

“真的疯了!”

“疯了!”

…………

前期实验开始了!

不料,该公司这项在高速公路工程上非常行之有效的核心技术,却在曹妃甸遭遇了尴尬。

因为高速公路工程是在坚实的陆地上,而曹妃甸新厂工程是在厚厚的沙层托起的土地上,地质条件完全不同。

该公司在曹妃甸十万平方米范围内做了前期实验,很快发现:曹妃甸新厂的吹填造地深度是四到六米,而该公司核心技术处理的深度只有三到四米,深度不够;中方要求地基处理后的承载力能达到二十二吨,直接就可以做地基层,对方达不到指标;沙层中含有大量的海水,液化现象不能消除,地基不稳,这对未来的曹妃甸新厂建筑将是巨大的隐患,万一发生地震就会喷水冒沙。

前期实验失败了!南非的专家们失望地走了……

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