2011年巖土工程師考試輔導(dǎo):工業(yè)建筑勘察2

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70年代,上??辈靻挝粸楹穗姀S選址,做了大量工作。華東電力院在安徽寧國首先為開始選廠勘察,1970年,核電廠工程定名728工程后,該院又在江蘇、浙江、上海嘉定踏勘了10多處場地。1972年開始,由華東電力院負(fù)責(zé),同濟(jì)大學(xué)地下工程系和浙江省水利勘測設(shè)計(jì)院協(xié)助,先后在浙江富陽縣的狀元塢、長山和桐廬縣的大塊山、天堂坪4處進(jìn)行選址勘察,經(jīng)比較,選定長山作為廠址。1975年初,全面對長山廠址進(jìn)行了大量勘察工作。后因環(huán)境等問題未能妥善解決,該廠址未被采用。以后,又在江蘇沿長江選廠,對比了江陰和沙洲(現(xiàn)張家港)兩個方案,1977年,以江陰一側(cè)的長山采石場作為工程廠址。經(jīng)初步調(diào)查勘察后,于1978年開展初步設(shè)計(jì)勘察工作。工作內(nèi)容和深度大致與浙江富陽長山廠址相同。正當(dāng)728工程待審批期間,江蘇省電力局計(jì)劃在江陰長山東段,即位于張家港內(nèi)一側(cè),擬再建2臺引進(jìn)的90萬千瓦反應(yīng)堆。該反應(yīng)堆中心至728工程反應(yīng)堆中心距離僅1.0公里,實(shí)際上兩個工程已并聯(lián)在一起。因而華東電力院于1978~1979年5月期間,開展了蘇南核電廠的勘察工作。這次勘察的內(nèi)容,除達(dá)到與728工程同等深度外,還根據(jù)國外核電廠設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,加深和擴(kuò)展了區(qū)域穩(wěn)定性和地震工程方面的內(nèi)容,華東電力院將跨孔試驗(yàn)成功應(yīng)用于勘察實(shí)踐,并建立室內(nèi)土動力學(xué)試驗(yàn)項(xiàng)目。后由于國家經(jīng)濟(jì)調(diào)整,該工程廠址保留,暫緩建設(shè)。負(fù)責(zé)勘察工作的主要工程技術(shù)人員,于1979年下半年支援廣東大亞灣核電廠的選址和可行性研究工作。1978年春夏,上??辈煸菏?28工程指揮部(籌)委托,在上海奉賢縣柘林海灘,進(jìn)行了備用廠址勘察,勘察場地面積3平方公里。采用的手段是區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、場地測繪、鉆探、靜力觸探、標(biāo)貫試驗(yàn)及室內(nèi)土水試驗(yàn)??碧娇拙?00~300米,孔深40~80米,均控制了暗綠色硬土層及其以下的粉細(xì)砂層厚度??辈靾?bào)告作出了在松軟土地區(qū)建造核電廠的可能性及地基基礎(chǔ)方案的建議。1979年,在場地做了3組樁載荷試驗(yàn)。為配合728工程核電設(shè)備制造的需要,1973年底,上海市批準(zhǔn)在閔行地區(qū)電機(jī)廠內(nèi)新建大型發(fā)電車間,面積近1.8萬平方米,柱荷重為2000噸。在鍋爐廠建配套廠房,行車為400噸級。六機(jī)部九院勘測大隊(duì)為此重型廠房地基勘察,首次應(yīng)用了靜力觸探測試技術(shù),1975年1月,在大型發(fā)電車間工程地質(zhì)勘察報(bào)告中,提出了以暗綠色粘土層以下的細(xì)砂層作為樁基持力層的建議,以提高單樁承載力,節(jié)約基礎(chǔ)造價(jià)。后因打樁設(shè)備力量不足,此建議未被采用,仍以暗綠色粘土層為樁基持力層。
    1972年8月,上海勘察院受上海電信局委托,為衛(wèi)星地面站30米直徑拋物面天線進(jìn)行地基勘察??辈煲笥擅绹鵁o線電公司(RCA)提出:天線基礎(chǔ)直徑為50米,要求天線在軌道上沿360°運(yùn)轉(zhuǎn)時,基礎(chǔ)差異沉降不能超過0.25毫米(0.01英寸);要求遵循北美“土壤試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)”對地基土分類,除常規(guī)土工試驗(yàn)外,尚要求彈性剪切模量,三軸不排水和固結(jié)不排水的剪切強(qiáng)度、高壓固結(jié)試驗(yàn)等特殊力學(xué)試驗(yàn),要求有完整的土工試驗(yàn)分析報(bào)告和對基礎(chǔ)型式建議的技術(shù)文件提交給美方。上??辈煸簽橥瓿蛇@一任務(wù),聘請了對美國土工技術(shù)較熟悉的同濟(jì)大學(xué)教授俞調(diào)梅、上海規(guī)劃設(shè)計(jì)院副總工程師孫更生、華東電力院勘察處童翊湘為技術(shù)顧問,完成了特殊性土工試驗(yàn)項(xiàng)目和大量的標(biāo)準(zhǔn)貫入和十字板原位測試。衛(wèi)星接收站主體項(xiàng)目勘察報(bào)告和成果資料在接收任務(wù)后20天內(nèi)就完成,提交美方,并明確提出采用筏基設(shè)計(jì)不能滿足允許差異沉降的結(jié)論。同年9月,上海勘察院又完成衛(wèi)星接收站補(bǔ)充和二期配套項(xiàng)目的工程勘察。美方收到勘察資料后未提出異議,原定衛(wèi)星接收站設(shè)計(jì)由美方負(fù)責(zé),后因知上海軟土地基以及其他原因,改由華東工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院(簡稱華東工業(yè)院)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì),地基基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ),建成后至今運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
    1977年10~11月,市建委組織上海勘察院、上海水文地質(zhì)大隊(duì)為寶鋼進(jìn)行選址階段工程地質(zhì)勘察。同年12月建廠指揮部又委托上??辈煸哼M(jìn)行初步規(guī)劃方案的勘察,參加單位增加了山東大型煤礦勘察隊(duì)。勘探點(diǎn)按300米×300米方格網(wǎng)布置鉆孔,孔深50~100米不等,共完成鉆孔65個,鉆探總進(jìn)尺5318米,取土334個,進(jìn)行土工試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔3個,于1978年3月完成勘察報(bào)告,提出了埋深60~70米的粉細(xì)砂層,宜作樁基礎(chǔ)的良好持力層,和岸邊灘地較穩(wěn)定、百年無大變化的結(jié)論。
    1978年2月,冶金部為寶鋼一期工程,調(diào)該系統(tǒng)武漢勘察公司等8個勘察單位,連同在廠區(qū)的上海勘察隊(duì)伍,共11個單位、人員1103人、28臺鉆機(jī)、11個土工試驗(yàn)室,進(jìn)行廠區(qū)工程地質(zhì)勘察會戰(zhàn),負(fù)責(zé)單位為武漢勘察公司。鉆孔按300米×300米方格網(wǎng)布置,共130個孔,其中20個孔深為100米,鉆入砂層40米,110個孔深80米,鉆入砂層20米。每個孔都做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。試驗(yàn)間隔在粘性土層每2米一次,砂層每1米一次,要求每孔取原狀土,除做一般物理性試驗(yàn)外,每件粘性土都做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、三軸剪力和高壓固結(jié)試驗(yàn)。自3月3日會戰(zhàn)開始,奮戰(zhàn)42天,4月13日完成全部外業(yè)任務(wù),累計(jì)總進(jìn)尺1.13萬米,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)7164次。采取土樣1501件,土工試驗(yàn)和資料整理日夜進(jìn)行,匯總資料比計(jì)劃提前15日,于5月30日完成。該工程勘察獲1987年國家優(yōu)秀勘察金質(zhì)獎。同年6月開始,寶鋼勘察總隊(duì)圍繞一、二期工程各個建設(shè)項(xiàng)目,14年中,完成工程勘察任務(wù)185項(xiàng),砂樁施工質(zhì)量檢測任務(wù)20項(xiàng),原料場堆礦后地基土檢驗(yàn)任務(wù)40項(xiàng),總計(jì)65次。鉆探總進(jìn)尺3.19萬米,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)33961次,原狀土試驗(yàn)12242件,地下水化學(xué)分析48件,地基土化學(xué)分析15件,靜力觸探6056米/185個孔,平板靜載荷試驗(yàn)13處,旁壓試驗(yàn)3處,十字板剪力試驗(yàn)814次/64孔,波速測試158次/10個孔,電測深255個測點(diǎn),提供245項(xiàng)工程勘察試驗(yàn)報(bào)告,為寶鋼一、二期工程建設(shè)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了條件。寶鋼電廠是寶鋼的自備電廠,位于長江口。由華東電力院負(fù)責(zé)工程勘察。自1978年4季度起至1980年底完成。根據(jù)大量的深層原位測試和土工資料,并收集分析了寶鋼工地已有試樁資料和打樁經(jīng)驗(yàn),對樁的持力層和單樁承載力的確定進(jìn)行多方案論證比較,提出深約60米左右的粉細(xì)層為持力層,否定了日方提出的以埋深70米中粗砂層為樁基持力層的意見。最后經(jīng)雙方研討,確定單樁容許承載力采用1900千牛(190噸),還確定了試打、施工停打標(biāo)準(zhǔn)。試打結(jié)果,按日方通用的海爾打樁動力公式計(jì)算,單樁容許承載力均大于190噸。主廠房實(shí)際共打鋼管樁837根,實(shí)測沉降量為2~3厘米,是上海地區(qū)沉降量最小的電廠。該工程勘察獲1986年國家優(yōu)秀勘察銀質(zhì)獎。
    1981年,上海浦東煤氣廠籌建,有煤倉、焦?fàn)t、塔、煙囪、20萬立方米成品氣柜等重高型構(gòu)筑物,對差異沉降較敏感,基礎(chǔ)底面壓力可達(dá)30~35噸/平方米(300~350千帕)。上海勘察院于1982年11月至1983年7月分期分批完成該廠的工程地質(zhì)勘察任務(wù)。由于場地靠近黃浦江、地勢低洼,溝浜交叉,場地有40%的面積表部為厚1~4米吹填土所覆蓋,下部作為樁基持力層的暗綠色硬粘土層缺失起伏。場地工程地質(zhì)條件復(fù)雜,增加了勘察難度。在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人韓國武領(lǐng)導(dǎo)下,采用綜合勘察方法,因地制宜,應(yīng)用多種原位測試手段聯(lián)合進(jìn)行,查清暗浜,正確評價(jià)吹填土層可作一般小型、輕型建(構(gòu))筑物天然地基的可能性。對于需采用地基處理或樁基的工程項(xiàng)目,根據(jù)荷重大小和所處地段的地質(zhì)情況,分別提出了采用短、中、長樁的基礎(chǔ)處理方案。該廠擬建項(xiàng)目多,由于充分利用吹填土作天然地基和不同樁長的處理方案,大大降低了基礎(chǔ)造價(jià),縮短工期,保證了工程施工順利進(jìn)行。該工程勘察獲1987年上海市優(yōu)秀勘察一等獎、國家優(yōu)秀勘察銀質(zhì)獎。80年代初,上海耀華皮爾金頓玻璃有限公司從英國引進(jìn)浮法玻璃生產(chǎn)線在老廠進(jìn)行改擴(kuò)建,其中玻璃熔窯深坑尺寸為45米×84米,深16米,是當(dāng)時國內(nèi)的深坑。英方提出生產(chǎn)線的差異沉降量控制為±3毫米。上??辈煸河?983年11月~1984年3月完成該工程地質(zhì)勘察任務(wù),1985年4~5月又完成切割成品庫地基強(qiáng)夯加固檢測任務(wù)。在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人韓國武主持下,工程地質(zhì)勘察方案和報(bào)告內(nèi)容完整,對地基土評價(jià)依據(jù)充分。取代表性鉆孔采用泥漿全巖芯鉆進(jìn),進(jìn)行巖芯連續(xù)揭片和攝照,查清吹填土和黃浦江新近沉積土的分布范圍和規(guī)律,并定量評價(jià)。以靜力觸探和三軸快剪值,結(jié)合上海地基基礎(chǔ)規(guī)范有關(guān)規(guī)定,綜合確定單樁極限承載力,為設(shè)計(jì)所采納,與靜壓試樁結(jié)果一致;為滿足大尺寸深基坑開挖需要,進(jìn)行了現(xiàn)場多孔抽水試驗(yàn)和長期觀測水位工作,所獲水文地質(zhì)參數(shù)正確可靠,并提出深基開挖施工應(yīng)注意的問題,這些均在施工中得到驗(yàn)證,符合實(shí)際。由于切割成品庫場地表部填土層需加固,經(jīng)各方共同研究,決定采用強(qiáng)夯加固方案,因工期緊急,未經(jīng)現(xiàn)場小型試驗(yàn),便直接施工。上海勘察院采用了靜載荷試驗(yàn)、十字板剪力試驗(yàn)、靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),并取原狀土分析、檢驗(yàn)、強(qiáng)夯前后地基土物理力學(xué)性質(zhì)改變情況,取得明顯效果。加固后地基上部土層(填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土)可作地基持力層,但下部軟弱層、④、⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土未得到加固,在大面積堆載荷重作用下,地基仍有30~40厘米的最終沉降量??⒐ね懂a(chǎn)后,1988年1月,實(shí)測沉降量為15.1厘米(暗浜處),符合上海軟土地基一般變形規(guī)律。該工程勘察獲1988年上海市優(yōu)秀勘察一等獎、1993年國家優(yōu)秀勘察銀質(zhì)獎。
    1981年6月,728工程籌建處委托上??辈煸簽榍厣胶穗姀S進(jìn)行選廠階段的工程地質(zhì)勘察??辈旆秶?0平方公里,所作的工作有地質(zhì)測繪(1∶10000),收集以場地為中心、半徑為300公里內(nèi)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地震資料,還有潮汐對岸邊的沖刷及杭州灣水下地形演變等資料;以物探方法探索場地范圍及附近周圍基巖埋深及隱伏斷層的勘探工作,鉆探取土試驗(yàn)。1981年9月提供了選廠階段的工程地質(zhì)勘察報(bào)告,對廠址的穩(wěn)定性和適宜性作了論述與評估。同年12月,728工程籌建處委托江蘇省地震局對秦山地區(qū)進(jìn)行地震基本烈度評定。該局根據(jù)以場地為中心、300公里為半徑范圍內(nèi)歷史和近代地震、斷裂構(gòu)造等大量區(qū)域資料分析論證,最后鑒定結(jié)果是廠址區(qū)地震基本烈度為6度。由于用“地震基本烈度”的概念和所提資料不能直接用于核電廠抗震設(shè)計(jì)。該局進(jìn)一步補(bǔ)做工作,最后采用10~4年超越概率作為廠區(qū)場地危險(xiǎn)性評定準(zhǔn)則,定出場地動峰值加速度為0.15g,作為核電站抗震設(shè)計(jì)的定量數(shù)據(jù)。1982年2月,中船勘察院受728工程籌建處委托,為秦山核電廠進(jìn)行定址工程地質(zhì)勘察,定址后又承擔(dān)全部工程勘察,至1985年8月基本結(jié)束,歷時3年余。在各項(xiàng)工程地質(zhì)勘察中,中船勘察院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人熊大閱總工程師,組織有關(guān)人員采用綜合先進(jìn)勘察測試手段,正確測定所需一系列地基動靜參數(shù),分別提供勘察成果給承擔(dān)該工程的6家設(shè)計(jì)院使用,巖質(zhì)高邊坡勘察系與同濟(jì)大學(xué)工程系巖體力學(xué)教研組協(xié)作完成。反應(yīng)堆廠房區(qū)深100米巖體動靜模量參數(shù)測定系與武漢巖土力學(xué)研究所協(xié)作完成。中船勘察院對各工程地基評價(jià)、地基處理方案、施工程序、總圖位置等提供了許多切合實(shí)際的建議,為廠方、設(shè)計(jì)和施工部門所采納,節(jié)約工程造價(jià)近1千萬元,并縮短了建設(shè)工期。1991年底秦山核電廠建成發(fā)電,該勘察獲1993年國家優(yōu)秀勘察金質(zhì)獎。
    80年代中期,華東電力院勘察處先后完成石洞口電廠、華能上海石洞口第二電廠(簡稱石洞口二廠)工程勘察任務(wù)。兩廠同處一區(qū),工程地質(zhì)條件相近,勘察方案大致相同,石洞口二廠系與國外聯(lián)合設(shè)計(jì),主廠房荷重較大,要求按國際通用標(biāo)準(zhǔn)提供巖土工程勘察評價(jià)報(bào)告。按美國材料試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)規(guī)程,做到精心勘察。查明場地地層和性質(zhì),進(jìn)行了深100米左右標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)和全斷面取土樣試驗(yàn),深70米靜力觸探(CPT)試驗(yàn);進(jìn)行了供樁基和基坑開挖設(shè)計(jì)所需三軸剪力和高壓固結(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對樁基持力層和單樁承載力的選定進(jìn)行比較論證。推薦埋深55米粉細(xì)砂層作為樁基持力層,比該區(qū)域習(xí)慣采用埋深65~69米砂層為持力層的樁長要縮短10~14米,按照主廠房打入2800根直徑609.6毫米×11毫米鋼管樁計(jì)算,節(jié)省鋼材4032~5645噸,節(jié)省投資1008~1411萬元,取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。此外,對石洞口二廠灰壩進(jìn)行在7度地震烈度作用下的抗震穩(wěn)定性分析,采用國際先進(jìn)循環(huán)三軸儀、共振柱儀、動靜三軸儀進(jìn)行壩基土動荷模擬試驗(yàn),確定參數(shù)。并利用先進(jìn)的三軸有限元進(jìn)行穩(wěn)定分析,驗(yàn)證壩系的穩(wěn)定性。
    石化總廠塑料廠三期工程,年產(chǎn)8萬噸低密度聚乙烯裝置工程的勘察工作和動力測試,由上海輕工院和上??辈煸汉献鬟M(jìn)行。1989年3~5月,完成詳勘任務(wù),1989年4~10月,完成場區(qū)動力測試任務(wù)。該工程場地系1986年人工圍海造地,淤積而成,勘察范圍長300米,寬160米,采用樁基設(shè)計(jì)。由于土質(zhì)軟弱,局部夾粉砂土,為保證土工試驗(yàn)質(zhì)量,在現(xiàn)場進(jìn)行常規(guī)土工試驗(yàn)??睖y手段有鉆探取原狀土(采用砂土取土器);靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),測深為60米;三軸剪力和高壓固結(jié)試驗(yàn);以原位測試與土工試驗(yàn)指標(biāo)綜合分析、評價(jià)地基土性質(zhì)、對砂土液化進(jìn)行判定;對樁基進(jìn)行了多方案論證和比較。動力測試,集中于擬建超高壓壓縮機(jī)基礎(chǔ)處進(jìn)行。該壓縮機(jī)對其下樁基礎(chǔ)頂面的振幅要求十分嚴(yán)格,為此對場區(qū)天然地基和原型樁(包括單樁和群樁)的動力參數(shù)進(jìn)行了全面、系統(tǒng)、精確的測定,主要內(nèi)容是地基土的波速測試(跨孔法、檢層法);天然地基和樁基的自由振動和強(qiáng)迫振動測試(方形塊體、高低壓模、圓形塊體扭轉(zhuǎn),樁基承臺等自由振動和強(qiáng)迫振動);在壓縮機(jī)實(shí)體基礎(chǔ)處作水平偶合自由振動;在壓縮機(jī)廠房作淺層地基卓越周期和鋼結(jié)構(gòu)廠房節(jié)點(diǎn)的自振頻率等測試。該項(xiàng)測試獲1990年輕工業(yè)部優(yōu)秀勘察一等獎、1991年國家優(yōu)秀勘察銅質(zhì)獎。