安鋼110萬t/年焦化廠7號焦?fàn)t污染地基土分析

鄧世順

1 工程概況

安陽鋼鐵集團公司110萬t/年焦化廠7號焦?fàn)t，擬建于安陽鋼鐵集團公司焦化廠西南部的原焦油槽和硫銨車間所在地。擬建構(gòu)筑物占地面積為(40×15)m2，高為50 m，擬采用混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸3.0 m×5.0 m，基礎(chǔ)埋深3.0 m，單位荷重300 kPa。

2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

擬建場地原為焦油儲存及生產(chǎn)場地，場地地面起伏不大，地面標(biāo)高范圍值為83.48 m～83.85 m(京漢鐵路高程)，最大高差為0.37 m。場地地貌單元屬安陽河沖、洪積平原區(qū)。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，擬建場地區(qū)域上受東西向的安陽南、北斷裂和南北向的青羊口、湯東斷裂所控制。

2.2 地層巖性

根據(jù)勘察結(jié)果，將場地劃分為已受污染區(qū)和未受污染區(qū)。其地層巖性為：

1)污染區(qū)。第(1)單元：素填土，以暗黃色污染粉質(zhì)粘土為主，可塑～硬塑狀態(tài)，部分區(qū)域受污染，呈黑色，具異味，層底埋深1.9 m～2.5 m。第(2)單元：暗黃色粉質(zhì)粘土，可塑狀態(tài)，部分區(qū)域受污染，呈黑色，具異味，層底埋深3.3 m～4.0 m。第(3)單元：暗黃色粉質(zhì)粘土，可塑狀態(tài)，部分區(qū)域受污染，呈灰～灰黑色，具異味，層底埋深為4.4 m～5.0 m。第(4)單元：黃色粉土，濕，稍密～中密狀態(tài)，部分區(qū)域受污染，呈灰～灰黑色，具異味，層底埋深6.0 m～6.5 m。第(5)單元：灰黃色粉土，濕，密實～中密狀態(tài)，部分區(qū)域受污染，呈灰～灰黑色，具異味，層底埋深9.8 m～10.2 m，層厚3.5 m～4.0 m。第(6)單元：棕黃色粉土，稍濕～濕，密實狀態(tài)，部分區(qū)域受污染，呈灰 ～灰黑色，具異味，層底埋深12.9 m～13.4 m。第(7)單元：紅黃色粉土，濕～很濕，稍密～中密，部分區(qū)域受污染，呈灰～灰黑色，具異味，層底埋深18.9 m～20.3 m。第(8)單元：卵石，雜色(褐灰、灰白)，密實，卵石成分為灰?guī)r和砂巖，呈圓形及亞圓形，粒徑一般為20 mm～80 mm，最大粒徑大于140 mm，粒徑大于20 mm的總含量占67.0%，充填物主要為砂質(zhì)，充填程度密實。本單元未揭穿，揭露厚度4.7 m～6.1 m。2)不污染區(qū)(除不受污染外，其余同，略)。

3 地基土污染性評價

3.1 污染土場地的劃分

根據(jù)有關(guān)規(guī)范，該場地可劃分為受污染的擬建場地和未受污染的擬建場地。

3.2 污染源的分析

該場地原為焦化廠，于1970年始建，到1972年投產(chǎn)使用，至今已30余年，主要污染物來源有：焦油、精苯、氨水、硫銨。污染途徑為工作期間遺漏、地表垂直滲透等。

3.3 污染土的成因分析

本場地地基土分布情況，地面以下至2.5 m以上主要為素填土，結(jié)構(gòu)疏松，埋深4.4 m～5.0 m以上為粉質(zhì)粘土，其下均為粉土，孔隙比最大0.98，一般為0.73～0.88，對污染源造成垂直滲透形成有利條件，是形成污染的主要因素。

3.4 污染土分析結(jié)果

本次共取樣23件，對污染土進行化學(xué)分析研究，分析結(jié)果見表1。

表1 污染土分析結(jié)果

表2 H1號孔對金屬和混凝土的腐蝕性表

3.5 污染土對金屬和混凝土的腐蝕性評價

從表1可以看出，H2，H5號孔控制范圍地基土污染較輕，對混凝土結(jié)構(gòu)接近弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有弱腐蝕性;H1號孔控制范圍地基土對混凝土結(jié)構(gòu)自上至下污染等級由弱腐蝕、中等腐蝕逐漸變?yōu)閺姼g，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有中等腐蝕性。以H1號孔為例，評價見表2。

4 污染地基土的物理力學(xué)性質(zhì)、原位測試成果的變化與評價

4.1 物理力學(xué)性質(zhì)的變化與評價

表3 土的物理力學(xué)性指標(biāo)對比表

從表3可以看出，污染地基土的含水量增高，干密度下降，孔隙比增大，壓縮系數(shù)增大，壓縮模量降低。以第(2)單元地基土為例，含水量增大8.1%，干密度下降5.1%，孔隙比增大13.6%，壓縮系數(shù)增加22.8%，壓縮模量降低14.1%。土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)變差，強度下降。

4.2 原位測試成果的變化與評價

從表4可以看出，污染地基土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)均有不同程度的降低，強度下降。

表4 土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗成果對比表

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

地基土受污染后土的物理力學(xué)性質(zhì)有較大變化，結(jié)構(gòu)狀態(tài)變差，強度下降。本場地原是焦油槽和硫銨車間，污染源為焦油、精苯、氨水、硫銨。污染途徑為工作期間遺漏、地表垂直滲透等。地基土對混凝土具有強腐蝕性，對金屬具有中等腐蝕性。本場地屬已受污染的擬建場地。勘探深度內(nèi)未見地下水，但原焦油槽和硫銨車間運行期間有污水下滲入地下，是場地污染的主要因素。

5.2 建議

防滲控制措施：施工期間，對排水道及工作區(qū)的室內(nèi)、外地坪做好防滲措施，以免水流入浸地基土。

由于該場地污染嚴重，土體異味較大，挖樁施工有一定難度，建議采用混凝土預(yù)制樁。在樁基施工過程中，對建筑材料腐蝕的防護，應(yīng)嚴格按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50046工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范和GB 50212建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范執(zhí)行。

在建筑物施工期間和投入使用以后，均須按有關(guān)規(guī)范要求，定期監(jiān)測污染土的工程特性和發(fā)展趨勢。

［1］ 相興華.晉東南紅土的力學(xué)性質(zhì)及設(shè)計參數(shù)的選用［J］.山西建筑，2010，36(3)：109-110.