为钢城“筑基”的岁月

信息来源:宝武新闻中心 日期:2009-2-7 9:11:43 点击数:3378
    宝钢厂址位于上海市北翼宝山区月浦一带,北濒长江。江水日夜不息地从上游携带了大量泥沙,在长江喇叭口形成又深又厚的软土层。当年,宝钢是否建在软土地基上,一直是全国人民关心的问题,外界传言“花了几百亿投资,说不上哪天钢厂滑到长江里去,代价太高”。
                                                 (一)
    根据日本的经验,采用软土处理技术——钢管桩加固地基是科学合理的。但是当时中国没有制造和应用钢管桩的技术,必须从日本引进。
    1978年6月根据中日双方约定,中方组织了具有各种相关专业的庞大的代表团赴日本参加设计审查。当我们的飞机到达日本时,日本人用敲锣打鼓的方式热烈欢迎中国代表团,因为每一个方案的签订,就意味着给日本带来了经济效益。在土建专业设计审查到钢管桩承载力问题时,日方突然提出:根据美国的SR理论,要将双方确认的上海现场桩基承载力试验结果降低约30%,要求中方代表签字。我方土建组5个成员均意识到问题的严重性,如果同意并签字,将意味着我们将向日本多购入30%的钢管桩,这个字不能签。大礼堂里,每一组谈判成功都会响起热烈的掌声,可一到了土建组就“卡壳”,没有掌声,只有激烈的争论。随着归国日期的临近,我们心急如焚,如果土建组“卡壳”,将影响整个代表团。为了弄清美国的SR理论,我花了两天两夜钻在宿舍里推导微分方程的详细解答,并联系边界条件,据理力争,指出日方文件中的理论问题,要求日方维持上海试验结果。经过约一个星期的辩论,日方终于被迫同意中方意见,使我们节约了至少5000万美金的外汇。在归国告别宴会上,日本谈判土力学专家久我·昂赠送我一个木质酒杯,并在杯底用钢笔写上三个字“御健斗”!我们感悟到一条真理,现代技术谈判中,“一切以技术问题提出,以经济问题结束”。
                                                 (二)
    宝钢工地汇集了9个勘察院、12个设计院和10个建设公司参加大会战。1978年末,宝钢工程开始大规模的钢管桩加固地基施工和大体积混凝土基础工程施工,工程进展迅速。然而,在一次测试中发现,宝钢1号高炉与热风炉的轴线发生磕头位移,经进一步测试证实:各大分项工程都有不同程度的位移,特别是正在施工的初轧厂开挖工程,桩基位移尤为严重,竟达到300至500毫米,引起了宝钢指挥部领导的高度关注。
     一天,我在食堂吃午饭,某报社记者问我:“听说宝钢发生地基位移,是否有此事?”我当时承认这一事实,并给他举初轧厂位移的实例。没想到他立即写了一篇内参,送到了中央,其中写到“宝钢初轧厂地基向长江方向以每天1毫米的速度滑动”,震惊了国内外,传说宝钢要滑到长江里边去。党中央国务院十分关心宝钢地基位移问题,李先念主席亲自批文:慎重慎重再慎重,注意注意再注意,宝钢不能出岔子。宝钢指挥部每隔15天要向国务院汇报一次,同时我们要求日方提出桩基位移问题的处理意见。日方代表说“日本也发生过类似位移,都在100至200毫米左右,没有像上海这么大。土是上帝造的,我也不敢说什么原因,怎么处理”。地质勘探部门利用陀螺仪检测出了8条钢管桩的位移曲线,送到了宝钢顾问委员会。宝钢指挥部组织了由冶建总院、二十冶、上海基础公司联合试验攻关小组,我担任负责人,于1980年7月18日开展了位移为361毫米的钢管桩承载力试验,又于7月22日进行了位移为376毫米的钢管桩承载力试验。当荷载达到设计允许荷载的1.5倍时,钢管桩仍然工作正常,尚未出现破坏迹象,我们欣喜若狂。其后,重钢院在总结桩基侧移弯曲的内力计算公式认为:“1980年宝钢处理桩基位移时,曾以国内外专家和王铁梦氏推导的公式做过分析,经验算分析认为,王氏公式较为切合实际而且简单实用”。
                                                 (三)
    宝钢一期投产后,大量的粉煤灰如何处理是一个综合利用问题,为此宝钢开展了粉煤灰综合利用技术的研究和应用。宝钢指挥部凌逸飞等同志在15万立方米高炉煤气柜基坑内进行了粉煤灰回填应用。日方得知这一情况后,进行了煤气柜在8级台风作用下的水平位移的分析计算,得出结论,超过允许位移数倍竟达70至100毫米,可能引起煤气柜爆炸。一号高炉离煤气柜很近,如果发生爆炸,后果将不堪设想。这一资料震惊了宝钢指挥部。我根据宝钢软土地基位移资料,提出简化计算方法,计算结果最大位移为3至5毫米,不可能引起煤气柜的爆炸。分歧很大,怎么办?指挥部又组织了现场科学试验。冶金建筑研究总院结构试验室派出了专职人员和我一起应用宝钢遥控检测集装箱装置,在台风季节进行了长期的观测。通过在不同高度的风压传感器和地基位移的激光法检测得出结论:基础的最大位移为1毫米,呈反复变形,对煤气柜不产生任何有害影响,由此解决了重大的技术和安全问题。多年来的使用证明,这一结论是正确的。
                                                (四)
    超长超厚大体积混凝土极易出现裂缝,影响工程质量。我在上世纪50年代就开始了混凝土结构裂缝控制的研究,并在人民大会堂等十大工程及东北一些重点工程中进行试点应用。
    宝钢4350立方米容积的1号超大型高炉,是当时世界25座同类高炉之一,采用直径914毫米、长60米的钢管桩加固地基,高炉基础系超厚大块体混凝土结构。为避免出现有害裂缝,按照日本经验,必须分五层浇筑,每层间歇时间10天至半月,这样既拖延了工期,又增添了施工麻烦。宝冶和冶建院进行联合攻关,根据结构变截面形式,分三次施工,采取信息化温控措施,取得了一次连续浇筑5米厚不设置冷却水管,并成功控制裂缝的好成绩,突破了国内外大体积混凝土2米厚必须分层并设置冷却水管的规范。以后的2、3、4号高炉基础都取得了同样的成功。藉此冶建院编制了块体混凝土施工规范,为冶金及国内同行广泛应用。其后若干年内,太钢、首钢、武钢的新建高炉基础都采用相同的方法,浦东电厂、东海大桥和中央电视台等许多超厚大体积混凝土工程一次连续浇筑厚度达到了10米,这是惊人的突破。
    宝钢300吨氧气顶吹转炉超长基础长90.8米,宽30米,厚2.5 米,由上海建工集团三公司施工。按国内外规范,每隔30米必须设置一道永久性伸缩缝,不仅拖延工期,而且对生产使用带来极为不利的影响。为确保宝钢焦炉基础及各种露天水池不出现有害裂缝,我配合焦耐院和五冶做了大量的技术攻关工作,又配合宝冶、二十冶和十三冶在500至900米(初轧、热轧及连铸)超长基础中取消伸缩缝、沉降缝、后浇带并采用跳仓法施工,获得成功,积累了大量宝贵资料。
    1986年宝钢工程指挥部技术处代表宝钢为“宝钢一期施工新技术”向国家申请科技进步特等奖,由我在北京京西宾馆面对国内专家进行答辩,详细介绍宝钢建设施工中地基处理、桩基位移等重大问题的科技攻关过程,并回答了专家的诸多提问。最后,专家投票表决一致通过,成功获得国家科技进步特等奖,这是建国以来施工领域中的最高奖,是对参加宝钢建设的十万大军的鼓励,是宝钢作为世界500强,屹立于世界先进钢铁生产之林,确保现代化生产与发展的坚实基础。此时此刻,我真正体会到邓小平为宝钢题词“掌握新技术,要善于学习,更要善于创新”的内涵。(王铁梦)

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