浅谈轧钢厂场地竖向设计

苟芳娟

(太原重工工程技术有限公司，山西 太原 030032)

场地竖向设计，也被称为场地竖向布置，它指的是根据建设项目的要求，结合建设地点当前的地形特点和施工技术条件，对基地的原有自然地形进行改造并加以利用，合理地确定基地内的建筑物、构筑物、道路等的标高。基地的竖向设计不仅要满足功能，而且要考虑到安全、经济和景观等方面要求。无论是在城市建设，还是在工业企业，甚至是在居住区的总体规划中，都是很重要的一环。场地竖向设计的好不好，不仅会对场地的利用率和利用价值产生影响，还会对土方和其他工程量产生影响，从而对项目的施工进度、经济效益乃至社会效益产生影响[1]。

1 轧钢厂场地竖向设计要求和形式

1.1 轧钢厂场地竖向设计要求

轧钢厂场地竖向设计是指根据建设项目的使用功能要求，结合本场地的地形地貌特点、总平面功能布局及当地的施工技术条件，因地制宜地对场地及建、构筑物的标高做出合理的设计。在竖向设计时应当注意以下几点要求：1)满足建、构筑物的使用要求：轧钢厂建筑的种类较多，因此使用功能要求是一个非常重要的问题。需要考虑到建筑物荷载、地基承载力、工艺流程关系等多种因素，确保各建、构筑物之间竖向关系上的合理性；2)减少工程量：轧钢厂的空间布局需要结合场地自然地形并充分考虑到生产流程和物料流动线路等因素，尽可能地减少土石方填挖工程量，达到节约工程造价的目的；3)保证场地排水顺畅：由于轧钢厂涉及的建、构筑物较多，道路网络纵横交错等势必对场地排水设计具有很大的影响。因此，在场地竖向设计中，需要考虑到场地内的建筑物出入口、道路、厂区出入口等内部排水顺利排除，避免引起安全隐患。

1.2 轧钢厂场地竖向设计形式

轧钢厂场地竖向设计形式主要有以下几种：1)平坡式：平坡式竖向设计是指把整个轧钢厂场地处理成接近于自然地形的一个或几个坡向的整平面，各个整平面之间连接平缓，无显著的坡度变化、高差变化在1m以内；2)阶式(阶梯式)：台阶式竖向设计是指把整个轧钢厂场地处理成由若干个台阶相连接组成，相邻台阶间以边坡或挡土墙连接，各主要整平面连接处有明显的高差，且这些地方高差在1m以上；3)混合式：混合式竖向设计是指把整个轧钢厂场地处理成又若干个平坡和台阶混合组成，即由任意一种或几种平坡式与任意一种或几种台阶式的混合，如图1所示。

图1 轧钢厂场地竖向设计形式

2 轧钢厂场地竖向设计的关键问题

2.1 标高和场地平整方式的选用

在轧钢厂场地竖向设计中，选择合理的标高和场地平整方式是非常重要的，它们直接影响了建设项目的工程造价以及厂区的生产效率、运行成本等。在设计时要考虑到场地的地形地貌，确定合适的标高和场地平整方式。在轧钢厂场地竖向设计中，标高和场地平整方式的选择如下：1)地形地貌：轧钢厂场地通常需要进行平整处理，以保证建筑物的稳定性和生产效率。所以，在设计时要考虑到场地的地形地貌，因为如果场地处理方式不合理，都会对建筑物的稳定性和生产效率造成影响；2)标高：轧钢厂建筑的标高应该与周边地形相协调，应使其高于周边市政道路，防止受到洪水、雨水等自然灾害的影响。另外，在选定场地的时候，还需要考虑到排水系统的建设，以便更好地排除雨水[2]；3)场地平整方式：平整场地时，需要考虑场地的特征和要求，采用合适的平整方式使项目土石方工程量尽可能少，此外，选择平整方式时还要注意工艺操作的安全性和实用性，以便为轧钢厂的正常运营提供有利的基础条件；4)基础建设：在确定标高和场地平整方式的同时，还需要考虑到建筑物的基础建设，以保证建筑物的安全和稳定。在进行基础建设时，需要考虑到场地的地质条件、土壤稳定性和承载能力等问题。

2.2 边坡坡度和处理

轧钢厂场地通常需要进行边坡处理，以保证场地的安全和稳定。在设计时应当考虑到以下几个方面。

1)坡度的确定，确定合适的边坡坡度对于轧钢厂场地设计来说非常重要。坡度的大小应该根据场地情况和建筑物要求进行科学合理的确定。一般来说，边坡坡度主要受以下因素的影响：①土壤性质：不同类型的土壤具有不同的稳定性和承载能力。在进行坡度设计时，需要充分考虑土壤的性质，以保证坡面的稳定性；②地形条件：地形条件也是坡度设计的重要因素之一。如果场地处于平原地区，则坡度可以比较小；而如果场地处于山区或者丘陵地区，则坡度就需要相应地增加；③降雨量：降雨量的大小也会对坡度设计产生影响。如果场地降雨量较大，则需要设计较大的坡度，以保证排水畅通。

2)边坡的处理方式，轧钢厂的场地边坡处理是保证场地安全和稳定的关键环节。具体的处理方式需要综合考虑到场地的地质条件、场地要求以及使用期限等因素。一般常用的处理方法包括：①植草：通过种植草坪，不仅可以增加坡面的抗冲蚀性和稳定性，同时还可以美化场地环境。这种方式适用于坡度较小的场地，可以有效地防止土壤流失；②砖面：通过砌砖或者石材等材料来覆盖坡面可以提高坡面的抗冲蚀性和稳定性。这种方式适用于坡度较大的场地，可以有效地防止土泥石流等自然灾害的发生；③防护层：通过铺设防护层来保证坡面的稳定性和承载能力。防护层一般采用钢筋网、聚酯树脂防护板等材料，可以有效地防止表土流失和剥落；④其他方式：除了上述方法外，还可以采用混凝土抛石、挖槽设墙等方式进行边坡处理。这些方式一般适用于坡度较大、场地要求较为严格的情况。选择合适的边坡处理方式可以为轧钢厂的生产提供基础保障[3]。

3)边坡的加固，在轧钢厂场地竖向设计中，有些场地需要进行边坡加固来确保其稳定性和安全性。具体的加固措施需要根据场地情况进行选择，以达到最好的加固效果。常见的边坡加固措施包括以下几种：①注浆加固：通过注入适当的注浆材料，例如环氧树脂、聚氨酯、水泥和砂浆等，来填充边坡空隙和裂缝，并且增加了边坡土体的强度和稳定性。该方法适用于边坡土体较密实的情况，可以有效地提高边坡的稳定性；②钢筋混凝土加固：通过设置钢筋混凝土桩或者墙壁等加固结构来加强边坡的稳定性和承载能力。钢筋混凝土加固通常适用于边坡土体较松散、易塌方的情况以防止边坡滑坡和崩塌；③砖石加固：通过设置砖石方块或者石灰岩等材料来加固坡脚，增加边坡的稳定性。这种方法适用于高度较大的边坡，可以有效地防止土石流和坡面冲刷等自然灾害的发生[4]；④其他措施：除了上述方法外，还可以采用挖槽加固、钢丝网加固等方式进行边坡加固。这些方法都需要根据场地情况进行选择，以达到最好的加固效果。

2.3 场地排雨方式

在轧钢厂场地竖向设计中，场地排雨方式也是一个非常重要的问题。场地排水不畅会导致底层建筑物被淹没，无法正常生产。因此，在设计时应该考虑到场地排水的问题，选择合适的排水方式和设施，对场地进行细致的规划和设计。具体包括：①排水渠道设置：在选定场地后，需要根据其地形、地貌和降雨量等因素来进行排水渠道的设置。一般情况下，可以通过设置排水沟、雨水管和雨水口等设施来将雨水排出场地，而且这些设施还可以起到防洪的作用；②场地的坡度：在轧钢厂场地竖向设计过程中，还需要考虑到场地的坡度问题。合适的坡度可以帮助雨水自然流动和排出场地，从而起到排水的作用。一般要求场地呈现出自然的坡度，并且应该避免出现局部低洼区和坡度过大的情况；③雨水收集系统：为了更好地收集和利用雨水，轧钢厂还可以建立雨水收集系统，将收集到的雨水用于生产和灌溉等方面。这可以有效地减少不必要的用水和占用自来水资源，还可以提高企业的环保形象。

3 不同地形下的轧钢厂场地竖向设计

3.1 山区、丘陵地区的轧钢厂场地竖向设计

在山区、丘陵地区的轧钢厂场地竖向设计中，需要考虑到地形陡峭、土质松散等因素，场地的抗震性和排水能力也需要特别关注。

1)场地设计，①根据当地的地形、地貌、地质构造等自然条件，进行科学合理的场地规划；②对于丘陵地带，应该利用地形的起伏，根据不同的高度差，实现场地布局的分层，合理规划机房、车间、办公楼等各级建筑的位置。同时还要注意建筑设计与地形相结合，以减少土方工程量；③避免建筑物跨越有明显地层错动的地区，以防地基沉降；④注意建设场地内功能分区的合理性。轧钢厂的规划设计只有从设计前期对整个项目的总平面布置进行合理的规划设计，并保证功能分区的合理，这样才能为后期场地竖向设计奠定坚实的设计依据与设计基础。

2)采用深基础，在山区、丘陵地区的轧钢厂场地竖向设计中，基础选用必须考虑到场地的地质条件和抗震能力要求。具体来说，需要注意以下几个方面：①地质勘测：在设计场地基础选型之前，需要对场地进行详细的地质调查和勘察，了解地层结构、土壤类型、地下水位等情况。在实施基础工程时，要根据地质勘测结果进行合理规划和设计，以确保基础选用的符合场地的地质条件；②基础选型：基础选型应采用抗震性能好的深基础，如桩基、钢筋混凝土板桩基等。这种基础选型能够充分利用场地的承载力，同时还可以提高场地的抗震能力；③基础位置：基础位置应该选择场地土层比较坚实、稳定的地方，避免建造在地势陡峭或易滑坡的地方。场地选址的高程也应该考虑到场地基础的选用和设计，以确保场地的稳定和安全；④增加支撑和加固工程：在基础选型和设计过程中，需要充分考虑场地的地质条件和抗震能力要求。如果必要的话，可以采用增加支撑和加固工程的方式来提高场地的稳定性和抗震能力。

3.2 平原地区的轧钢厂场地竖向设计

1)场地设计，平原地区主要特征便是地形平坦，对于一般不受洪水和场地内涝威胁的轧钢厂，为保证场地坡度平缓、建筑物布置规整、道路布置顺畅、管线敷设便利，这种情况下的轧钢厂竖向布置形式采用平坡式布置；对于场地受洪水威胁时，轧钢厂竖向布置首先根据设计规范及条例等要求进行防洪设计标高的确定，进而对竖向设计形式、场地标高等进行确定，以满足轧钢厂的建设生产要求。

2)基础选择，在平原地区的轧钢厂场地竖向设计中，基础选用一般采用浅基础，如钢筋混凝土基础、地下连续墙基础等。具体来说，需要注意以下几个方面：①场地土层：在选择基础类型时，必须考虑场地土层的性质和承载力。在平原地区，一般土层比较坚实，适合使用钢筋混凝土基础等浅基础。但是在场地有地基沉降等情况时，应该考虑采用加固工程，增强基础的承载能力；②基础设计：在进行基础设计时，需要根据场地的承载力、荷载特点等因素，确定合适的基础形式和计算方法。一般来说，钢筋混凝土基础是适合平原地区轧钢厂场地的一种较为常见的基础形式。同时，在场地承载能力不充分的情况下，应该增加基础面积或者增加基础数量，以保证基础的稳定性和安全性；③土壤处理：在进行基础设计时，应该考虑土壤处理措施。如果场地土壤较差，需要进行改良处理，如土体加固、压实等措施，以提高土壤的稳定性和承载能力；④增加支撑和加固工程：在设计基础时，还需要考虑到增加支撑和加固工程的选用。钢筋混凝土基础可以采用梁、柱、墙等支撑结构，增强其承载能力。同时还可以采用地下连续墙基础等形式，进一步增强基础的抗震能力和稳定性。

4 结语

轧钢厂用地属工业用地。其竖向设计是一个系统性的项目，其重点是在对地形有较好认识的基础上，选取合理的布局方式，精确的标高测量、平整方式和排水方式。在满足生产功能的同时，要减少土方工程量，杜绝大填大挖，节约用地、节约资源、方便施工。所以，在对轧钢厂进行竖向设计前，一定要对其进行合理的规划，使其适合当地实际情况，使其造价降到最低。