淺析拋石擠淤和強(qiáng)夯置換處理在斗輪機(jī)基礎(chǔ)中的應(yīng)用

■黃世生

（福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福州 350009）

1 工程簡介

華電儲運(yùn)擴(kuò)能工程包括陸域形成和軟基處理，建設(shè)規(guī)模為年運(yùn)轉(zhuǎn)煤炭900萬噸，考慮年煤炭加工量400萬噸，其中篩煤200萬噸，混配煤200萬噸。形成陸域面積80.72m2，護(hù)岸長度3977.4m，并配置相應(yīng)的工藝系統(tǒng)和建設(shè)相應(yīng)的配套工程。軟基處理包括強(qiáng)夯、拋石擠淤、塑料排水板施工，其中3#斗輪機(jī)基礎(chǔ)位于拋石擠淤區(qū)，面積為5626m2。根據(jù)鉆探報(bào)告，拋石擠淤土層主要為淤泥層，淤泥底標(biāo)高約-20.86m（原淤泥面標(biāo)高為+2m左右），淤泥層下臥層主要為卵石層、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層及坡積含礫粘性土層。

2 設(shè)計(jì)要求

斗輪機(jī)基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)采用拋石擠淤和強(qiáng)夯置換的施工工藝，由+11m平臺進(jìn)行拋石，石料落底要求為-5m，拋石擠淤完成后卸載至標(biāo)高+6.5m，再采用8000kN·m強(qiáng)夯置換進(jìn)行地基加固。后經(jīng)設(shè)計(jì)變更，要求拋石擠淤拋填平臺加高至+13～+15m，要求石料落底為-12m。

3 斗輪機(jī)拋石落底情況及分析

按加高后的平臺拋石后，經(jīng)2012年7月斗輪機(jī)基礎(chǔ)全面檢測，斗輪機(jī)基礎(chǔ)石料落底變化較大，最深為-16.71m（還沒有穿透拋石層），最淺為+0.98m，平均落底為-8.38m，落底深度在-7m標(biāo)高以上的有10個(gè)孔，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，斗輪機(jī)石料落底不足處均在北側(cè)130m范圍內(nèi)。根據(jù)檢測結(jié)果，對斗輪機(jī)基礎(chǔ)石料落底情況進(jìn)行分析，主要原因如下：

（1）拋石擠淤區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，且北側(cè)有業(yè)主前期棄淤泥時(shí)修筑的臨時(shí)便道（石料），致使北側(cè)淤泥通道堵塞影響石料落底。

（2）斗輪機(jī)基礎(chǔ)北側(cè)淤泥，前期邊上經(jīng)過回填石的擠壓強(qiáng)度較高，直接進(jìn)行拋石擠淤石料無法落底至設(shè)計(jì)高程。

4 強(qiáng)夯置換施工處理

4.1 處理方案

鑒于斗輪機(jī)石料落底的實(shí)際情況，要求將石料全部落底到-12m是不現(xiàn)實(shí)的，根據(jù)2012年9月份會議紀(jì)要，經(jīng)建議石料落底標(biāo)高按-7.0m控制。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和檢測結(jié)果，由于斗輪機(jī)兩側(cè)堆場已經(jīng)堆載（荷載8.5t/m2），如開挖換填，將破壞已形成的堆場穩(wěn)定；考慮直接采取8000kN·m強(qiáng)夯置換影響深度不夠，且無排淤泥口，強(qiáng)夯置換時(shí)造成周邊區(qū)域的隆起。針對上述情況，斗輪機(jī)北側(cè)130m石料落底不足段先降低至+3m標(biāo)高，再采取8000kN·m強(qiáng)夯置換進(jìn)行處理，夯點(diǎn)布置采取正方形5m兩遍，強(qiáng)夯置換區(qū)域按20m一個(gè)區(qū)域，并在各區(qū)域交接處開挖出淤口。施工時(shí)兩邊一起施工，方向由201堆場往202堆場，A區(qū)至E區(qū)，G區(qū)至E區(qū)，逐個(gè)區(qū)域進(jìn)行處理，最后再處理E、F區(qū)交界的出淤口，強(qiáng)夯夯點(diǎn)不進(jìn)行間隔，逐個(gè)強(qiáng)夯，將淤泥擠至排於口開挖運(yùn)走。一個(gè)區(qū)域施工完成后，及時(shí)驗(yàn)收并回填開山石至+6.5m，以確保兩側(cè)堆場的安全和穩(wěn)定。

出淤口的處理：當(dāng)A區(qū)的強(qiáng)夯置換施工完成后，采用挖機(jī)清理A區(qū)的出淤口，盡量挖深，同時(shí)開挖B區(qū)的出淤口，之后用塊石回填A(yù)區(qū)出淤口，用8000kN·m強(qiáng)夯處理該出淤口，將該處淤泥擠至B區(qū)的出淤口，出淤口強(qiáng)夯的收錘標(biāo)準(zhǔn)按最后兩擊的平均下沉量不大于10cm來控制。其它區(qū)域的出淤口按此方法處理，并依次類推。對于最后一個(gè)出淤口，強(qiáng)夯置換完成后，采用挖機(jī)盡量深的挖出淤泥，之后回填塊石，用8000kN·m強(qiáng)夯處理，將淤泥擠壓至底層，收錘標(biāo)準(zhǔn)按最后兩擊的平均下沉量不大于10cm來控制。

為了確保強(qiáng)夯置換效果將北側(cè)130m分成7個(gè)區(qū)，按照分區(qū)的面積，計(jì)算強(qiáng)夯置換的石料方量，施工時(shí)控制置換的石料方量來確保石料落底符合設(shè)計(jì)要求。收錘標(biāo)準(zhǔn)按最后兩擊的平均下沉量不大于10cm來控制。當(dāng)A區(qū)施工完成后進(jìn)行施工總結(jié)，修正強(qiáng)夯置換施工參數(shù)。各區(qū)域置換石料具體見下表1：

表1 斗輪機(jī)北側(cè)區(qū)域置換石料明細(xì)

圖1 斗輪機(jī)北側(cè)開挖斷面圖

4.2 強(qiáng)夯置換施工情況

4.2.1 斗輪機(jī)處理段8000強(qiáng)夯置換各區(qū)域施工情況

（1）8000強(qiáng)夯置換A區(qū)施工情況：A區(qū)面積280m2，單孔最深夯沉量36.63m、單孔最淺夯沉量11.8m、單孔平均夯沉量17.89m，設(shè)計(jì)填入石料量1120m3、實(shí)際填入石料總量1280.17m3、填入石料大于設(shè)計(jì)數(shù)量。

（2）8000強(qiáng)夯置換B區(qū)施工情況：B區(qū)面積280m2，單孔最深夯沉量15.93m、單孔最淺夯沉量8.11m、單孔平均夯沉量6.51m、設(shè)計(jì)填入石料量400.4m3、實(shí)際填入石料總量679.94m3、由于B區(qū)落底較深，未置換出淤泥。

（3）8000強(qiáng)夯置換C區(qū)施工情況：C區(qū)面積280m2，單孔最深夯沉量15.1m、單孔最淺夯沉量11.89m、單孔平均夯沉量16m、設(shè)計(jì)填入石料量975.6m3、實(shí)際填入石料總量1139.18m3、由于C區(qū)落底較深，未置換出淤泥。

（4）8000強(qiáng)夯置換 D區(qū)施工情況：D區(qū)面積 280m2，單孔最深夯沉量64.54m、單孔最淺夯沉量13.36m、單孔平均夯沉量30.89m，設(shè)計(jì)填入石料量1780m3、實(shí)際填入石料總量1968.37m3、由于D區(qū)落底較淺，置換出淤泥1020m3。

（5）8000強(qiáng)夯置換E區(qū)施工情況：E區(qū)面積 280m2，單孔最深夯沉量50.5m、單孔最淺夯沉量18.36m、單孔平均夯沉量33.96m、設(shè)計(jì)填入石料量2049.6m3、實(shí)際填入石料總量2157.7m3、由于E區(qū)落底較淺，置換出淤泥1025m3。

（6）8000強(qiáng)夯置換 F區(qū)施工情況：F區(qū)面積 280m2，單孔最深夯沉量11.3m單孔最淺夯沉量4.83m、單孔平均夯沉量6.51m、設(shè)計(jì)填入石料量無要求、實(shí)際填入石料總量177m3、由于F區(qū)落底較深，未置換出淤泥。

（7）8000強(qiáng)夯置換 G區(qū)施工情況：G區(qū)面積 140m2，單孔最深夯沉量8.51m、單孔最淺夯沉量1.40m、單孔平均夯沉量4.95m，設(shè)計(jì)填入石料量無要求、實(shí)際填入石料總量149.4m3、由于G區(qū)落底較深，未置換出淤泥。

4.2.2 檢測驗(yàn)收

加固效果檢測通過鉆探來確定石料落底的深度，分區(qū)按20m為一段，分區(qū)施工完成后及時(shí)進(jìn)行檢測，每個(gè)區(qū)域鉆探點(diǎn)為1～2個(gè)，沿斗輪機(jī)中心線布置。通過石料落底來確定強(qiáng)夯置換效果。

5 處理效果

經(jīng)本次強(qiáng)夯置換處理后，落底較淺的石料得到了明顯的加深，落底標(biāo)高為-4.2～-7.5（鉆探點(diǎn)位置），且本次置換石料大于設(shè)計(jì)置換石料，處理效果明顯，目前斗輪機(jī)基礎(chǔ)已經(jīng)壓載多年（荷載約13.5kN/m2），沉降量很小，這為今后的斗輪機(jī)安裝使用提供了有效的保障。

6 幾點(diǎn)體會

（1）拋石擠淤石頭落底深度變化大，與軟弱層的土質(zhì)、飽和度及排淤通道，施工方法密切相關(guān)。

（2）拋石擠淤落底深度和石頭量難以控制，使用拋石擠淤施工方案處理深厚淤泥在質(zhì)量控制和成本控制時(shí)都應(yīng)引以注意。

（3）強(qiáng)夯置換雖能提高石頭的落底深度，但改變深度有限，8000kN·m強(qiáng)夯置換可置換深度一般在3m左右，主要是增加密實(shí)度。

（4）拋石擠淤和強(qiáng)夯置換處理斗輪機(jī)基礎(chǔ)比打樁等可以節(jié)約較多的成本，但處理效果沒有樁基好，工后可能有少量的沉降，如果施工過程處理得當(dāng)效果較好，可以借鑒使用。