浅析抛石挤淤和强夯置换处理在斗轮机基础中的应用

■黄世生

（福建省陆海建设管理有限公司，福州 350009）

1 工程简介

华电储运扩能工程包括陆域形成和软基处理，建设规模为年运转煤炭900万吨，考虑年煤炭加工量400万吨，其中筛煤200万吨，混配煤200万吨。形成陆域面积80.72m2，护岸长度3977.4m，并配置相应的工艺系统和建设相应的配套工程。软基处理包括强夯、抛石挤淤、塑料排水板施工，其中3#斗轮机基础位于抛石挤淤区，面积为5626m2。根据钻探报告，抛石挤淤土层主要为淤泥层，淤泥底标高约-20.86m（原淤泥面标高为+2m左右），淤泥层下卧层主要为卵石层、碎块状强风化花岗岩层及坡积含砾粘性土层。

2 设计要求

斗轮机基础原设计采用抛石挤淤和强夯置换的施工工艺，由+11m平台进行抛石，石料落底要求为-5m，抛石挤淤完成后卸载至标高+6.5m，再采用8000kN·m强夯置换进行地基加固。后经设计变更，要求抛石挤淤抛填平台加高至+13～+15m，要求石料落底为-12m。

3 斗轮机抛石落底情况及分析

按加高后的平台抛石后，经2012年7月斗轮机基础全面检测，斗轮机基础石料落底变化较大，最深为-16.71m（还没有穿透抛石层），最浅为+0.98m，平均落底为-8.38m，落底深度在-7m标高以上的有10个孔，根据检测数据，斗轮机石料落底不足处均在北侧130m范围内。根据检测结果，对斗轮机基础石料落底情况进行分析，主要原因如下：

（1）抛石挤淤区地质情况复杂，且北侧有业主前期弃淤泥时修筑的临时便道（石料），致使北侧淤泥通道堵塞影响石料落底。

（2）斗轮机基础北侧淤泥，前期边上经过回填石的挤压强度较高，直接进行抛石挤淤石料无法落底至设计高程。

4 强夯置换施工处理

4.1 处理方案

鉴于斗轮机石料落底的实际情况，要求将石料全部落底到-12m是不现实的，根据2012年9月份会议纪要，经建议石料落底标高按-7.0m控制。

根据现场实际情况和检测结果，由于斗轮机两侧堆场已经堆载（荷载8.5t/m2），如开挖换填，将破坏已形成的堆场稳定；考虑直接采取8000kN·m强夯置换影响深度不够，且无排淤泥口，强夯置换时造成周边区域的隆起。针对上述情况，斗轮机北侧130m石料落底不足段先降低至+3m标高，再采取8000kN·m强夯置换进行处理，夯点布置采取正方形5m两遍，强夯置换区域按20m一个区域，并在各区域交接处开挖出淤口。施工时两边一起施工，方向由201堆场往202堆场，A区至E区，G区至E区，逐个区域进行处理，最后再处理E、F区交界的出淤口，强夯夯点不进行间隔，逐个强夯，将淤泥挤至排於口开挖运走。一个区域施工完成后，及时验收并回填开山石至+6.5m，以确保两侧堆场的安全和稳定。

出淤口的处理：当A区的强夯置换施工完成后，采用挖机清理A区的出淤口，尽量挖深，同时开挖B区的出淤口，之后用块石回填A区出淤口，用8000kN·m强夯处理该出淤口，将该处淤泥挤至B区的出淤口，出淤口强夯的收锤标准按最后两击的平均下沉量不大于10cm来控制。其它区域的出淤口按此方法处理，并依次类推。对于最后一个出淤口，强夯置换完成后，采用挖机尽量深的挖出淤泥，之后回填块石，用8000kN·m强夯处理，将淤泥挤压至底层，收锤标准按最后两击的平均下沉量不大于10cm来控制。

为了确保强夯置换效果将北侧130m分成7个区，按照分区的面积，计算强夯置换的石料方量，施工时控制置换的石料方量来确保石料落底符合设计要求。收锤标准按最后两击的平均下沉量不大于10cm来控制。当A区施工完成后进行施工总结，修正强夯置换施工参数。各区域置换石料具体见下表1：

表1 斗轮机北侧区域置换石料明细

图1 斗轮机北侧开挖断面图

4.2 强夯置换施工情况

4.2.1 斗轮机处理段8000强夯置换各区域施工情况

（1）8000强夯置换A区施工情况：A区面积280m2，单孔最深夯沉量36.63m、单孔最浅夯沉量11.8m、单孔平均夯沉量17.89m，设计填入石料量1120m3、实际填入石料总量1280.17m3、填入石料大于设计数量。

（2）8000强夯置换B区施工情况：B区面积280m2，单孔最深夯沉量15.93m、单孔最浅夯沉量8.11m、单孔平均夯沉量6.51m、设计填入石料量400.4m3、实际填入石料总量679.94m3、由于B区落底较深，未置换出淤泥。

（3）8000强夯置换C区施工情况：C区面积280m2，单孔最深夯沉量15.1m、单孔最浅夯沉量11.89m、单孔平均夯沉量16m、设计填入石料量975.6m3、实际填入石料总量1139.18m3、由于C区落底较深，未置换出淤泥。

（4）8000强夯置换 D区施工情况：D区面积 280m2，单孔最深夯沉量64.54m、单孔最浅夯沉量13.36m、单孔平均夯沉量30.89m，设计填入石料量1780m3、实际填入石料总量1968.37m3、由于D区落底较浅，置换出淤泥1020m3。

（5）8000强夯置换E区施工情况：E区面积 280m2，单孔最深夯沉量50.5m、单孔最浅夯沉量18.36m、单孔平均夯沉量33.96m、设计填入石料量2049.6m3、实际填入石料总量2157.7m3、由于E区落底较浅，置换出淤泥1025m3。

（6）8000强夯置换 F区施工情况：F区面积 280m2，单孔最深夯沉量11.3m单孔最浅夯沉量4.83m、单孔平均夯沉量6.51m、设计填入石料量无要求、实际填入石料总量177m3、由于F区落底较深，未置换出淤泥。

（7）8000强夯置换 G区施工情况：G区面积 140m2，单孔最深夯沉量8.51m、单孔最浅夯沉量1.40m、单孔平均夯沉量4.95m，设计填入石料量无要求、实际填入石料总量149.4m3、由于G区落底较深，未置换出淤泥。

4.2.2 检测验收

加固效果检测通过钻探来确定石料落底的深度，分区按20m为一段，分区施工完成后及时进行检测，每个区域钻探点为1～2个，沿斗轮机中心线布置。通过石料落底来确定强夯置换效果。

5 处理效果

经本次强夯置换处理后，落底较浅的石料得到了明显的加深，落底标高为-4.2～-7.5（钻探点位置），且本次置换石料大于设计置换石料，处理效果明显，目前斗轮机基础已经压载多年（荷载约13.5kN/m2），沉降量很小，这为今后的斗轮机安装使用提供了有效的保障。

6 几点体会

（1）抛石挤淤石头落底深度变化大，与软弱层的土质、饱和度及排淤通道，施工方法密切相关。

（2）抛石挤淤落底深度和石头量难以控制，使用抛石挤淤施工方案处理深厚淤泥在质量控制和成本控制时都应引以注意。

（3）强夯置换虽能提高石头的落底深度，但改变深度有限，8000kN·m强夯置换可置换深度一般在3m左右，主要是增加密实度。

（4）抛石挤淤和强夯置换处理斗轮机基础比打桩等可以节约较多的成本，但处理效果没有桩基好，工后可能有少量的沉降，如果施工过程处理得当效果较好，可以借鉴使用。