淺析拋石擠淤和強夯置換處理在斗輪機基礎中的應用

■黃世生

（福建省陸海建設管理有限公司，福州 350009）

1 工程簡介

華電儲運擴能工程包括陸域形成和軟基處理，建設規模為年運轉煤炭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，護岸長度3977.4m，并配置相應的工藝系統和建設相應的配套工程。軟基處理包括強夯、拋石擠淤、塑料排水板施工，其中3#斗輪機基礎位于拋石擠淤區，面積為5626m2。根據鉆探報告，拋石擠淤土層主要為淤泥層，淤泥底標高約-20.86m（原淤泥面標高為+2m左右），淤泥層下臥層主要為卵石層、碎塊狀強風化花崗巖層及坡積含礫粘性土層。

2 設計要求

斗輪機基礎原設計采用拋石擠淤和強夯置換的施工工藝，由+11m平臺進行拋石，石料落底要求為-5m，拋石擠淤完成后卸載至標高+6.5m，再采用8000kN·m強夯置換進行地基加固。后經設計變更，要求拋石擠淤拋填平臺加高至+13～+15m，要求石料落底為-12m。

3 斗輪機拋石落底情況及分析

按加高后的平臺拋石后，經2012年7月斗輪機基礎全面檢測，斗輪機基礎石料落底變化較大，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標高以上的有10個孔，根據檢測數據，斗輪機石料落底不足處均在北側130m范圍內。根據檢測結果，對斗輪機基礎石料落底情況進行分析，主要原因如下：

（1）拋石擠淤區地質情況復雜，且北側有業主前期棄淤泥時修筑的臨時便道（石料），致使北側淤泥通道堵塞影響石料落底。

（2）斗輪機基礎北側淤泥，前期邊上經過回填石的擠壓強度較高，直接進行拋石擠淤石料無法落底至設計高程。

4 強夯置換施工處理

4.1 處理方案

鑒于斗輪機石料落底的實際情況，要求將石料全部落底到-12m是不現實的，根據2012年9月份會議紀要，經建議石料落底標高按-7.0m控制。

根據現場實際情況和檢測結果，由于斗輪機兩側堆場已經堆載（荷載8.5t/m2），如開挖換填，將破壞已形成的堆場穩定；考慮直接采取8000kN·m強夯置換影響深度不夠，且無排淤泥口，強夯置換時造成周邊區域的隆起。針對上述情況，斗輪機北側130m石料落底不足段先降低至+3m標高，再采取8000kN·m強夯置換進行處理，夯點布置采取正方形5m兩遍，強夯置換區域按20m一個區域，并在各區域交接處開挖出淤口。施工時兩邊一起施工，方向由201堆場往202堆場，A區至E區，G區至E區，逐個區域進行處理，最后再處理E、F區交界的出淤口，強夯夯點不進行間隔，逐個強夯，將淤泥擠至排於口開挖運走。一個區域施工完成后，及時驗收并回填開山石至+6.5m，以確保兩側堆場的安全和穩定。

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

為了確保強夯置換效果將北側130m分成7個區，按照分區的面積，計算強夯置換的石料方量，施工時控制置換的石料方量來確保石料落底符合設計要求。收錘標準按最后兩擊的平均下沉量不大于10cm來控制。當A區施工完成后進行施工總結，修正強夯置換施工參數。各區域置換石料具體見下表1：

表1 斗輪機北側區域置換石料明細

圖1 斗輪機北側開挖斷面圖

4.2 強夯置換施工情況

4.2.1 斗輪機處理段8000強夯置換各區域施工情況

（1）8000強夯置換A區施工情況：A區面積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，設計填入石料量1120m3、實際填入石料總量1280.17m3、填入石料大于設計數量。

（2）8000強夯置換B區施工情況：B區面積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、設計填入石料量400.4m3、實際填入石料總量679.94m3、由于B區落底較深，未置換出淤泥。

（3）8000強夯置換C區施工情況：C區面積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、設計填入石料量975.6m3、實際填入石料總量1139.18m3、由于C區落底較深，未置換出淤泥。

（4）8000強夯置換 D區施工情況：D區面積 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，設計填入石料量1780m3、實際填入石料總量1968.37m3、由于D區落底較淺，置換出淤泥1020m3。

（5）8000強夯置換E區施工情況：E區面積 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、設計填入石料量2049.6m3、實際填入石料總量2157.7m3、由于E區落底較淺，置換出淤泥1025m3。

（6）8000強夯置換 F區施工情況：F區面積 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、設計填入石料量無要求、實際填入石料總量177m3、由于F區落底較深，未置換出淤泥。

（7）8000強夯置換 G區施工情況：G區面積 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，設計填入石料量無要求、實際填入石料總量149.4m3、由于G區落底較深，未置換出淤泥。

4.2.2 檢測驗收

加固效果檢測通過鉆探來確定石料落底的深度，分區按20m為一段，分區施工完成后及時進行檢測，每個區域鉆探點為1～2個，沿斗輪機中心線布置。通過石料落底來確定強夯置換效果。

5 處理效果

經本次強夯置換處理后，落底較淺的石料得到了明顯的加深，落底標高為-4.2～-7.5（鉆探點位置），且本次置換石料大于設計置換石料，處理效果明顯，目前斗輪機基礎已經壓載多年（荷載約13.5kN/m2），沉降量很小，這為今后的斗輪機安裝使用提供了有效的保障。

6 幾點體會

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

（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量控制和成本控制時都應引以注意。

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

（4）拋石擠淤和強夯置換處理斗輪機基礎比打樁等可以節約較多的成本，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效果較好，可以借鑒使用。