全球最大吊车4000吨履带吊淤泥固化处理站位区域安全性探究

     中国石化镇海炼化公司因扩建，需要吊装重量达2100吨炼化塔。XGC88000型4000吨履带吊为全球最大履带吊，吊车站需承担吊车加炼化塔总重量达7900吨，（吊车自重5800吨）。吊车站位区域地质为淤泥，风险很大。吊装界从未使用过固化土处理淤泥地质，有断裂风险。

      中国石化创造性第一次利用淤泥固化法处理地基。本人作为技术负责人，进行了仿真分析，得到结果可行，通过上报公司，专家评审通过。实践证明淤泥固化法可以在吊装施工行业应用。

      吊装行业对地基有以下特点：

       1、不均匀沉降危害巨大而敏感，

       2、缺少规范性参考材料、理论、试验研究；

       3、地基处理相对较浅，一般3米以下；

       4、吊车重心随吊车回转而变化，对地基强度要求高

淤泥固化法地基处理在大型设备吊装工程中的

安全性探究

摘要：主要针对沿海淤泥地质、湖泊沼泽等软弱场地，属于IV类建筑场地，从大件设备吊装的安全性分析吊车吊装站位区域的地基承载力。利用固化法处理软弱地基。

关键词：固化法、地基处理、吊车占位、有限元

1、原地质情况

以镇海炼化项目POX装置4000吨履带吊车吊装变换器吸收塔所站位原场地原为池塘、泥浆区、芦苇区及高填土区，现已进行场地整平，并经过真空覆水联合预压处理，场区交通便利，地形较为平坦开阔，地貌类型属于滨海淤积平原，

2、吊装工艺

变换器吸收塔裸重890吨，预计附塔管线以及劳动保护的重量为300吨，吊装重量为1190吨，采用单主机抬吊递送法的吊装工艺进行吊装，主起重机为XGC88000型4000吨级履带式起重机，溜尾起重机为徐工QUY650型650吨级履带式起重机。

3、XGC88000型4000吨履带吊车吊装站位处理承载力计算

吊装变换气吸收塔时，4000t吊车在单侧履带下铺设双层路基箱，路基箱铺设方法如下：

下层：单侧16块路基箱，规格为7×2.5m、10.8t/块；

上层：单侧7块路基箱，规格为8×2.8m、14.5t/块。

相关计算如下：

吊装时传递到垫层下底面的压力P_Z+P_cz计算如下：

根据土的极限承载力公式（《工程地质手册第五版》式4-5-6），原土的极限承载力值计算如下。

其中承载力系数根据《工程地质手册第五版》表4-5-2，经插值得出，具体如下表：

根据以上计算可知：

P_z＋P_cz=135.69KPa＜    =205.27KPa

故采用淤泥固化技术进行地基加固处理，当处理深度2.5m时满足4000t吊车作业要求。

4、处理流程

本次施工基本方式为异位固化分层回填压实，具体流程如下：

图5-1施工工艺流程图

5、本校核中采用ABAQUS建模。模型尺寸如下：

模型装配图

5.1网格划分

.网格类型：C3D8R八节点四面体单元

                    对淤泥圆孔周围切分细化为辐射型网格连续性过渡；

5.2材料属性：（基于摩尔-库伦弹塑性原理）

5.3约束方式：

根据实际工况，仅对淤泥底部约束Y轴向位移。

5.4接触方式：

面与面之间设置摩擦接触

5.5结果分析

1） 固化层应力分析结果

•                                                     整体应力云图

                                                            整体应力云图切面

                                                        固化层中轴线应力曲线图

                                                         固化层应力云图

                                                            整体位移云图

                                                            固化层位移云图

                                        固化层中轴线沉降曲线图

2） 固化层下方淤泥应力分布情况

                                                 淤泥层位移云图横向切面（1）

                                            淤泥层位移云图纵向切面（2）

                                      淤泥层应力云图横向切面（3）

                                                淤泥层应力云图纵向切面（4）

3） 地管应力分析结果

最终结果按第四应力强度;地管最大应力小于90MPa，最大应力发生在地管中心处。

                                         应力云图（1）

                                      应力曲线图X截面（2）

                                                     应力曲线图Y截面（3）

Q235屈服强度为235MPa，由上表可看出，最大应力为88Mpa，不会对地管造成破坏。

                                                     位移云图

最大位移为0.03m在可许范围内，位于地管中部附近。结构整体稳定性可靠。

应用实例：

  镇海炼化项目中，固化法在吊装工程地基处理中得到了实验和应用，在吊装前期吊车站位区域固化土层层换填，圈围保养14天。4000吨履带吊车平稳顺利吊装2100吨设备。几乎无沉降量。

结论：

由以上计算可以看出，用固化法处理淤泥地质作为吊装场地是完全满足安全性要求。

并且在当下倡导环境保护，毛石价格越来越贵，而且限制开采，固化法处理地基相比之下更加经济；固化法处理地基只是在原土层加入固化剂搅拌除水凝固，对周边环境无污染，更加环保；固化法相对于打桩等更加方便。安全又经济环保的新工艺处理地基方法值得推广。