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某炼化公司因扩建，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。
创造性第一次利用淤泥固化法处理地基。本人作为相关技术人员进行了仿真分析，得到结果可行，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
以某炼化项目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，
| 序号 | 装置名称 | 名称 | 黏聚力Ck （KPa） | 内摩擦角φk （°） | 地基承载力特征值（KPa） |
| 1 | POX | 素填土 | 18.1 | 12 | 65 |
| 2 | 淤泥质粉质粘土 | 13.7 | 10.7 | 68 |
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PZ+Pcz计算如下：
| 吊车自重（含548.6t路基箱）（t） | 4374.6 | 接地面积（m） | 560 | ||
| 设备自重（t） | 1432 | 系数 | 1.2 | ||
| 累计重量（t） | 5806.6 | 对地压力（t/m2） | 12.44271429 | ||
| 序号 | 名称 | 符号 | 公式 | 数值 | 单位 |
| 1 | 极限承载力 | db | 410.5445 | Kpa | |
| 2 | 安全系数 | 2 | |||
| 3 | 极限承载力许用值 | 205.2723 | Kpa | ||
| 4 | 基底下一倍宽度深度范围内土的黏聚力 | 13.7 | KPa | ||
| 5 | 内摩擦角 | 10.7 | ° | ||
| 6 | 基础底面以下土的重度 | 18 | KN/m3 | ||
| 7 | 基础地面以上土的重度 | 18 | KN/m3 | ||
| 8 | 承载力系数 | 8.665 | |||
| 9 | 承载力系数 | 2.638 | |||
| 10 | 承载力系数 | 1.374 | |||
| 11 | 垫层深度 | d | 2.5 | m | |
| 12 | 基础底面宽度 | b | 14 | m | |
| 13 | 基础底面长度 | 20 | m |
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。
| 吊车自重（含548.6t路基箱）（t） | 4374.6 | 接地面积（m） | 560 | ||
| 设备自重（t） | 1432 | 系数 | 1.2 | ||
| 累计重量（t） | 5806.6 | 对地压力（t/m2） | 12.44271429 | ||
| 序号 | 名称 | 符号 | 公式 | 数值 | 单位 |
| 1 | 垫层底面处附加压力 | 90.68997 | KPa | ||
| 2 | 基础底附加压力 | 124.4271 | KPa | ||
| 3 | 基础底面处土的自重 | 0 | KPa | ||
| 4 | 基础宽度 | b | 14 | m | |
| 5 | 基础长度 | 21 | m | ||
| 6 | 垫层深度 | z | 2.5 | m | |
| 7 | 垫层扩散角 | φ | 30 | ° | |
| 8 | 基础地面土自重压力 | Pcz | 45 | KPa | |
| 9 | 土的容重 | γ | 18 | KN/m3 | |
| 10 | 软弱下卧层顶面处所受压力 | Pz＋Pcz | 135.69 | KPa |
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：
Pz＋Pcz=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：
| 模型数据 | ||||||
| 淤泥m | 固化层m | 上层路基箱m | 下层路基箱m | 履带m | 地管 | |
| 长 | 50 | 30 | 19.6 | 20 | 19.5 | 40 |
| 宽 | 40 | 20 | 2.8 | 2.5 | 2 | 2.2（外径） |
| 高 | 10 | 2.5 | 0.3 | 0.3 | 0.1 | 0.0175（厚） |
模型装配图
.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；
| 材料属性 | ||||||
| 淤泥m | 换填层m | 上层路基箱m | 下层路基箱m | 履带m | 地管 | |
| 密度（kg/m^3) | 1800 | 1900 | 7800 | 7800 | 7800 | 7800 |
| 弹性模量pa | 1.00E+07 | 5.00E+07 | 2.1E+11 | 2.1E+11 | 2.1E+11 | 2.1E+11 |
| 泊松比 | 0.35 | 0.3 | 0.28 | 0.28 | 0.28 | 0.28 |
| 内摩擦角° | 4.2 | 15 | ||||
| 剪涨角° | 0.1 | 0.1 | ||||
| 粘聚力pa | 24100 | 40000 | ||||
| 屈服应力 | 4.00E+08 | 4.00E+08 | 4.00E+08 | 4.00E+08 |
根据实际工况，仅对淤泥底部约束Y轴向位移。
面与面之间设置摩擦接触
| 摩擦系数 | |||
| 钢-钢 | 钢-固化土 | 固化土-淤泥 | 钢-淤泥 |
| 0.12 | 0.3 | 0.5 | 0.31 |
1） 固化层应力分析结果
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
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：
某炼化项目中，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，通过土压力盒子检测试验值与仿真值基本吻合；地管也无失稳破坏；固化土无压裂。
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。
计算机状况：inter（R） Corei7-9750H cpu @2.6GHz 2.59Ghz 6核12线程
计算时间：12小时（12线程）
计算任务：应力分析
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