王星宇
摘要:隨著人口的增長(zhǎng)和建筑用地的逐漸緊缺,在采空區(qū)上方進(jìn)行建筑物的施工是不可避免的問(wèn)題,采空區(qū)位于地表以下,無(wú)法直接用肉眼觀測(cè)到,內(nèi)部產(chǎn)生有一定的空洞,承載能力和穩(wěn)定性會(huì)有所減低,對(duì)建設(shè)在上方的建筑物的影響是不可忽視的。為了保證建立在采空區(qū)上部的地基穩(wěn)定性,建筑物的承重載荷在采空區(qū)的承受范圍之內(nèi),采用有效的評(píng)價(jià)手段對(duì)采空區(qū)的承載能力和上方地基穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),確保建立在上方的建筑物能夠安全可靠的投入使用,避免出現(xiàn)施工中設(shè)備和施工人員掉落在采空區(qū)內(nèi)等現(xiàn)象的發(fā)生。本研究對(duì)采空區(qū)的形成原因、特點(diǎn),對(duì)地基穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響等進(jìn)行了分析,并且探究科學(xué)的評(píng)價(jià)方法對(duì)采空區(qū)的承載能力進(jìn)行定性、定量的測(cè)定,采用有效的技術(shù)手段,提高采空區(qū)的承載能力,對(duì)上層的建筑提供相應(yīng)的技術(shù)保護(hù)措施。
關(guān)鍵詞:采空區(qū);地基穩(wěn)定性;技術(shù)對(duì)策
引言
近年來(lái),隨著我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展,為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高做出了很大的貢獻(xiàn),更是為我們?nèi)粘I钏仨毜母鞣N資源提供了來(lái)源。但是隨著建筑用地的緊張,部分的民用或者工用建筑不得不選擇在采礦區(qū)的上方進(jìn)行建造,采礦會(huì)在地表以下區(qū)域進(jìn)行橫、縱向挖掘,對(duì)原來(lái)的土地的承載能力造成破壞,在采礦形成的采空區(qū)上方進(jìn)行相應(yīng)的建筑施工,難免會(huì)受到影響,必須要對(duì)采空區(qū)的承載能力、特性、采空面積等進(jìn)行準(zhǔn)確的勘測(cè)和計(jì)算,才能決定安全范圍內(nèi)的建筑層數(shù),保證建筑物能夠安全穩(wěn)定的建立在采空區(qū)上方。
1采空區(qū)的概述
1.1采空區(qū)的特性分析
建筑用地的緊張使得建筑不得不設(shè)立在采空區(qū)之上,雖然大部分采空區(qū)在自然環(huán)境的作用下,巖層經(jīng)過(guò)壓實(shí)等,已經(jīng)趨向于穩(wěn)定,但是不能排除施工造成的影響和建筑物載荷的作用下,造成采空區(qū)內(nèi)冒落裂縫帶的平衡受到破壞,使其巖層再次發(fā)生移動(dòng)和破壞,對(duì)建筑施工的安全如期進(jìn)行有阻礙作用。采空區(qū)大多數(shù)是由于礦業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行的挖礦行為導(dǎo)致的,還有部分是由于地殼的運(yùn)動(dòng)等使地表下部的巖層形成破裂、移動(dòng)而形成的采空區(qū),具有隱蔽性強(qiáng)、覆蓋面廣、分布不規(guī)律、不可見(jiàn)等特點(diǎn),要在采空區(qū)的上方建設(shè)建筑物,就必須要了解采空區(qū)的相關(guān)特性,從而探究可靠有效的評(píng)價(jià)方法對(duì)采空區(qū)的地基穩(wěn)定性進(jìn)行判斷,為上方建筑物的安全性和穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。
1.2長(zhǎng)壁開(kāi)采形成的采空區(qū)
長(zhǎng)壁開(kāi)采是一種能夠有效提高采礦效率,且對(duì)地表以下的巖層破壞較輕的一種開(kāi)采方式,開(kāi)采后形成的采空區(qū)與其他開(kāi)采方式相比能夠較快的趨向于穩(wěn)定,因此,在長(zhǎng)壁開(kāi)采形成的采空區(qū)上方進(jìn)行建筑施工具有較高的穩(wěn)定性。通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn),在趨向穩(wěn)定后期還存在輕微的殘余沉陷量,這是由于在采空區(qū)的表面巖層不可避免的存在裂縫、空隙等,還會(huì)在自然環(huán)境的作用下,進(jìn)行壓實(shí)填充,這就會(huì)造成地表的輕微下陷。在采空區(qū)的邊緣位置,由于受到的自然作用力較弱,還沒(méi)有進(jìn)行充分的壓實(shí),存在較小的空洞,這些空洞會(huì)繼續(xù)在自然力的作用下,受到填充、壓實(shí),所以依然會(huì)存在殘余沉陷。
1.3部分開(kāi)采性的采空區(qū)
部分開(kāi)采性形成的采空區(qū)主要是建國(guó)前的采礦行為留下的,當(dāng)時(shí),還沒(méi)有成熟的挖礦工藝和技術(shù),采用的開(kāi)礦手段都是不正規(guī)的,所以,會(huì)形成規(guī)模較小、分布不規(guī)律的采空區(qū)。這部分采空區(qū)內(nèi)有大量的殘留煤柱,會(huì)在自然力或者外部因素的作用下,進(jìn)行垮落、填充,造成的地面沉陷也是不可忽視的。
2采空區(qū)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及技術(shù)對(duì)策
2.1采空區(qū)的地基穩(wěn)定性
在采空區(qū)形成的最初一段時(shí)間內(nèi),由于大量間隙、裂縫、殘余煤柱的存在,會(huì)發(fā)生較大的地面沉陷,而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的填充和壓實(shí)之后,采空區(qū)趨向于穩(wěn)定,其上部沒(méi)有進(jìn)行施工等操作,地面沉陷會(huì)極少。采空區(qū)的地基穩(wěn)定性符合要求,在其新建建筑物,由于受到施工的震動(dòng)、壓力等影響,采空層可能還會(huì)發(fā)生一定量的沉陷,但是不會(huì)影響建筑物的安全性,做好建筑物的抗變形措施即可保證其安全可靠的投入使用。
2.2對(duì)采空區(qū)的地基適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)
對(duì)采空區(qū)的地基進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)及判斷,是確保建筑物安全性穩(wěn)定性的前提條件,對(duì)于采用不正規(guī)的采礦手段或者開(kāi)采過(guò)程中存在臺(tái)階、裂縫等非連續(xù)變形的區(qū)域,由于采空區(qū)內(nèi)部的不穩(wěn)定性,在任何時(shí)間段都可能存在較大的地面沉陷,因此不適宜作為建筑區(qū)域。對(duì)于地面沉陷相對(duì)較大,但是經(jīng)過(guò)時(shí)間的推移會(huì)漸漸趨向于穩(wěn)定的采空區(qū),雖然短時(shí)間內(nèi)不可以作為建筑用地,經(jīng)過(guò)幾年或者幾十年,采空區(qū)內(nèi)部相對(duì)穩(wěn)定,地面沉陷也很小時(shí)可以作為建筑用地。對(duì)于地面殘余沉陷量極少,而且內(nèi)部的傾斜度也較小時(shí),則是適合作為建筑用地的。
2.3采空區(qū)保護(hù)技術(shù)措施
由于采空區(qū)內(nèi)部存在間隙、裂縫等不安全因素,會(huì)對(duì)基地穩(wěn)定性造成影響,因此,在要新建建筑物的采空區(qū)區(qū)域采取合理的技術(shù)保護(hù)措施,能夠有效的提高采空區(qū)的穩(wěn)定性,減少地表沉陷現(xiàn)象,提高地基的承載能力,對(duì)上部的建筑物能夠提供良好的支撐力,確保建筑物能夠安全可靠的投入使用。在判斷是否需要對(duì)采空區(qū)內(nèi)部采取相應(yīng)的支撐措施時(shí),要通過(guò)采空區(qū)的形態(tài)分布、地質(zhì)條件等因素計(jì)算出采空區(qū)的地表殘余沉陷量,從而判斷采空區(qū)的地基穩(wěn)定性。對(duì)于地表沉陷量較小的采空區(qū)可以不采用技術(shù)保護(hù)措施,但是要注意在上方建筑物的設(shè)計(jì)施工時(shí),要制定相應(yīng)的抗變形結(jié)構(gòu)來(lái)抵抗采空區(qū)可能發(fā)生的微小的殘余沉陷量,這樣就可以保證建筑物的使用安全性。
3結(jié)語(yǔ)
隨著建筑用地的緊張,采空區(qū)不可避免的要成為建筑用地,由于內(nèi)部具有空洞,所以需要對(duì)采空區(qū)的地基穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),保證建筑物對(duì)采空區(qū)的影響在其承受范圍之內(nèi),不至于產(chǎn)生大量的沉陷,建筑物也需要做好抗變形措施,以此來(lái)保證不受采空區(qū)沉陷的影響。