某建设工程采空区地基稳定性评价.doc

高继章中国有色金属工业勘察设计研究院 710054 提要:本文以某工程为例,从地表移动延续时间、覆岩破坏高度、建筑物荷载影响深度等几个方面分析,评价了该建设工程采空区地基的稳定性。关键词:采空区非充分开采地表移动持续时间覆岩破坏高度建筑荷载影响深度0 引言随着经济的发展, 许多以矿产开采为主的资源型城市, 建设用地紧张、选址困难的问题日益突现,探索在采空区上进行工程建设,已成为这些城市建设的发展趋势。在采空区上进行工程建设、尤其是进行高层建设,其地基稳定性评价成了工程建设不可缺少的内容。 1 工程概况某住宅小区规划建设 7栋 12 ~ 16 层住宅楼。建设场地所处地貌单元为河流右岸二级阶地与黄土塬边斜坡交接带。场地平整前为黄土斜坡前缘, 高程介于 ~ 之间;平整后高程为 ~ 。场地地下为煤矿开采区,地层主要为第四纪黄土及砂类土、奥陶系灰岩、石炭二迭系含煤砂页岩, 拟建场地下开采的 10# 煤处于石炭二迭系砂页岩中,层厚 ~ , 埋藏深度 190 ~ 200m 。 10# 煤开采时间为 1975 ~ 1980 年,开采方法采用走向长壁式,顶板管理采用垮落法;依据采空区宽度与深度比判断,拟建场地 10# 煤开采的属次临界开采,地表为非充分采动,地表下沉值较小。 2 地基稳定性评价对于长壁工作面大面积开采而言, 地下煤层开采结束以后, 当地表半年累计下沉量小于 30mm 时, 可认为地表移动稳定。在此采空区上地表新建建筑物, 建筑荷载向地下有一定影响深度,当这个深度与地下采空区的垮落带、断裂带相交叠时, 就会破坏垮落断裂带业已稳定的平衡状态,而使覆岩发生新的移动变形,从而影响到地基的稳定性。 地表移动延续时间采空区地表移动延续时间的长短与覆岩性质、开采方法、开采深度和工作面推进速度等因素有关。在长臂垮落法开采条件下,上覆岩层愈硬、开采深度愈大、工作面推进速度愈慢,地表的移动延续时间愈长;反之,地表的移动延续时间愈短。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》( 2000 年6 月版, 以下简称三下规程) ,地表移动延续时间按式( 1 )计算: 由式(1) 计算地表移动延续时间为 500 天。据收集的有关资料, 铜川鸭口矿 905 工作面地面总移动时间也为 601 天,澄合矿 CD1250 为 630 天,焦作朱村矿 15 1 上山为 85 5天, 国内采深在 200 m 左右的矿区地表移动总时间最多也不超过 73 0 天(24 个月)。从拟建场地最后的开采时间 198 0 年计算起, 至今已有30年,约 1100 0 天, 远多于采空区地表移动延续时间的 500 天。因此可以认为, 拟建场地地表变形早已结束,现地表已经稳定。 覆岩破坏高度煤层开采后, 在采空区上覆岩层中一般会形成垮落带、裂缝带、弯曲带。在垮落带, 岩层被裂隙切割成块状, 并从顶板垮落, 垮落的岩块间存在较大空隙和裂缝。在裂缝带,岩层产生断裂、离层、裂缝,岩体内部结构遭到破坏。在弯曲带,岩层基本上呈整体下沉, 但软硬岩层间可形成暂时性离层, 其岩体结构破坏轻微。因此, 垮落带、裂缝带的岩层虽经多年的压实,仍不可避免地存在一定的裂缝和离层,其抗拉、抗压、抗剪强度明显低于原岩的强度。如果新建建