采空區(qū)地基穩(wěn)定性研究及其技術(shù)對(duì)策

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。