某园区道路采空区治理方案方法研讨

【摘要】采空区是影响工程建设稳定的重要因素，采空区在上覆建筑物的作用下会导致地表产生附加变形，进而使建筑物产生破坏。经济合理的解决采空区问题，关系到建设项目适宜性。本文根据采空区的特点，探讨了通过地基处理方法改善地基土条件从而达到适宜建设的可行性。

【关键词】采空区 地基处理 效果检测

1、工程概况

某园区道路开发项目位于山前拗陷带，地层主要为第四系灰色、杂色浑圆状呈半胶结状态的砾石层，下伏岩石为侏罗系下统八道湾下亚组灰色粉砂岩、细砂岩，灰白色粗砂岩、砾岩及泥岩、煤层；拟建场区地下水埋深大于10.00m，为基岩裂隙水，主要接受径流补给及少量大气降水补给。区内含煤地层为八道湾组（J1b），地层总厚度249m，含煤11层，煤层总厚平均14.59m。

2、拟建场区采空塌陷情况

根据《拟建园区道路开发项目采空区工程物探勘查报告》，拟建场区共发现采空塌陷区采空区5处。采空区多呈带状分布，方向北东-南西向，与道路行，宽度范围2.6-6.5m，面积约为3000m2，深度约5-8m；采空区主要为小窑采矿，开采历史悠久，多为地表开采或浅部开采，随采随塌。该区煤矿的无序露采，形成地表满目苍凉的采坑，至今大部分已经回填，但拟建场地内分布有连续的地下采空区导致的呈珠串状塌陷坑群，塌陷坑一般呈矩形或弧形，长10～50m不等，宽约5～20m，深约2～5m，而这些塌陷坑群连成一片形成塌陷区。

拟建园区采空塌陷情况

3、采空区治理方案

3.1治理的必要性

根据拟建场地的稳定性、采空区对拟建工程的影响及危害程度、建设适宜性等综合分析，拟建场地大部分区域为采空区，场地不稳定，建设适宜性为差，地基附加应力对采空区地基的稳定性影响中等-大，地基未经处理，拟建场地区域不适宜建设规划的道路。若确需建设，需消除、减小采空区对拟建规划道路地基稳定性的影响。

3.2治理方案的确定及可行性分析

根据拟建场区现状及现场采空区的分布，针对拟建场地下采空区特征，综合考虑治理可行性、经济性，对拟建场地采空区处理方法简述如下：（1）采用强夯法处理，强夯治理方案在处理人工填土地基及道路建设时被广泛应用，处理效果良好，该方法具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点，一般治理后的地基能满足建筑物要求；缺点是遇到强度较高的地层影响深度难以保证。（2）采用压力注浆与换土垫层处理相结合的方法处理，压力注浆后把采空区顶部回填杂填土挖除，然后回填碎石等分层夯实回填。拟建场地范围内及周边无建筑物及地下管线等，采空区的开挖对周边基本无影响，压力注浆与换土垫层法相结合的方法可消除采空区内岩体产生二次变形的空间；治理后的地基能满足建筑物要求。缺点是只适用于采空区埋藏浅的位置。

3.3 设计方案选择

综合分析拟建园区道路性质及基底地层情况，结合物探成果资料，对第四系埋藏较深的位置（采空区面积为1800m2）采用强夯法进行处理，采用夯击能4000kNqm。点夯二遍，梅花形布点，每遍间距6.00m，每点6-8击；满夯一遍，每点两击，夯击能1000kNqm，锤与锤之间互压1/4锤。强夯前应通过试夯选定施工技术参数，试夯区平面尺寸不宜小于20m×20m。在试夯区夯击前，应选点进行原位测试，并取原状土样，测定有关土性数据，留待试夯后，仍在此处附近进行测试并取土样进行对比分析，如符合设计要求，即可按试夯时的有关技术参数，确定正式柱锤强夯的技术参数。

对不具备强夯施工条件的地段（采空区面积为1200m2），采用压力注浆与换土垫层处理相结合的方法处理，处理范围为物探已查明的采空区范围顶部深度约2-5m，具体范围需要经过现场把地表浮土清除后进一步进行确认。注浆孔的布设沿采空区的发育方向，间距5m布置。在压力注浆治理施工前，应对水泥粉煤灰按比例配置后形成的浆液性质进行测试，根据测试结果确定最佳配比，测试结果应满足要求。浆孔施工时按批次间隔孔施工，严禁连片成孔注浆。注浆时应及时观测邻近注浆孔水位及场地地面情况，如发现串浆情况应采用多孔同时注浆或间歇注浆。先采用少量清水冲孔，再进行注浆，原则上控制在注浆孔孔口压力为0.20MPa，最终注浆压力可根据压力注浆情况优化调整。

4、采空区治理效果检测

地基处理后应根据不同土质条件，对地基处理效果进行检测，并与地基处理前测试数据进行对比，检验地基处理效果，检测采空区处理后地基的承载力特征值是否满足设计要求及采空空隙的充填情况。检测施工过程前施工过程中的各项测试数据和施工记录，选择有代表性的位置或施工中出现异常的部位进行检测。质量检验的方法，宜根据土性选用两种或两种以上的原位测试进行检验。根据场地条件，采用以下两种方法对处理地基进行检验：

4.1浅层平板静载试验

在拟建园区道路布置6个静载试验点，设计要求处理后地基土承载力特征为150kPa，静载试验取2倍设计荷载。静载试验采用夯机本身重量提供反力加载装置。用手动千斤顶加压，用精密压力表读取压力数值。采用慢速维持荷载法，分级加载。试验按照《建筑地基基础技术规范》（GB50007-2002）浅层平板载荷试验要点进行。试验结束后，提供地基土的承载力和变形模量指标。

4.2 钻孔取芯及重型动力触探

对注浆地基进行钻探取芯，取样鉴别注浆均匀性、充填情况并在钻孔内进行重型动力触探（N63.5），该试验试验是利用XYC150型钻机，将重63.5kg的重锤，提升高度76cm，将探头击入土层之中，记录每击入10cm的锤击数。试验完成后对锤击数进行杆长校正，根据校正后的锤击数，参照有关规范，得出土体的力学性能的一种原位测试方法。利用重型动力触探成果，确定地基土承载力。通过对地基土的重型动力触探试验数据的对比分析，检测地基土在垂直方向上的密实度、均匀性和处理深度。

据检测结果，地基承载力及有效处理深度满足设计要求，有效改善了地基土性能，达到了预期效果。为类似地基条件下进行项目建设提供了经验。