浅部采空区上修建高层建筑地基稳定性研究.pdf

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1、2012年第6期能源技术与管理147doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2012．06．063iK强0誊建筑与i篡础ii程≥筵套《毒0矗浅部采空区上修建高层建筑地基稳定性研究谭树增，胡荣华(江苏地质矿产设计研究院，江苏徐州221006)[摘要]随着城市建设的快速发展，建设用地紧张的矛盾日益突出，把煤矿老采空区场地作为建设用地成为有效缓解用地紧张的一种手段。通过对浅部多层采空区上拟建的某大厦地基稳定性进行了综合系统研究，对修建高层建筑后下覆老采空区是否会“活化”进行定量分析。[关键词]采空区；稳定性；有限元

2、法；活化[中图分类号]TU972[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2012)06_O147_03煤矿的夏桥井及多个小煤窑也在此拟建场地下方O引言及周边进行过多次采煤，遗留有多层采空区。随着城市建设的快速发展，理想的建设用地2评价区地层、煤层及开采情况颇为紧张，在煤矿老采空区上兴建建筑物成为有效缓解用地紧张的一种手段。由于老采空区的特2．1地层殊的地质环境条件，在其上方修建建筑物，特别是贾汪地层属“华北地层鲁西分区徐宿小区”，荷载较大的高层建筑物，很有可能造成老采空区但发育不全。上元古界青白口系土门群系为区内的“活

3、化”_】]，从而影响建筑物的安全，所以必须加分布的最老地层，其上为震旦系城山组一魏集组，强对其地基稳定性评价治理方面的研究，以保证古生界寒武系、奥陶系中下统、石炭系中上统、二建筑物的安全。近年来，国内外很多的学者专家开叠系及新生界第四系中上更新统和全新统。其中展了大量的研究，比如滕永海、张俊英提出以裂隙二叠系的下统的下石盒子组、山西组及石炭系太带发育高度与附加应力影响深度是否重合来判断原组是主要含煤地层。下石盒子组主要是砂岩、页建筑物的安全；郝刚等用建立相似材料模型的岩、砂页岩夹煤层，含1~6煤层，主要可采煤层为方法研究浅部采

4、空区的安全E引，并提出了采空区1、3煤。山西组主要是页岩、砂页岩夹煤层，含评价的一般步骤；隋旺华、汪吉林、张长敏等用数7～10煤层，其中仅7煤层为局部可采煤层。太原值计算的方法来评价采空区的安全等。组主要是灰岩、砂页岩夹煤层，含1122煤，主要文章研究区位于徐州市贾汪区。贾汪区是徐可采煤层为17、2O、21煤。第四系覆盖层为410ITI州矿区的主要采煤区之一，主要由韩桥矿(分韩桥厚的粘土及砂姜粘土层。井和夏桥井)开采下石盒子组1、3煤和太原组拟建场地处于贾汪复向斜的核部，地层总体l7、20、2l煤。另外大量的小煤窑也曾在此复采

5、1、上向西、西北倾斜，地层产状平缓，倾角4。10。。3煤，总体采深较浅、个别时间段采掘管理比较混评价区内无区域性活动断裂穿过。乱，矿井生产资料的收集、整理、评价的难度比较大。2．2煤层及开采情况所以对此区的拟建建筑物稳定f生的研究很有难度。区域煤系地层为下石盒子组、山西组、太原组。地层厚度438m，可采6层，煤层总厚约7．7ITI。其1工程概况中与工程密切相关的为下石盒子组地层，厚140m，拟建的某大酒店位于江苏省徐州市贾汪城区含可采煤层1、3煤。1煤(俗称夏桥系上层煤)，206国道东侧，新夏路的北侧，项目总用地面积约为主要可

6、采煤层，层位稳定，分布普遍，结构简单，5779m2，拟规划建设1幢17层星级宾馆，带一层煤厚0．5～2．16m，平均1．5m，1煤下距3煤1．7地下室，地上高度为64．65m，拟采用框架剪力墙16．5m，平均10．6m；3煤(俗称夏桥系下层煤)，为结构。该拟建场地处于韩桥煤矿矿区范围内，韩桥主要可采煤层，层位稳定，分布普遍，结构复杂，32012年第6期能源技术与管理149附加应力就几乎和10％地层自重应力相等了，即三种情况采l、3煤采空区经过注浆处理，建筑物可认为建筑物载荷的影响深度小于40m，此深度采用桩基形式。上述三种情况

7、下数值计算结果为：超过了l煤的开采深度，部分达到3煤采煤破碎在第一种情况下基础下沉量在300mm左右，超带深度，即判定建筑物载荷可能使得老采空区“活过了规范要求的高层基础下沉平均200mm的要化”。求；第二种情况基础下沉量平均在150mm，基本4．3模拟数值计算分析满足规范要求，第三种情况基础下沉量在50mm利用二维弹塑性有限元法，应用摩尔库伦准左右，满足规范要求；综合经济安全因素可选择第则，对该采空区的稳定性进行分析，计算模型以实三种情况，即采空区注浆处理后利用桩基，穿过1际情况为基础，并进行抽象简化。研究区的岩层按煤采空区

8、的地基基础措施。岩性和完整程度划分为泥岩组、砂岩组、煤岩组、5结论及建议破碎岩组(采空区堆积岩体)和松散岩组(第四系粘土层)等5个岩组。1、3煤采空区用破碎岩组代拟建的某大厦项目场地位于采空区及影响范替。模型长x高=150mX60m，共划分2534单围以内，场区下停采时间在3