CN102877865A - 一种治理地下采空区或空洞的施工方法 - Google Patents

一种治理地下采空区或空洞的施工方法 Download PDF

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一种治理地下采空区及空洞的施工方法:①从地面钻孔直至空洞顶面;②用高压空气管对空洞底板吹扫;③按设计要求做一个袋子;④通过小于钻孔直径的钢管将袋子放入空洞内;⑤通过钢管向袋内灌注混凝土,以袋子为模具在空洞内施工一个圆台型墩体;本发明可以大大减少填充物的用量,节约费用、缩短工期,而且加固后效果明显的优于现有技术的注浆方案。

Description

一种治理地下采空区或空洞的施工方法技术领域
[0001] 本发明涉及一种治理地下采空区或空洞的施工方法,即在地下采空区或空洞中施工一个混凝土圆台体,支撑采空区或空洞顶部,可有效的防止采空区或空洞塌陷,造成地面建筑物损坏。
背景技术
[0002] 随着工业和民用建筑、铁路、公路的不断发展,拟建场地经常遇到地下采空区或空洞,给地面建筑物建设带来隐患,由于地下为采空 区或空洞,经常发生地面塌陷给已建成的建筑物造成严重破坏。铁路及公路建设也经常遇到地下采空区或空洞。现有技术对地下采空区或空洞的治理一般采用注浆方案或是对于小体积空洞采用整体空洞灌注混凝土。但因采空区或空洞积水原因,整个采空区或空洞注浆或灌注混凝土使采空区或空洞内水难以及时排出,势必在采空区或空洞内形成水压力,难以保证填充采空区或空洞质量。浆液采用纯水泥浆,水泥粉煤灰浆,水泥粘土浆等,注浆方量大,工期长,费用高。另外由于地下采空区或空洞复杂,填充饱和度小,很难达到保证采空区或空洞不塌陷的效果,给地面工程建设埋伏了隐患。特别对铁路及公路工程,往往地下采空区或空洞面积大,采用注浆方案无法实现沿路基线路加固的目的。
[0003] 专利申请“一种治理地下采空区或空洞的施工方法”(申请号:201010231784.0)公开了一种治理地下采空区或空洞的施工方法,其施工步骤是:第一、从地面钻孔直至钻透采空区或空洞顶面,钻孔直径为100-450mm;第二、将一根长度大于采空区或空洞高度且直径小于等于钻孔直径的钢管用绳索垂直牵引放入钻孔内直至采空区或空洞底;第三、从钻孔口分层灌入混凝土,将混凝土经钻孔内钢管分层灌入到采空区或空洞底,灌入混凝土的量由设计的圆台体的形状和体积确定;第四、边从钻孔口灌混凝土边提升钻孔内钢管,当采空区或空洞内混凝土堆上升到分层高度时,停止灌注,待混凝土凝固到不能流动的强度时,以同样方法再进行第二次灌注、第三次灌注、如此反复灌注,直至混凝土圆台体上升至采空区或空洞顶面;第五、当混凝土灌注至采空区或空洞顶面时,用钻孔内钢管反复反插,使混凝土与采空区或空洞顶面接触严密,并使采空区或空洞内的圆台体的顶面体积扩大到符合设计要求;第六、抽出钻孔内钢管,用混凝土或现场料填充钻孔。但该方法存在以下缺陷:
I、由于没有采用高压空气对空洞底吹扫,在空洞底板上有一定厚度的松散沉淀物,如土、灰渣等。在其上施工一个素混凝土圆台体,必然产生沉降,无法保证工程质量。2、由于没有任何形式的模具,混凝土有流动性,很难形成一个符合设计要求的圆台体。如果空洞底部有水,混凝土也容易产生离析,无法保证工程质量。3、根据申请号201010231784. O的发明专利步骤“第四、边从钻孔口灌混凝土边提升钻孔内钢管,当采空区或空洞内混凝土堆上升到分层高度时,停止灌注,待混凝土凝固到不能流动的强度时,以同样方法再进行第二次灌注、第三次灌注、如此反复灌注,直至混凝土圆台体上升至采空区或空洞顶面;”如此施工,由于混凝土的凝固时间长,停止灌注的时间也长,所以施工一个圆台体的时间太长,施工效率低。发明内容
[0004] 为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提出一种治理地下采空区或空洞的施工方法,该方法对于拟建场地可根据地面建筑物的布置针对性地在地下采空区或空洞内施工混凝土台体用以支撑空洞顶部,可以有效防止地下采空区或空洞塌陷,具有大大减少了填充物用量、节约费用、缩短工期、效果显著的特点。
[0005] 为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0006] 一种治理地下采空区或空洞的施工方法,包括以下步骤:
[0007] 第一步:从地面钻孔直至空洞顶,钻孔直径为150 mm -450 mm ;
[0008] 第二步:用测绳测量空洞高度,同时用高压空气管对空洞底吹扫,若空洞底有水直 至空洞底板上的沉淀物吹起悬浮于水中;若空洞底无水则将沉淀物吹扫干净为止;
[0009] 第三步:根据设计台体的尺寸,制做一个与设计台体尺寸相同的袋子;
[0010] 第四步:将袋子口固定在小于钻孔直径的钢管底端,钢管长度大于钻孔深度,通过钢管将袋子放入空洞内;
[0011] 第五步:从钢管上口向袋子内灌注混凝土,混凝土的塌落度为14-22 Cm,强度为C20-C40 ;
[0012] 第六步:当袋子中的混凝土灌注至空洞顶面时,用钢管反复插捣混凝土,使混凝土与空洞顶充分密实,形成墩台;
[0013] 第七步:抽出钢管并用混凝土灌注钻孔或用土、砂、石回填至地面。
[0014] 所述的袋子为布袋或其它高强度物质做成的袋子。
[0015] 所述的台体为台体底面面积大于等于台体上端面面积的园台体、方台体、三角台体或其它不规则形状的台体。
[0016] 所述的台体为园台体,圆台体底面直径为2-8米,圆台体上端面直径为O. 5-3米。
[0017] 由此可见,本发明可根据地面建筑物的布置针对性地在地下采空区或空洞内施工混凝土台体用以支撑空洞顶部,从而有效防止地下采空区或空洞塌陷:如果地面建筑物设计桩基方案,可在桩底端的采空区或空洞设置混凝土台体;如果地面拟建铁路和公路,可沿路基线在地下采空区或空洞布置混凝土台体;本发明如此布置混凝土台体可以大大减少填充物用量,节约费用,缩短工期,而且加固后的效果极大地优于现有技术的注浆方案。
附图说明
[0018] 附图为本发明施工方法示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明的原理进行详细说明。
[0020] 参见附图,一种治理地下采空区或空洞的施工方法,包括以下步骤:
[0021] 第一步:用钻头I从地面钻孔2直至空洞顶,钻孔2的直径为150 mm -450 mm ;
[0022] 第二步:用测绳测量空洞高度,同时用高压空气管3对空洞底吹扫,若空洞底有水直至空洞底板上的沉淀物吹起悬浮于水中;若空洞底无水则将沉淀物吹扫干净为止;
[0023] 第三步:根据设计台体的尺寸,制做一个与设计台体尺寸相同的袋子4 ;[0024] 第四步:将袋子4的口固定在小于钻孔2直径的钢管5的底端,钢管5的长度大于钻孔2的深度,通过钢管5将袋子4放入空洞内;
[0025] 第五步:从钢管5上口向袋子4内灌注混凝土,混凝土的塌落度为14-22 Cm,强度为 C20-C40 ;
[0026] 第六步:当袋子4中的混凝土灌注至空洞顶面时,用钢管5反复插捣混凝土,使混凝土与空洞顶充分密实,形成墩台6 ;
[0027] 第七步:抽出钢管5并用混凝土灌注钻孔或用土、砂、石回填至地面。
[0028] 实施例一: [0029] 本实施例概况为:拟建化工厂,地质勘察时发现该地面下为人工挖煤形成的采空区,具体地层为①杂填土层,3-5m ;②强风化岩、中风化岩及弱风化岩层,20-25m。采煤形成的空洞高度5-6m,采空区面积800mX420m=33. 6万m2,采空空洞体积约为184万立方米,洞内积水高度2. 0-2. 5m,若采用注浆方案,概算为4. 5亿元,工期一年,现采用本发明施工方法,决算费用9200万元,工期二个月。
[0030] 实施例一的具体实施方法为:
[0031] 第一步:从地面钻孔直至空洞顶面,钻孔直径为200 mm ;
[0032] 第二步:用测绳测空洞高度为5米,同时用高压空气管对空洞底吹扫,使沉淀物在水中悬浮;
[0033] 第三步、用高强度布制作一个袋子,袋子长度为5. 5米,袋子底面直径为2. 5米,袋子上端面直径为O. 8米;
[0034] 第四步:将制作好的布袋口固定在直径为129 mm,长度为30米的钢管底端,将布袋先放入钻孔内,同时通过钢管将布袋送入空洞内,再通过钢管向布袋内灌注一定量的混凝土,并将布袋底放至空洞底板上;
[0035] 第五步:通过钢管上口向布袋内灌注混凝土,以布袋为模具在空洞内施工一个圆台形墩体,混凝土的塌落度为16 Cm,强度为C25 ;
[0036] 第六步:当布袋中的混凝土灌注至空洞顶面时,用钢管反复插捣混凝土,使混凝土与空洞顶充分密实,并保证圆台上平面直径为O. 8米;
[0037] 第七步:抽出钢管,用土回填钻孔。
[0038] 实施例二 :
[0039] 本实施例概况为:某住宅小区共有4栋住宅楼,地上25层,地下一层,每栋底面积800 m2,每栋楼设计冲击成孔灌注桩158根,桩径Φ600,桩长15m,地质概况为:基坑底向下①粉质粘土层,平均厚度12m ;②强风化岩层,平均厚度为2m ;③中风化弱风化岩层,平均厚度为10m,④下部为空洞,空洞高度为5-7m,地下空洞面积约为I万平方米,空洞体积约6万立方米,原设计采用整体空洞注混凝土方案,其费用约2900万元,工期6个月。后设计变更采用本发明施工方法,其设计方案是在桩下布置一个素混凝土圆台体,支撑空洞顶。共布置素混凝土圆台体158个,4栋楼共布设632个,混凝土强度为C25,塌落度为18 Cm。墩台底直径2. 5米,墩台顶直径O. 8米。
[0040] 实施例二的具体施工方法为:
[0041] 第一步、从地面钻孔直至空洞顶面,钻孔直径为200 mm ;
[0042] 第二步:用测绳测空洞高度7米,同时用高压空气管对空洞底吹扫,使沉淀物悬浮在水中;
[0043] 第三步、按设计要求用高强度布制作一个袋子,袋子底面直径为2. 5米,上端面直径为0.8米,高度为8米;
[0044] 第四步:通过直径为129mm,长度为25m的钢管将布袋放入空洞内;
[0045] 第五步:通过钢管向布袋内灌注混凝土,以布袋为模具在空洞内施工一个圆台形墩体,混凝土的塌落度为18cm强度为C25 ;
[0046] 第六步:当布袋中的混凝土灌注至空洞顶面时,用钢管反复插捣混凝土,使混凝土与空洞顶充分密实。并保证圆台上平面直径为0.8米;
[0047] 第七步:抽出钢管,用混凝土灌注钻孔9米。

Claims (4)

1. 一种治理地下采空区或空洞的施工方法,其特征在于,包括以下步骤: 第一步:从地面钻孔直至空洞顶,钻孔直径为150 mm -450 mm ; 第二步:用测绳测量空洞高度,同时用高压空气管对空洞底吹扫,若空洞底有水直至空洞底板上的沉淀物吹起悬浮于水中;若空洞底无水则将沉淀物吹扫干净为止; 第三步:根据设计台体的尺寸,制做一个与设计的台体尺寸相同的袋子; 第四步:将袋子口固定在小于钻孔直径的钢管底端,钢管长度大于钻孔深度,通过钢管将袋子放入空洞内; 第五步:从钢管上口向袋子内灌注混凝土,混凝土的塌落度为14-22 Cm,强度为C20-C40 ; 第六步:当袋子中的混凝土灌注至空洞顶面时,用钢管反复插捣混凝土,使混凝土与空洞顶充分密实,形成墩台; 第七步:抽出钢管并用混凝土灌注钻孔或用土、砂、石回填至地面。
2.根据权利要求I所述的一种治理地下采空区或空洞的施工方法,其特征在于,所述的袋子为布袋或其它高强度物质做成的袋子。
3.根据权利要求I所述的一种治理地下采空区或空洞的施工方法,其特征在于,所述的台体为台体底面面积大于等于台体上端面面积的园台体、方台体、三角台体或其它不规则形状的台体。
4.根据权利要求I或3所述的一种治理地下采空区或空洞的施工方法,其特征在于,所述的台体为园台体,圆台体底面直径为2-8米,圆台体上端面直径为O. 5-3米。
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