CN103147435A

CN103147435A - 采空区建筑工程地基处理方法

Info

Publication number: CN103147435A
Application number: CN2013100568388A
Authority: CN
Inventors: 秦永强; 刘光强; 成春兰; 樊世兵; 张志中; 王东生; 武建光; 成晓勇; 王学英; 赵艳; 张坤; 常琳; 杨燕虹; 郝燕超
Original assignee: XISHAN COAL ELECTRICITY CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP Co Ltd
Current assignee: XISHAN COAL ELECTRICITY CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP Co Ltd
Priority date: 2013-02-23
Filing date: 2013-02-23
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明公开了一种采空区建筑工程地基处理方法，包括步骤：孔口定位、埋桩顶护筒、当钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土，当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔；钻孔验收合格后，在钢筋笼外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒，下钢筋笼后，浇筑混凝土至设计标高。本发明使用旋挖钻机成孔，速度快，工期短，效果显著，有效地保证了桩基质量。

Description

采空区建筑工程地基处理方法

技术领域

本发明涉及建筑工程地基处理，具体而言，是涉及煤矿采空区地质条件下，一般工业与民用建筑工程地基处理方法。

背景技术

灌注桩是建筑工程地基成桩的一种方式，是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。旋挖钻机由于性能优越、自动化程度高、环境污染小、逐渐成为钻孔灌注桩施工的首选设备。目前煤矿采空区不良地质情况较多，在此之上建造工程较多采用桩基础，而在桩基础施工时如果遇到采空区，可能发生成桩难的问题。如果在采空区内全部填充混凝土，混凝土的使用量非常大，而且会严重影响施工进度。

发明内容

本发明的目的是解决采空区成桩困难且成本高、进度慢的问题，提供一种采空区建筑工程地基处理方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种采空区建筑工程地基处理方法，包括步骤：

（1）孔口定位；

（2）埋桩顶护筒；

（3）钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土，当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔；

（4）如果再次遇到采空区，重复步骤（3），直至钻孔达到设计标高；

（5）钻孔验收合格后，在钢筋笼外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒，下钢筋笼后，浇筑混凝土至设计标高。

本发明使用旋挖钻机成孔，采用混凝土将采空区周边填充，填充后进行二次成孔，并用钢护筒穿越煤炭采空区，对采空区形成有效支护。本发明所述的方法速度快，工期短，效果显著，有效地保证了桩基质量。

步骤（3）和（4）中，向采空区内浇筑混凝土时，应采用早强、微膨胀及塌落度小的C20混凝土。

步骤（3）和（4）中，停止浇筑混凝土后，当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔，保证顺利成孔，又能保证混凝土在采空区形成有效支撑。

本发明适用于煤炭采空区上建筑工程成桩施工，与现有人工挖孔灌注桩处理方法相比，本发明具有以下优点：

1) 解决了穿越煤炭采空区成桩难的问题，保证了桩基施工质量。

2) 减少了采空区大面积充填混凝土工作量，节省了人力和物力。

3) 提高了机械化作业程度，减轻了劳动强度，加快了施工速度。

4) 改善了现场工作条件，提高了工作效率，降低了安全风险。

附图说明

图1为本发明所述的采空区成孔施工示意图。

图2为带钢护筒钢筋笼放置示意图。

图3为本发明方法局部填充采空区需用混凝土量的计算简图。

图中，1-混凝土，2-钢筋笼，3-钢护筒，4-第一层采空区，5-第二层采空区。

具体实施方式

以下结合附图对本发明要求保护的技术方案做具体说明。

本发明所述的一种采空区建筑工程地基处理方法，包括步骤：

（1）孔口定位，场地清理后，测量放线定桩位，根据桩位进行孔口定位。

（2）埋桩顶护筒；埋设护筒时，先挖去术桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度为1.0-1.5m。桩顶护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。

（3）钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土1，当混凝土1标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑。

采用旋挖钻机进行钻孔，根据钻机压力表显示情况，判断是否已进入采空区，当旋挖钻机挖至采空区底部后停止钻孔。向采空区内填充混凝土1时，根据采空区高度与砼塌落度计算出填充区砼的用量，用较小塌落度的混凝土填充到采空区。本发明优选采用C20混凝土，混凝土中掺有早强、膨胀剂，其配方（重量比）是：水泥：砂子：石子：粉煤灰：外加剂=1：2.12：3.16：0.2：0.024，塌落度为120mm，28天抗压强度为20Mpa。外加剂采用复合型，具有早强、减水及微膨胀功能。当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔。

当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，此时混凝土1在采空区钻孔周边形成锥形堆，停止浇筑混凝土后，当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔，再次钻孔时要注意钻速，下钻、提钻时要缓慢。

（4）如果再次遇到采空区，重复步骤（3），直至钻孔达到设计标高。在一些比较复杂的条件下，在第一层采空区4下部可能还有第二层采空区5，钻孔到第二层采空区4底部时停止钻孔，向钻孔内浇筑混凝土，当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑，当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔。图1是采空区成孔施工示意图，图中依次是（1）第一次采空区的示意图——（2）第一层采空区填充混凝土——（3）第一层采空区填充后重新钻孔——（4）第二层采空区填充后成孔。

（5）钻孔验收合格后，在钢筋笼2外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒3，下钢筋笼2后，浇筑混凝土至设计标高。钢护筒3厚6mm，下钢筋笼2时要扶正、稳放，避免钢护筒移位，下钢筋笼2后，如图2所示，钢护筒3在采空区位置，钢护筒3高出采空区上下端面各2m。

下面以西山煤电（集团）有限责任公司官地矿生产调度中心危楼改造工程为例，对本发明要求保护的技术方案及技术效果做进一步说明。该工程建筑物长59.2m，宽15.8m，如采用全部填充采空区的方法需填充长67.2m，宽23.8m，第一层采空区4高度平均3m，第二层采空区5高度4m。

全部填充采空区需用C20混凝土量：67.2×23.8×（3+4）=11195.52m³；

采用本发明方法局部填充采空区需用混凝土量：钻孔数×【3.14×h1×（r² + R² + rR）×1/3+3.14× r²×h2】，

填充第一层采空区用混凝土量： 42×【 3.14×3×（0.6²+3.6²+0.6×3.6）/3+ （3.14×0.6²×1）】=2089.08 m³。

填充第二层采空区用混凝土量：42×【3.14×4×（0.6²+3.6²+0.6×3.6）/3+ （3.14×0.6²×1）】=2769.48 m³。

采用本发明方法填充采空区用混凝土量共计2089.08 + 2769.48 = 4858.56 m³

C20商品混凝土单方价格为335.03元。采用本发明方法节约的费用：（11195.52m³ - 4858.56 m³）×335.03元/m³=212.3万元。平均每根桩节约费用：212.3/42=5.05万元。

Claims

1.一种采空区建筑工程地基处理方法，其特征在于包括步骤：

（1）孔口定位；

（2）埋桩顶护筒；

（3）钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土（1），当混凝土（1）标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土（1）的基础上继续向下钻孔；

（5）钻孔验收合格后，在钢筋笼（2）外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒（3），下钢筋笼（2）后，浇筑混凝土至设计标高。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）和（4）中，向采空区内浇筑混凝土（1）时，采用C20混凝土。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）和（4）中，停止浇筑混凝土（1）后，当混凝土（1）强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土（1）的基础上继续向下钻孔。