CN103147435A - 采空区建筑工程地基处理方法 - Google Patents

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CN103147435A CN2013100568388A CN201310056838A CN103147435A CN 103147435 A CN103147435 A CN 103147435A CN 2013100568388 A CN2013100568388 A CN 2013100568388A CN 201310056838 A CN201310056838 A CN 201310056838A CN 103147435 A CN103147435 A CN 103147435A
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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
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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
[0001]
技术领域
[0002]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
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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:
Cl)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Im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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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: I)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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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
[0013] 图1为本发明所述的采空区成孔施工示意图。
[0014] 图2为带钢护筒钢筋笼放置示意图。
[0015] 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。
[0016] 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
[0017] 以下结合附图对本发明要求保护的技术方案做具体说明。
[0018] 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:
(I)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。
[0019] (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。
[0020] (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 I标高不再下降且高出采空区上部标高Im时,停止浇筑。
[0021] 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 I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。
[0022] 当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高Im时,此时混凝土 I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。
[0023] (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Im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(I)第一次采空区的示意图——(2)第一层采空区填充混凝土一(3)第一层采空区填充后重新钻孔一(4)第二层采空区填充后成孔。
[0024] (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6_,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 ο
[0025] 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.Sm,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。
[0026]全部填充采空区需用 C20 混凝土量:67.2X23.8X (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X【3.14XhlX (r2 + R2 +
rR) X 1/3+3.14 X r2Xh2],
填充第一层采空区用混凝土量:42X【3.14X3X (0.62+3.62+0.6 X 3.6)/3+(3.14X0.62Χ1)】=2089.08 m3。
[0027]填充第二层采空区用混凝土量:42Χ【3.14Χ4Χ (0.62+3.62+0.6 X 3.6)/3+(3.14X0.62Χ1)】=2769.48 m3。
[0028] 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) X 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 (3)

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(I)标高不再下降且高出采空区上部标高Im时,停止浇筑,用钻机在已浇筑混凝土(I)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(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(I)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(I)后,当混凝土(I)强度达到设计强度的70%时,再用钻机在已浇筑混凝土(I)的基础上继续向下钻孔。
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