采煤区地面建筑地基处理方案对比分析

宋凯

摘 要：天然的地基在工程设计中想要完全满足地面建筑对地基的需求是完全不可能的，必须经过再次的加工处理，在形成人工地基的情况下，才能够保证建筑的使用安全。对于采矿区而言，对地面建筑地基的处理自然也具有重要性和必要性。

关键词：采煤区；地面建筑；地基处理；方案对比

目前随着科学技术的飞跃发展，也推进了建筑施工技术的提升，与此同时，在处理地面建筑地基的方法上也具有多样性，例如复合地基或者是桩基等，面对对以上这些多样化的形式，使得如何选择成了目前工程设计时思考的主要问题。再加上在进行工程施工的时候必须综合考虑各方面的因素，如使用安全性、环保性、方便性、经济性等，因此在进行工程方案设计的时候，必须统筹考虑，使方案遵循合理、经济和先进的原则。

1 处理采煤区地面建筑地基的基本思路

1.1 处理复合地基。在对采煤复合地基予以确定的情况下，需要进一步研究的就是加固的深度、地面地基的深浅、处理方案、加固目的等。在将地基加固方法确定之后，下一步就是以地面建筑物安全等级和场地复杂程度来进行合适场地的选择，并将其作为地基处理实验基地，并对加固方案的有效性和可行性进行研究验证。

1.2 处理天然地基。在进行工程设计的时候，必须在对采煤区地面地基承载力和建筑物变形条件予以满足的情况下，充分的利用天然地基，在排除天然地基纯在的情况下，再进行其它方案的选择。并且在设计采煤区地基处理方案的时候，还要对使用可靠性和经济性问题进行研究。在对采煤区土地进行改良的时候，必须以垃圾处理、环境保护、排水、截水墙、减少土压力、增加承载力、防止液化、稳定斜坡和防止变形为最终目的，以降水、挤密和固化为改良土质的具体方法。

1.3 处理桩基础。桩基础处理方案主要应用于以下几个方面：一是主要机械设备、大型机械设备和精密机械设备对地基基础要求严格的情况下；二是超高层建筑或采煤区地面高层建筑倾斜条件限制地基的情况；三是分析综合因素如经济指标、工程质量及其施工条件后，其它处理方法均不及该处理方法；四是其他处理手段不能够满足地基承载力的情况下；五是可变负荷作用于地基的压力较大，在特定条件下，增加负荷不能够得到有效减缓的情况，并且根据地基土类型的不同，在处理方法上也存在显著的差异性，具体包括了托换法（多用于地基处理和已有建筑物基础的加固、增层与矿建）、深层搅拌法（多用于淤泥质土、地基承载力在110kPa以下的粘性土与粉土）、强夯法（多用于碎石土、砂土、低饱和度粉土、湿陷性黄土、杂填土和素填土）、换填法（主要用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、暗沟暗塘、浅层土和杂填土）、灰土和土挤密桩（主要用于地下水位上的湿陷性黄土、杂填土，且深度在5-15m之间、素填土）、CFG桩（主要用于填土、粉土、砂土、非饱和粘性土、粘性土）、振冲置换法（主要用于剪力强度在19kPa以上的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土）、预压法（主要用于淤泥质土、淤泥、冲填土和饱和粘性土）、砂石桩法（主要用于挤密松散砂土、杂填土和饱和粘性土）和振冲密实法（主要用于粉土、砂土、粘粒含量在9%以下的粗砂地基、中砂地基）。

2 处理采煤区地面建筑地基的方案

2.1 垫层方案。在对采煤区地面建筑地基进行处理的时候，所采用的垫层法是属于静力法的范畴，垫层法主要作用于弱土地基和软土地基的处理，并且在应用该方法的时候，并不会受到任何外界条件的制约和影响。并且该处理方法的作用优势是固结排水、缩小土孔隙比，同时促进地基承载力的提升，以上方法相对各种地基的处理，在处理浅层地基的时候更加适用。该方法的优点在于在保证施工质量的前提下，沉降能够得到保证，并且在投资金额上较少。而不足就是换土厚度在6m以上，以此对于工程质量的控制难度就随之增加，并且施工还受到气候条件的影响，并且还具有工期较长的特征，在结构稳定性上不及桩基。

2.2 人工挖孔桩方案。当有厚度过大的淤泥层、流砂、涌泥、涌水及其有害气体存在于采煤区地面建筑物地基土的时候，就必须应用人工挖孔桩，并且必须按照使用规程严格的执行，在安全保证设备上必须与相关的标准相符，并且具备齐全，同时对与持力层之间距离较近的淤泥土质和持力层慎重对待。该方案的优点是施工方便、质量有保证、沉降小、稳妥且受力明确。但是却具有耗资巨大的缺点。

2.3 振冲碎石方案。该方案是借助施加垂直力的管状设备和产生水平振动的设备，成孔于软土地基，在将碎石填料分批填入孔内，并将设备不断地震动，直至振实，进而形成密实桩体。其具有垫层、加筋、排水和置换的作用，使地基与桩体之间形成复合地基，能够有效的提升地基稳定性、土体抗剪强度，并将地基的变形减少。该方案具有工程造价低廉、耗材少、成桩速度快及其施工工艺简单的优势，目前该方案已经得到了普遍的应用和认可。但是对含粘粒多的粉质粘土地基采用振冲法进行处理，该处理手段在振冲挤密效果上不是很占优势，因此，在处理粉质粘土地基且粘粒较多的情况下，采用振冲挤密法的处理方案不是最佳选择。

2.4 强夯动力方案。在对建筑垃圾组成和工业废料组成的填土地基进行处理的时候，目前较为实用和有效的方法是强夯及其振动压实，但是在采用该处理方案的时候，对软土地基的处理必须配合强夯动力法，这有这样，才能够对处理成效起到很好的保障作用。但是在采用该方案对采煤区地面建筑地基进行处理的时候，必须对以下两点特别关注：一是强夯动力法的应用对原土结构强度可能够造成一定程度的损害，导致原土承载力的下降。二是在地基土孔隙水压力未能够消散的情况下，可能会引发地基土橡皮化。该方案具有施工简便、沉降小及其投资少的特点。与此同时还存在着诸多的不足，如完成强夯后，不能够即刻施工，在滞留时间上具有长久性，并且土层在强夯后在进行挖除，会由于质地坚硬问题而不能够做回填土进行再次利用，进而使得额外费用增加。在遇到天气变化的情况下，会导致场地泥泞，对大型机械的进场造成严重的困扰，进而增加施工的难度。因此综合考虑多方面因素的情况下，该方案的可行性不高。

3 结语

目前在进行采煤区地面建筑地基处理方案选择的时候，必须充分的考虑处理方案的可行性，并且在了解地基基础的情况下，综合考虑施工成本等各方面的因素。再加上采煤区地面建筑地基多表现为多边形，因此在进行工程设计的时候，必须结合建筑物地基进行合理方案的选择。目前业界对该课题的研究既是重点也是难点，并且对地基试验技术人员的工作经验和能力提出了高要求，除了能够分析方案的可行性之外，还要与其它的技术进行对比性分析，并且对工作经验进行不断的总结，并且对《地基处理规范》熟悉掌握，严格按照相关的标准和规范执行，进而为采煤区地面超高层和高层建筑的地基处理奠定基础，保证工程的质量和使用安全。

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