采空区地基稳定性研究及其技术对策

王星宇

摘要：随着人口的增长和建筑用地的逐渐紧缺，在采空区上方进行建筑物的施工是不可避免的问题，采空区位于地表以下，无法直接用肉眼观测到，内部产生有一定的空洞，承载能力和稳定性会有所减低，对建设在上方的建筑物的影响是不可忽视的。为了保证建立在采空区上部的地基稳定性，建筑物的承重载荷在采空区的承受范围之内，采用有效的评价手段对采空区的承载能力和上方地基稳定性进行评价，确保建立在上方的建筑物能够安全可靠的投入使用，避免出现施工中设备和施工人员掉落在采空区内等现象的发生。本研究对采空区的形成原因、特点，对地基稳定性产生的影响等进行了分析，并且探究科学的评价方法对采空区的承载能力进行定性、定量的测定，采用有效的技术手段，提高采空区的承载能力，对上层的建筑提供相应的技术保护措施。

关键词：采空区；地基稳定性；技术对策

引言

近年来，随着我国矿业的发展，为我国的经济发展和人们生活水平的提高做出了很大的贡献，更是为我们日常生活所必须的各种资源提供了来源。但是随着建筑用地的紧张，部分的民用或者工用建筑不得不选择在采矿区的上方进行建造，采矿会在地表以下区域进行横、纵向挖掘，对原来的土地的承载能力造成破坏，在采矿形成的采空区上方进行相应的建筑施工，难免会受到影响，必须要对采空区的承载能力、特性、采空面积等进行准确的勘测和计算，才能决定安全范围内的建筑层数，保证建筑物能够安全稳定的建立在采空区上方。

1采空区的概述

1.1采空区的特性分析

建筑用地的紧张使得建筑不得不设立在采空区之上，虽然大部分采空区在自然环境的作用下，岩层经过压实等，已经趋向于稳定，但是不能排除施工造成的影响和建筑物载荷的作用下，造成采空区内冒落裂缝带的平衡受到破坏，使其岩层再次发生移动和破坏，对建筑施工的安全如期进行有阻碍作用。采空区大多数是由于矿业的发展而进行的挖矿行为导致的，还有部分是由于地壳的运动等使地表下部的岩层形成破裂、移动而形成的采空区，具有隐蔽性强、覆盖面广、分布不规律、不可见等特点，要在采空区的上方建设建筑物，就必须要了解采空区的相关特性，从而探究可靠有效的评價方法对采空区的地基稳定性进行判断，为上方建筑物的安全性和稳定性奠定基础。

1.2长壁开采形成的采空区

长壁开采是一种能够有效提高采矿效率，且对地表以下的岩层破坏较轻的一种开采方式，开采后形成的采空区与其他开采方式相比能够较快的趋向于稳定，因此，在长壁开采形成的采空区上方进行建筑施工具有较高的稳定性。通过研究可以发现，在趋向稳定后期还存在轻微的残余沉陷量，这是由于在采空区的表面岩层不可避免的存在裂缝、空隙等，还会在自然环境的作用下，进行压实填充，这就会造成地表的轻微下陷。在采空区的边缘位置，由于受到的自然作用力较弱，还没有进行充分的压实，存在较小的空洞，这些空洞会继续在自然力的作用下，受到填充、压实，所以依然会存在残余沉陷。

1.3部分开采性的采空区

部分开采性形成的采空区主要是建国前的采矿行为留下的，当时，还没有成熟的挖矿工艺和技术，采用的开矿手段都是不正规的，所以，会形成规模较小、分布不规律的采空区。这部分采空区内有大量的残留煤柱，会在自然力或者外部因素的作用下，进行垮落、填充，造成的地面沉陷也是不可忽视的。

2采空区的稳定性评价及技术对策

2.1采空区的地基稳定性

在采空区形成的最初一段时间内，由于大量间隙、裂缝、残余煤柱的存在，会发生较大的地面沉陷，而经过一段时间的填充和压实之后，采空区趋向于稳定，其上部没有进行施工等操作，地面沉陷会极少。采空区的地基稳定性符合要求，在其新建建筑物，由于受到施工的震动、压力等影响，采空层可能还会发生一定量的沉陷，但是不会影响建筑物的安全性，做好建筑物的抗变形措施即可保证其安全可靠的投入使用。

2.2对采空区的地基适宜性进行评价

对采空区的地基进行准确的评价及判断，是确保建筑物安全性稳定性的前提条件，对于采用不正规的采矿手段或者开采过程中存在台阶、裂缝等非连续变形的区域，由于采空区内部的不稳定性，在任何时间段都可能存在较大的地面沉陷，因此不适宜作为建筑区域。对于地面沉陷相对较大，但是经过时间的推移会渐渐趋向于稳定的采空区，虽然短时间内不可以作为建筑用地，经过几年或者几十年，采空区内部相对稳定，地面沉陷也很小时可以作为建筑用地。对于地面残余沉陷量极少，而且内部的倾斜度也较小时，则是适合作为建筑用地的。

2.3采空区保护技术措施

由于采空区内部存在间隙、裂缝等不安全因素，会对基地稳定性造成影响，因此，在要新建建筑物的采空区区域采取合理的技术保护措施，能够有效的提高采空区的稳定性，减少地表沉陷现象，提高地基的承载能力，对上部的建筑物能够提供良好的支撑力，确保建筑物能够安全可靠的投入使用。在判断是否需要对采空区内部采取相应的支撑措施时，要通过采空区的形态分布、地质条件等因素计算出采空区的地表残余沉陷量，从而判断采空区的地基稳定性。对于地表沉陷量较小的采空区可以不采用技术保护措施，但是要注意在上方建筑物的设计施工时，要制定相应的抗变形结构来抵抗采空区可能发生的微小的残余沉陷量，这样就可以保证建筑物的使用安全性。

3结语

随着建筑用地的紧张，采空区不可避免的要成为建筑用地，由于内部具有空洞，所以需要对采空区的地基稳定性进行评价，保证建筑物对采空区的影响在其承受范围之内，不至于产生大量的沉陷，建筑物也需要做好抗变形措施，以此来保证不受采空区沉陷的影响。