基于强夯工程设计的岩土矿坑技术研究

高 鹏, 董霞

（1.中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000；2.湖南德力电力建设集团有限公司，湖南 长沙 410000）

1 工程概况

矿山企业开发有限公司一期矿区场地强夯工程3111.20m2,本次设计主要对矿山企业矿区一期工程建筑物地坪、和消防措施进行地基处理。工程设计采用强夯加固法进行加固,将场地采用风(土)填至一定高度,对地面人工填矿层进行强夯处理,以提高矿坑承载除不均匀沉降。

强夯后的地面填矿层0.0～5.m的地基承载力特征值大于15压缩模量大于6.0MPa,5.0～10.0m的地基承载力特征值大于100kPa,压缩4.5MPa,大于10.0m的矿坑承载力特征值大于80kPa,压缩模量大于3.5Pa根据矿区场地勘查报告,场地矿层主要是：

1层人工填土：分布大部分场地,为素填土,褐黄、褐红等色,主性土夹5%～25%的碎石、块石等硬杂质组成,系新近堆填,未经压实,密匀,结构松散,未完成自重固结,少部分地段有1.0～2.0m米左右的建筑活垃圾。矿区场地分布较普遍,层厚1.00～22.20米，如图1。

2层粘土：褐红色、褐黄色,系灰岩风化残积而成,可～硬塑状态,切口光滑,摇振无反应,干强度及韧性高,部分地段含10～20%的灰岩质角砾遍分布,层厚0.40～25.00米;

3层孤石：灰色,节理裂隙稍发育,呈闭合状或被方解石脉充填胶结芯较完整,柱状及少量块状；

4层粘土：褐红色,系灰岩风化残积而成,软塑状态,切口光滑反应,干强度及韧性高。矿区场地局部分布,层厚2.40～9.00米；

5层石炭系微风化灰岩：灰、灰白色,微晶质结构,中厚层状构造,节裂隙稍发育,多呈闭合状或多被方解石细脉填充胶结,局部岩芯上可见溶面、溶蚀晶孔或溶蚀小孔,岩质致密坚硬,岩芯较完整,以柱状为主,少量呈状,钻进较困难。岩石质量指标RQD为好的,介于75～85之间,为较硬岩完整,岩体基本质量等级为Ⅲ级，如图3所示。矿区场地内所有钻孔均遇见该层,揭露厚度6.70m,层厚不详；

6层岩溶充填物④-1：褐红、褐黄色,大部分为由软可塑状粘性土含25%的砂砾组成。主要分布于微风化灰岩的溶蚀沟槽、溶蚀裂隙中,层厚5.90m。

勘查期间,部分钻孔遇见地下水,根据其埋藏条件及含水层的性上层滞水及基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于人工填土及第四系土层中水及地表水补给,水位随季节性变化较大。第四系残积层的粘土为相对隔上层滞水及基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于人工填土及第四系土层中,受大气降水及地表水补给,水位随季节性变化较大。第四系残积层的粘土为相对隔水层。

基岩裂隙水(岩溶裂隙水)主要赋存于微风化灰岩④中,主要受矿层水文地质及大气降水补给,其水位、水量大小和径流、补给受裂隙的发育程度、连通性以及区域构造的影响,受岩溶裂隙控制,水量一般。钻孔测得上层滞水稳定水位埋深为5.50～23.00m,相当于标高187.45～212.84m。

2 地基处理方案

2.1 矿坑处理要求

矿坑处理后要求地基承载力标准值大于150kPa,压缩模量大于6.5MPa。

2.2 主要处理方案

采用普通强夯,夯锤直径2.0～2.2m,锤重120～20击,夯点间距4.0m×4.0m,夯击两遍;根据填矿层厚度,将区,采用不同夯击能进行强夯：

I区,夯击能3500kN·m,夯点间距4.0×4.0m,每点击数3～4；

Ⅱ区,夯击能3500kN·m,夯点间距3.5×3.5m,每点击数；

Ⅲ区,夯击能3500kN·m，夯点间距3.0×3.0m,每点击数。

满夯采用夯锤直径2.0～2.3m,锤重120～200kN

点4击,相互搭接1/4。满夯后的地表应加一遍机械碾压,以度要求。

正式施工前进行试夯,确定单点夯击能、夯击次数数。每区强夯试验面积不应小于20m×20m夯击数不小于8击并根据最后两击平均下沉量不大于100

3 主要施工步骤

（1）进行场地土方平整；

（2）场地放线,测量平整后的场地标高；

（3）施工隔震沟(排水沟)；

（4）矿区场地土石方施工,填方高度为设计高度加夯沉量；

（5）第一遍、第二遍强夯施工,两次间隔要求大于7天；

（6）进行满夯地基处理；

（7）整平分层碾压土方至设计要求标高；

（8）按有关设计及规范要求进行检测,如达不到设计要验收完工。

4 对填土石方的要求

（1）填方高度为设计要求标高加夯沉量

（2）回填土石方要求采用强风化砂(砾)岩石料土，遇水不会软化。

5 质量检测

（1）检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求的应进行补夯；

（2）对强夯前的试夯结果进行初步评估，修改并确定设计参数；

（3）强夯施工结束一周后对地基质量进行检测；

（4）质量检测以平板载荷试验为主，检验点的数量共9个,室内地坪6个，其它3个。

6 其它说明

（1）强夯设计主要技术经济指标：处理总面积为3110.30m；

（2）强夯范围控制：矿山工程筑物按平面尺寸外放2m；

（3）本次强夯设计仅针对场地地坪、道路，不能作为矿山建筑物基础持力层；建(构)筑物基础应根据其建筑物结构、荷载、矿坑情况建议考虑选取桩基；

（4）其它未尽事宜国家有关规范规程执行。