煤矿改扩建场地深厚回填土基于结构形式与荷载水平的地基处理方式论文_胡德利

(淮南矿业集团张集煤矿,安徽,淮南,232171)

【摘 要】煤矿风井改扩建地面工程,包括很多单体建筑,因为设施使用功能不同,结构形式与荷载水平相差较大。工程场区地基存在6.0m后的新填土,面对不同的建构筑物,需要采取不同的地基处理方式。

【关键词】回填土;地基处理

煤矿风井改扩建地面工程,主要由风井井架、提升机车房、通风机房、生产及消防水系统、机修辅助用房、办公楼等组成。场地原自然地面标高18.5m,根据设计需要回填至24.500m,回填厚度平均6.0m。为便于现场安全管理,必须先砌筑毛石挡土墙后回填素土,砌筑围墙,然后才开始其他配套设施建设。场地内素回填土仅采用推土机履带自然碾压,没有进行专门处理。

对于上述地面工程,地基基础设计均要面临6.0m厚度回填土的处理问题。经过建设单位与设计单位精心研究设计,对于深厚回填土,不同结构形式与荷载水平采取不同的地基处理方式,对于面状均布荷载,采取复合地基,对于荷载较大的复杂结构等集中荷载,采取桩基础,并根据实际情况采取不同的工艺。

一、工程地质条件

风井场地地处江淮平原地带,地貌单元属于淮河冲洪积平原,地基土主要为冲洪积成因地层。原始地面标高平均18.5m左右,建设前新回填至标高24.5m,回填土厚度约6.0m左右。勘察揭露深度15.0m范围内土层主要物理力学性质如下表:

二、煤矿风井改扩建设计施工管理特点

风井改扩建工程,建设周期一般为2-3年,关键线路时间为风井开拓,其他配套设施及用房在这期间陆续完成。配套设施及用房的施工图设计也是在基本总平面条件下陆续完成,期间可能由于局部工艺和设施的变化,土建工程的设计与施工也要跟着变化,尽管每个配套单体体量不大,也不可能对所有配套设施进行统一设计与统一施工,相应的地基基础也无法统一设计与施工,也是陆续设计、招投标与实施,这样就可以根据不同的建构筑物、不同结构与荷载形式,采取不同的地基基础形式。

三、不同建构筑物采取的地基处理方式

(1)风井井架基础

风井井架为钢结构,结构较高,为防止倾覆与有效承载,基础为深埋式块状独立基础,基础埋深约6.5m,已经穿透回填土,以(2-1)层粉质粘土为持力层,根据设计要求承载力特征值至少180KPa以上,所以仅对原自然土层进行加固处理,采取水泥搅拌桩方式处理,直径Ф500,梅花形布置桩间距0.9m,水泥掺入量为15%。

(2)生产及消防水系统

水系统综合面积1500m2,主要由水池及附属用房组成,设计要求地基承载力120KPa以上。考虑水池面状荷载特点,主要解决浅部回填土的均匀性与承载力,同时考虑保护围墙,采用柱锤冲扩挤密桩处理,柱锤冲击能1000KN-m,冲扩直径600mm以上,梅花布置间距1.2m,孔内填充三合土,最后轻型夯击能1000KN平夯压顶处理。经动力触探检测挤密效果良好,实际承载力较高。

(3)通风机房

通风机房特点是大断面钢筋混凝土通风管道埋于地下,通风设备占地面积大,设备基础较重,机房维修行吊标高较高,整个结构体系复杂,基础埋深不一,荷载不均衡。采取钻孔灌注桩,泥浆护壁工艺,桩直径600mm,根据荷载以及结构基础形式,采取长桩与短桩相结合的方式,有效长度18.0-25.0m之间,单桩承载力特征值700-1000KN。

(4)办公楼

办公楼三层,局部四层,框架结构,结构布置规整,荷载通过梁板与框架柱集中到基础,采取钻孔灌注桩基础,桩直径600mm,摩擦桩,尽量提高单桩承载力,有效长度35.0m,单桩承载力要求1200KN。考虑到深部地层(5-2)以下地层为Q3老黄土,泥水循环钻进效率较低,而且泥浆排放困难较大,采取干旋挖成孔工艺。

(5)提升机房

提升机房特点是设备基础均匀,检修行吊布置均衡,结构相对规整,但地基承载力要求210KPa以上,基础普遍埋深在3.0m以下,局部靠近井架基础。该结构具备面状均布荷载特点,兼有集中荷载条件,采用CFG桩复合地基,桩直径500mm,间距1.6m,采用长螺旋成孔压灌混凝土工艺,并吸收基础变刚度调平理念,基础下面的素混凝土桩间距适当加密,基础之间空荡部分桩间距适当变疏。

四、结论与建议

(1)经过工后检测监测,各种地基处理方式均能满足设计要求,且工后沉降稳定;

(2)根据建构筑物不同结构形式与荷载水平,采取不同的地基处理方式与施工工艺,因地制宜,综合效益较高;

参考文献:

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[6]建筑地基处理技术规范JGJ79-2012,[M]. 中国建筑工业出版社. 2012

论文作者:胡德利

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿

论文发表时间:2016/4/18

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