在采空區(qū)的地上建筑物存在的各種各樣問題,已經(jīng)引起了建筑界的工作人員的廣泛關注。以下主要是圍繞空區(qū)的地基、地表沉陷方面如何進行建筑物保護的問題,展開具體的闡述。由于礦區(qū)沒有充足的土地資源,造成了舊采空區(qū)上方修建的建筑物出現(xiàn)多種案例。出現(xiàn)案例事件的對象一般有:民用房、工業(yè)廠房、大型汽車,甚至還涉及到綜合型的橋梁、鐵路、高速路等。引起案件的原因一般都是,沒有進行老采空區(qū)的“活化”方面的處理,以及未采取科學及時的防護措施。比如剛建成的建筑物就會出現(xiàn)變形和剝落的情形,導致了建筑物的使用功能,其中的原因還有就是沒有投入相應的成本解決地基的問題和進行技術的更新,導致了財政的運轉不周全。
一、建筑房屋下面采空區(qū)存在的弊端
隨著我們國家社會市場經(jīng)濟的突飛猛進,在采空區(qū)地面的建筑成功案例也非常突出。只要是老采空區(qū)的地基和修建物采取了正確科學的防范措施。在進行采空區(qū)上方的工作過程中,不僅要考慮到附加建筑荷載在采空區(qū)的平衡和牢固方面發(fā)揮的制約作用,還需要立足于采空區(qū)原本的的牢固性和活化性方面來維護地面上的建筑,使其保持安全穩(wěn)定的發(fā)展。在我們國家中,絕大部分的建筑物在起地基的時候就及時采取有效防護措施,以維護建筑物的安全性和穩(wěn)定性,一般都是將填法、堆載預壓、強夯法等靈活地應用在地基的保護之中。
二、造成采空地區(qū)建筑物地基變形的原理
第一,采空地區(qū)的結構類型。
采空地區(qū)的彎沉帶采動地層具有完整性的層狀結構,它的巖石呈現(xiàn)規(guī)則的形狀,軟巖跟著硬巖移動。在裂隙中存在裂塊層狀結構,它的每個塊體之間是相合交疊和擠壓的。在一些具有規(guī)律的冒落帶之間會出現(xiàn)碎裂塊的結構,它的巖層具有規(guī)則與非規(guī)則的特征。散落體的結構一般都是出現(xiàn)在規(guī)則冒落帶之中,它的巖體的碎塊都是比較小的。
第二,采空區(qū)的“活化”機理。
采空區(qū)的“活化”機理如下:冒落帶巖體的結構之中出現(xiàn)的空隙和殘余碎脹的情形比較多,它的結構體現(xiàn)在碎裂與散落方面;在塊裂結構出現(xiàn)裂隙的機率比較高,巖體之間是相合重疊的,所以造成了鉸接砌體巖梁懸臂梁出現(xiàn)半拱的形狀;在采空區(qū)的中間部分是全部下沉的,由于各個方向壓應力發(fā)揮的作用比價高度的集中化,所以造成了冒落的斷裂巖的存在。同時因為破裂巖塊沒有具有可修復性,所以它存在的周期很長,在它的上部區(qū)域承受著巨大的負載, 出現(xiàn)了過度的密壓,保持了地表的穩(wěn)定性。
第三,采空區(qū)砌體巖體梁結構的穩(wěn)定性。
根據(jù)多年的施工經(jīng)驗,在開采的過程中,在保持了巖石的穩(wěn)定性之后,在采空區(qū)的邊緣可能還有些空洞缺欠冒落巖塊的充填。它附近的采空區(qū)會出現(xiàn)復合砌體梁結構。砌體梁的離層區(qū)的區(qū)別是顯而易見的。如下圖所示。
圖1:礦區(qū)的兩側殘余情形
經(jīng)過上圖的研究,可知只是部分采動的采空區(qū)存在的離層區(qū)和砌體梁的也是比較相似的。在外力與外因的共同作用下,出現(xiàn)了大量的裂隙與離層,導致了巖塊的結構失去和平衡性和穩(wěn)固性,形成了區(qū)域采空區(qū)覆巖“活化”的基本形式。
三、采空區(qū)問題治理的有效措施
我國跟國際上的采空區(qū)處治技術水平整體而言,還有待提高。在進行建筑物的下面伏采空區(qū)的治理中可以制定合理的施工方案,再進行高級的篩選。這些都需要綜合考慮采空區(qū)的大小位置、影響的因素、礦的采用方式、地基防護、經(jīng)濟成本、施工技術以及水文自然環(huán)境等方面的條件等。不同的采空區(qū)所采取的處理方案也是不盡相同的,之間也不存在比較。所以我們在選擇治理方案之前,要結合建筑工程的施工特征和進度、綜合考慮采空區(qū)地基和施工的資源,再選擇具有可行性的治理方法。在評價方面可以圍繞經(jīng)濟成本、施工技術方面進行客觀真實的評價,再根據(jù)建筑工程的施工標準,確定其中的施工進度。在進行建筑物的下伏采空區(qū)處治的時候,我們可以遵循以下的選擇程序。如下圖所示。
圖2:礦區(qū)的可行性處治方法
四、采空區(qū)問題治理需要遵循的原則
第一,在每個塌陷區(qū)中,需要到實地進行勘察工作,對當?shù)丨h(huán)境的牢固性和平衡性做出合理的分析和正確的判斷,并進行全面的監(jiān)督和控制。沒有達到工程施工標準的,可以加強原本的施工處理方案。
第二,在進行采空區(qū)的治理方案的制定之前,要全面掌握建筑工程的特征,還有要綜合考慮其中的地基資源和施工的技術條件,堅持因地制宜的施工原理。
第三,為了提高工程的質量,必須要從源頭上消除安全的隱患,這就需要提高采空區(qū)問題的處理能力,保證治理工程的后期階段治理的安全性,為工業(yè)廠房投產帶來巨大的經(jīng)濟效益。
第四,有效地遏制安全事故的發(fā)生,才能更好地進行機電設備的安全管理工作。施工中的機器要定期地進行檢測和維修,確保安全系統(tǒng)的有效性,規(guī)范現(xiàn)場施工機器的防護。在購買新設備的時候,要考慮到實施的場地安全問題。負責安全的人員在施工的過程中要按照要求定期對操作的機器檢查、并進行安全操作的指示。
五、沙溝亦煤礦采空區(qū)治理方法的分析思路
采空區(qū)問題的治理屬于一項綜合型的投資工程,它帶來了巨大的影響和經(jīng)濟效益。它的治理具有地域性的區(qū)別,因為地質問題會直接影響到治理方案的實現(xiàn)。采空區(qū)的治理方案是多種多樣的。我們需要從不同的渠道進行調查,獲取不同的資料?尚械闹卫矸桨,具備很強的解決問題能力。根據(jù)多年的施工積累的經(jīng)驗,全面分析采空區(qū)的內部環(huán)境和外部環(huán)境,制作出多項設想方案。
在沙溝亦煤礦采空區(qū)治理的過程中,可以遵循系統(tǒng)層次性和系統(tǒng)工程學原理,了解實際過程的各個環(huán)節(jié),靈活應用層次的分析法和模學的構造,不斷提高和優(yōu)化選采空區(qū)的治理方案評價體系。
經(jīng)過溝亦煤礦采空區(qū)的治理過程,全面控制其中地質、地基等方面的條件,從而采取多項防護措施,并對其中的穩(wěn)定性進行綜合的評價。我們可以總結出以下幾方面的特征:煤礦采空區(qū)的規(guī)模大,形狀分布比較隨機,呈現(xiàn)不規(guī)則的特征,井下的維護工作不到位。如今采空區(qū)較好地保持穩(wěn)定性,只是其中出現(xiàn)了頂板巖體與冒頂塌落的變形;主要由泥巖、黃土和侏羅系的砂組成地質層的部分。遇上大量的雨水或者是大型的工程活動,很容易造成采空地區(qū)的下沉;沙溝亦煤礦采空地區(qū)的研究,主要是因為煤柱壓迫底板、底鼓造成頂板坍塌、煤柱的破壞,從而造成了地面塌陷。
六、結語
煤礦建筑安全設計問題分析是一項多樣化復雜化的系統(tǒng)工作,涉及的范圍和行業(yè)非常廣泛。目前的煤礦建筑工程還是存在很大的安全隱患,防患于未然,安全事故不容忽視。綜上所述,了解造成采空地區(qū)建筑物地基變形的原理在采空區(qū)和沙溝亦煤礦采空區(qū)的治理中采取相應的治理方案。