基于強(qiáng)夯工程設(shè)計的巖土礦坑技術(shù)研究

高 鵬, 董霞

（1.中國有色金屬長沙勘察設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000；2.湖南德力電力建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410000）

1 工程概況

礦山企業(yè)開發(fā)有限公司一期礦區(qū)場地強(qiáng)夯工程3111.20m2,本次設(shè)計主要對礦山企業(yè)礦區(qū)一期工程建筑物地坪、和消防措施進(jìn)行地基處理。工程設(shè)計采用強(qiáng)夯加固法進(jìn)行加固,將場地采用風(fēng)(土)填至一定高度,對地面人工填礦層進(jìn)行強(qiáng)夯處理,以提高礦坑承載除不均勻沉降。

強(qiáng)夯后的地面填礦層0.0～5.m的地基承載力特征值大于15壓縮模量大于6.0MPa,5.0～10.0m的地基承載力特征值大于100kPa,壓縮4.5MPa,大于10.0m的礦坑承載力特征值大于80kPa,壓縮模量大于3.5Pa根據(jù)礦區(qū)場地勘查報告,場地礦層主要是：

1層人工填土：分布大部分場地,為素填土,褐黃、褐紅等色,主性土夾5%～25%的碎石、塊石等硬雜質(zhì)組成,系新近堆填,未經(jīng)壓實(shí),密勻,結(jié)構(gòu)松散,未完成自重固結(jié),少部分地段有1.0～2.0m米左右的建筑活垃圾。礦區(qū)場地分布較普遍,層厚1.00～22.20米，如圖1。

2層粘土：褐紅色、褐黃色,系灰?guī)r風(fēng)化殘積而成,可～硬塑狀態(tài),切口光滑,搖振無反應(yīng),干強(qiáng)度及韌性高,部分地段含10～20%的灰?guī)r質(zhì)角礫遍分布,層厚0.40～25.00米;

3層孤石：灰色,節(jié)理裂隙稍發(fā)育,呈閉合狀或被方解石脈充填膠結(jié)芯較完整,柱狀及少量塊狀；

4層粘土：褐紅色,系灰?guī)r風(fēng)化殘積而成,軟塑狀態(tài),切口光滑反應(yīng),干強(qiáng)度及韌性高。礦區(qū)場地局部分布,層厚2.40～9.00米；

5層石炭系微風(fēng)化灰?guī)r：灰、灰白色,微晶質(zhì)結(jié)構(gòu),中厚層狀構(gòu)造,節(jié)裂隙稍發(fā)育,多呈閉合狀或多被方解石細(xì)脈填充膠結(jié),局部巖芯上可見溶面、溶蝕晶孔或溶蝕小孔,巖質(zhì)致密堅硬,巖芯較完整,以柱狀為主,少量呈狀,鉆進(jìn)較困難。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD為好的,介于75～85之間,為較硬巖完整,巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級，如圖3所示。礦區(qū)場地內(nèi)所有鉆孔均遇見該層,揭露厚度6.70m,層厚不詳；

6層巖溶充填物④-1：褐紅、褐黃色,大部分為由軟可塑狀粘性土含25%的砂礫組成。主要分布于微風(fēng)化灰?guī)r的溶蝕溝槽、溶蝕裂隙中,層厚5.90m。

勘查期間,部分鉆孔遇見地下水,根據(jù)其埋藏條件及含水層的性上層滯水及基巖裂隙水。上層滯水主要賦存于人工填土及第四系土層中水及地表水補(bǔ)給,水位隨季節(jié)性變化較大。第四系殘積層的粘土為相對隔上層滯水及基巖裂隙水。上層滯水主要賦存于人工填土及第四系土層中,受大氣降水及地表水補(bǔ)給,水位隨季節(jié)性變化較大。第四系殘積層的粘土為相對隔水層。

基巖裂隙水(巖溶裂隙水)主要賦存于微風(fēng)化灰?guī)r④中,主要受礦層水文地質(zhì)及大氣降水補(bǔ)給,其水位、水量大小和徑流、補(bǔ)給受裂隙的發(fā)育程度、連通性以及區(qū)域構(gòu)造的影響,受巖溶裂隙控制,水量一般。鉆孔測得上層滯水穩(wěn)定水位埋深為5.50～23.00m,相當(dāng)于標(biāo)高187.45～212.84m。

2 地基處理方案

2.1 礦坑處理要求

礦坑處理后要求地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值大于150kPa,壓縮模量大于6.5MPa。

2.2 主要處理方案

采用普通強(qiáng)夯,夯錘直徑2.0～2.2m,錘重120～20擊,夯點(diǎn)間距4.0m×4.0m,夯擊兩遍;根據(jù)填礦層厚度,將區(qū),采用不同夯擊能進(jìn)行強(qiáng)夯：

I區(qū),夯擊能3500kN·m,夯點(diǎn)間距4.0×4.0m,每點(diǎn)擊數(shù)3～4；

Ⅱ區(qū),夯擊能3500kN·m,夯點(diǎn)間距3.5×3.5m,每點(diǎn)擊數(shù)；

Ⅲ區(qū),夯擊能3500kN·m，夯點(diǎn)間距3.0×3.0m,每點(diǎn)擊數(shù)。

滿夯采用夯錘直徑2.0～2.3m,錘重120～200kN

點(diǎn)4擊,相互搭接1/4。滿夯后的地表應(yīng)加一遍機(jī)械碾壓,以度要求。

正式施工前進(jìn)行試夯,確定單點(diǎn)夯擊能、夯擊次數(shù)數(shù)。每區(qū)強(qiáng)夯試驗(yàn)面積不應(yīng)小于20m×20m夯擊數(shù)不小于8擊并根據(jù)最后兩擊平均下沉量不大于100

3 主要施工步驟

（1）進(jìn)行場地土方平整；

（2）場地放線,測量平整后的場地標(biāo)高；

（3）施工隔震溝(排水溝)；

（4）礦區(qū)場地土石方施工,填方高度為設(shè)計高度加夯沉量；

（5）第一遍、第二遍強(qiáng)夯施工,兩次間隔要求大于7天；

（6）進(jìn)行滿夯地基處理；

（7）整平分層碾壓土方至設(shè)計要求標(biāo)高；

（8）按有關(guān)設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行檢測,如達(dá)不到設(shè)計要驗(yàn)收完工。

4 對填土石方的要求

（1）填方高度為設(shè)計要求標(biāo)高加夯沉量

（2）回填土石方要求采用強(qiáng)風(fēng)化砂(礫)巖石料土，遇水不會軟化。

5 質(zhì)量檢測

（1）檢查強(qiáng)夯施工過程中的各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計要求的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)夯；

（2）對強(qiáng)夯前的試夯結(jié)果進(jìn)行初步評估，修改并確定設(shè)計參數(shù)；

（3）強(qiáng)夯施工結(jié)束一周后對地基質(zhì)量進(jìn)行檢測；

（4）質(zhì)量檢測以平板載荷試驗(yàn)為主，檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量共9個,室內(nèi)地坪6個，其它3個。

6 其它說明

（1）強(qiáng)夯設(shè)計主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：處理總面積為3110.30m；

（2）強(qiáng)夯范圍控制：礦山工程筑物按平面尺寸外放2m；

（3）本次強(qiáng)夯設(shè)計僅針對場地地坪、道路，不能作為礦山建筑物基礎(chǔ)持力層；建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)其建筑物結(jié)構(gòu)、荷載、礦坑情況建議考慮選取樁基；

（4）其它未盡事宜國家有關(guān)規(guī)范規(guī)程執(zhí)行。