采空区建筑工程地基处理方法技术

本发明专利技术公开了一种采空区建筑工程地基处理方法，包括步骤：孔口定位、埋桩顶护筒、当钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土，当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔；钻孔验收合格后，在钢筋笼外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒，下钢筋笼后，浇筑混凝土至设计标高。本发明专利技术使用旋挖钻机成孔，速度快，工期短，效果显著，有效地保证了桩基质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑工程地基处理，具体而言，是涉及煤矿采空区地质条件下，一般工业与民用建筑工程地基处理方法。
技术介绍
灌注桩是建筑工程地基成桩的一种方式，是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。旋挖钻机由于性能优越、自动化程度高、环境污染小、逐渐成为钻孔灌注桩施工的首选设备。目前煤矿采空区不良地质情况较多，在此之上建造工程较多采用桩基础，而在桩基础施工时如果遇到采空区，可能发生成桩难的问题。如果在采空区内全部填充混凝土，混凝土的使用量非常大，而且会严重影响施工进度。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决采空区成桩困难且成本高、进度慢的问题，提供一种。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 一种，包括步骤: Cl)孔口定位； (2)埋桩顶护筒； (3)钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土，当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高Im时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔； (4)如果再次遇到采空区，重复步骤(3)，直至钻孔达到设计标高； (5)钻孔验收合格后，在钢筋笼外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒，下钢筋笼后，浇筑混凝土至设计标高。本专利技术使用旋挖钻机成孔，采用混凝土将采空区周边填充，填充后进行二次成孔，并用钢护筒穿越煤炭采空区，对采空区形成有效支护。本专利技术所述的方法速度快，工期短，效果显著，有效地保证了桩基质量。步骤(3)和(4)中，向采空区内浇筑混凝土时，应采用早强、微膨胀及塌落度小的C20混凝土。步骤(3)和(4)中，停止浇筑混凝土后，当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔，保证顺利成孔，又能保证混凝土在采空区形成有效支撑。本专利技术适用于煤炭采空区上建筑工程成桩施工，与现有人工挖孔灌注桩处理方法相比，本专利技术具有以下优点: I)解决了穿越煤炭采空区成桩难的问题，保证了桩基施工质量。2)减少了采空区大面积充填混凝土工作量，节省了人力和物力。3)提高了机械化作业程度，减轻了劳动强度，加快了施工速度。4)改善了现场工作条件，提高了工作效率，降低了安全风险。附图说明图1为本专利技术所述的采空区成孔施工示意图。图2为带钢护筒钢筋笼放置示意图。图3为本专利技术方法局部填充采空区需用混凝土量的计算简图。图中，1-混凝土，2-钢筋笼，3-钢护筒，4-第一层采空区，5-第二层采空区。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术要求保护的技术方案做具体说明。本专利技术所述的一种，包括步骤: (I)孔口定位，场地清理后，测量放线定桩位，根据桩位进行孔口定位。(2)埋桩顶护筒；埋设护筒时，先挖去术桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度为1.0-1.5m。桩顶护筒的作用是:固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。(3)钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土 1，当混凝土 I标高不再下降且高出采空区上部标高Im时，停止浇筑。采用旋挖钻机进行钻孔，根据钻机压力表显示情况，判断是否已进入采空区，当旋挖钻机挖至采空区底部后停止钻孔。向采空区内填充混凝土 I时，根据采空区高度与砼塌落度计算出填充区砼的用量，用较小塌落度的混凝土填充到采空区。本专利技术优选采用C20混凝土，混凝土中掺有早强、膨胀剂，其配方(重量比)是:水泥:砂子:石子:粉煤灰:外加剂=1:2.12:3.16:0.2:0.024，塌落度为120mm，28天抗压强度为20Mpa。外加剂采用复合型，具有早强、减水及微膨胀功能。当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔。当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高Im时，此时混凝土 I在采空区钻孔周边形成锥形堆，停止浇筑混凝土后，当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔，再次钻孔时要注意钻速，下钻、提钻时要缓慢。(4)如果再次遇到采空区，重复步骤(3)，直至钻孔达到设计标高。在一些比较复杂的条件下，在第一层采空区4下部可能还有第二层采空区5，钻孔到第二层采空区4底部时停止钻孔，向钻孔内浇筑混凝土，当混凝土标高不再下降且高出采空区上部标高Im时，停止浇筑，当混凝土强度达到设计强度的70%时，再用钻机在已浇筑混凝土的基础上继续向下钻孔。图1是采空区成孔施工示意图，图中依次是(I)第一次采空区的示意图——(2)第一层采空区填充混凝土一(3)第一层采空区填充后重新钻孔一(4)第二层采空区填充后成孔。(5)钻孔验收合格后，在钢筋笼2外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒3，下钢筋笼2后，浇筑混凝土至设计标高。钢护筒3厚6_，下钢筋笼2时要扶正、稳放，避免钢护筒移位，下钢筋笼2后，如图2所示，钢护筒3在采空区位置，钢护筒3高出采空区上下端面各2m ο下面以西山煤电(集团)有限责任公司官地矿生产调度中心危楼改造工程为例，对本专利技术要求保护的技术方案及技术效果做进一步说明。该工程建筑物长59.2m,宽15.Sm,如采用全部填充采空区的方法需填充长67.2m，宽23.8m，第一层采空区4高度平均3m，第二层采空区5高度4m。全部填充采空区需用C20 混凝土量:67.2X23.8X (3+4) =11195.52m3 ； 采用本专利技术方法局部填充采空区需用混凝土量:钻孔数X3.14XhlX (r2 + R2 +rR) X 1/3+3.14 X r2Xh2], 填充第一层采空区用混凝土量:42X3.14X3X (0.62+3.62+0.6 X 3.6)/3+(3.14X0.62Χ1)=2089.08 m3。 填充第二层采空区用混凝土量:42Χ3.14Χ4Χ(0.62+3.62+0.6 X 3.6)/3+(3.14X0.62Χ1)=2769.48 m3。采用本专利技术方法填充采空区用混凝土量共计2089.08 + 2769.48 = 4858.56 m3 C20商品混凝土单方价格为335.03元。采用本专利技术方法节约的费用:(11195.52m3 -4858.56 m3) X 335.03元/m3 =212.3万元。平均每根桩节约费用:212.3/42=5.05万元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采空区建筑工程地基处理方法，其特征在于包括步骤：（1）孔口定位；（2）埋桩顶护筒；（3）钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土（1），当混凝土（1）标高不再下降且高出采空区上部标高1m时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土（1）的基础上继续向下钻孔；（4）如果再次遇到采空区，重复步骤（3），直至钻孔达到设计标高；（5）钻孔验收合格后，在钢筋笼（2）外侧焊接对应于采空区位置的钢护筒（3），下钢筋笼（2）后，浇筑混凝土至设计标高。

【技术特征摘要】
1.一种采空区建筑工程地基处理方法，其特征在于包括步骤: (1)孔口定位； (2)埋桩顶护筒； (3)钻孔到采空区底部时停止钻孔，沿钻孔向采空区内浇筑混凝土(1)，当混凝土(I)标高不再下降且高出采空区上部标高Im时，停止浇筑，用钻机在已浇筑混凝土(I)的基础上继续向下钻孔； (4)如果再次遇到采空区，重复步骤(3)，直至钻孔达到设计标高； (5)钻孔验收合格后，在钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦永强，刘光强，成春兰，樊世兵，张志中，王东生，武建光，成晓勇，王学英，赵艳，张坤，常琳，杨燕虹，郝燕超，
申请(专利权)人：西山煤电建筑工程集团有限公司，
类型：发明
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