(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;
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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
标签:荷载论文; 地基论文; 基础论文; 结构论文; 承载力论文; 井架论文; 方式论文; 《工程建设标准化》2015年12月供稿论文;