基于強夯工程設計的巖土礦坑技術研究

高 鵬, 董霞

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

1 工程概況

礦山企業開發有限公司一期礦區場地強夯工程3111.20m2,本次設計主要對礦山企業礦區一期工程建筑物地坪、和消防措施進行地基處理。工程設計采用強夯加固法進行加固,將場地采用風(土)填至一定高度,對地面人工填礦層進行強夯處理,以提高礦坑承載除不均勻沉降。

強夯后的地面填礦層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根據礦區場地勘查報告,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、塊石等硬雜質組成,系新近堆填,未經壓實,密勻,結構松散,未完成自重固結,少部分地段有1.0～2.0m米左右的建筑活垃圾。礦區場地分布較普遍,層厚1.00～22.20米，如圖1。

2層粘土：褐紅色、褐黃色,系灰巖風化殘積而成,可～硬塑狀態,切口光滑,搖振無反應,干強度及韌性高,部分地段含10～20%的灰巖質角礫遍分布,層厚0.40～25.00米;

3層孤石：灰色,節理裂隙稍發育,呈閉合狀或被方解石脈充填膠結芯較完整,柱狀及少量塊狀；

4層粘土：褐紅色,系灰巖風化殘積而成,軟塑狀態,切口光滑反應,干強度及韌性高。礦區場地局部分布,層厚2.40～9.00米；

5層石炭系微風化灰巖：灰、灰白色,微晶質結構,中厚層狀構造,節裂隙稍發育,多呈閉合狀或多被方解石細脈填充膠結,局部巖芯上可見溶面、溶蝕晶孔或溶蝕小孔,巖質致密堅硬,巖芯較完整,以柱狀為主,少量呈狀,鉆進較困難。巖石質量指標RQD為好的,介于75～85之間,為較硬巖完整,巖體基本質量等級為Ⅲ級，如圖3所示。礦區場地內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。主要分布于微風化灰巖的溶蝕溝槽、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給,水位隨季節性變化較大。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給,水位隨季節性變化較大。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)主要賦存于微風化灰巖④中,主要受礦層水文地質及大氣降水補給,其水位、水量大小和徑流、補給受裂隙的發育程度、連通性以及區域構造的影響,受巖溶裂隙控制,水量一般。鉆孔測得上層滯水穩定水位埋深為5.50～23.00m,相當于標高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準值大于150kPa,壓縮模量大于6.5MPa。

2.2 主要處理方案

采用普通強夯,夯錘直徑2.0～2.2m,錘重120～20擊,夯點間距4.0m×4.0m,夯擊兩遍;根據填礦層厚度,將區,采用不同夯擊能進行強夯：

I區,夯擊能3500kN·m,夯點間距4.0×4.0m,每點擊數3～4；

Ⅱ區,夯擊能3500kN·m,夯點間距3.5×3.5m,每點擊數；

Ⅲ區,夯擊能3500kN·m，夯點間距3.0×3.0m,每點擊數。

滿夯采用夯錘直徑2.0～2.3m,錘重120～200kN

點4擊,相互搭接1/4。滿夯后的地表應加一遍機械碾壓,以度要求。

正式施工前進行試夯,確定單點夯擊能、夯擊次數數。每區強夯試驗面積不應小于20m×20m夯擊數不小于8擊并根據最后兩擊平均下沉量不大于100

3 主要施工步驟

（1）進行場地土方平整；

（2）場地放線,測量平整后的場地標高；

（3）施工隔震溝(排水溝)；

（4）礦區場地土石方施工,填方高度為設計高度加夯沉量；

（5）第一遍、第二遍強夯施工,兩次間隔要求大于7天；

（6）進行滿夯地基處理；

（7）整平分層碾壓土方至設計要求標高；

（8）按有關設計及規范要求進行檢測,如達不到設計要驗收完工。

4 對填土石方的要求

（1）填方高度為設計要求標高加夯沉量

（2）回填土石方要求采用強風化砂(礫)巖石料土，遇水不會軟化。

5 質量檢測

（1）檢查強夯施工過程中的各項測試數據和施工記錄，不符合設計要求的應進行補夯；

（2）對強夯前的試夯結果進行初步評估，修改并確定設計參數；

（3）強夯施工結束一周后對地基質量進行檢測；

（4）質量檢測以平板載荷試驗為主，檢驗點的數量共9個,室內地坪6個，其它3個。

6 其它說明

（1）強夯設計主要技術經濟指標：處理總面積為3110.30m；

（2）強夯范圍控制：礦山工程筑物按平面尺寸外放2m；

（3）本次強夯設計僅針對場地地坪、道路，不能作為礦山建筑物基礎持力層；建(構)筑物基礎應根據其建筑物結構、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規范規程執行。