采空區(qū)地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、工程概況 xx集團(tuán)擬在xx煤礦工業(yè)廣場(chǎng)區(qū)域新建一座50萬(wàn)噸/年的甲醇廠，擬建廠址利用xx煤礦的工業(yè)廣場(chǎng)留設(shè)煤柱沒(méi)有開(kāi)采的有利條件，盡可能把新建甲醇廠的重要建（構(gòu)）筑物布置在工業(yè)廣場(chǎng)留設(shè)的煤柱之上（xx煤礦工業(yè)廣場(chǎng)建筑物平面圖見(jiàn)圖1-1所示），其他建（構(gòu)）筑物布置在工業(yè)廣場(chǎng)周圍的采空區(qū)之上。擬建廠址東西長(zhǎng)約1200m，南北寬約760m，占地面積900余畝；西為鄒唐公路，北與西側(cè)為xx煤礦鐵路專用線。交通十分便利，基礎(chǔ)設(shè)施齊全，地形較為平坦開(kāi)闊。 擬建工程建（構(gòu)）筑物總平面布置見(jiàn)圖1-2所示。主要建、構(gòu)筑物名稱及要素見(jiàn)表1-1所示。大型重要設(shè)備尺寸見(jiàn)表1-2。荷重最大

2、的設(shè)備為甲醇合成塔、甲醇洗滌塔、氣化爐、澄清槽等。建構(gòu)筑物最高的為煤筒倉(cāng)（高度43.5m）和氣化框架（高度39m）。大部分設(shè)備基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。精密設(shè)備、超長(zhǎng)軸設(shè)備如大型壓縮機(jī)、泵，基本都是聯(lián)合平臺(tái)，聯(lián)合基礎(chǔ)，不允許局部沉降。大部分設(shè)備對(duì)下沉都比較敏感，特別是大型壓縮機(jī)有軸位移和軸震動(dòng)非常精密的檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，位移和振幅一般要求小于0.5mm。表1-2 大型重要設(shè)備尺寸序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量設(shè)備外形尺寸長(zhǎng)×寬×高（mm）重量（單臺(tái)）（噸）備注1煤漿給料泵35500×4600×3000262循環(huán)氣壓縮機(jī)15400×3400×360

3、019.53煤漿磨機(jī)212500×3600×4000254汽化爐32900×14000280×45碳洗滌塔32400×1800073.56甲醇洗滌塔13100×52000320操作重量7H2S洗滌塔13200×48000858熱再生塔13200×26000509甲醇合成塔24094 H=11859375操作重量10預(yù)精餾塔2800×3800011加壓精餾塔12200×4700012常壓精餾塔13200×5300013空壓機(jī)124000×1200015014冷箱4200

4、5;72000上塔：120下塔：24015澄清槽19000×56001645注：以上這些設(shè)備的基礎(chǔ)全部打樁，全部為鋼筋混凝土基礎(chǔ)。專心-專注-專業(yè)表1-1 主要建、構(gòu)筑物一覽表序號(hào)建、構(gòu) 筑 物名 稱平面尺寸WxL(m)建筑面積(m2)占地面積(m2)層數(shù)建筑高度（m）結(jié)構(gòu)形式備 注1空壓機(jī)廠房24×96460810000218鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備2磨煤廠房34×2416321700222鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備3氣化框架34×10.524993600739鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備4灰水處理設(shè)備框架12×188643

5、200422鋼框架占地面積含室外設(shè)備5過(guò)濾機(jī)廠房18×12432216212鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備6變換3200占地面積含室外設(shè)備7熱回收12×24864288310.8鋼框架占地面積含室外設(shè)備8脫硫脫碳設(shè)備框架3982012、310鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備9硫回收設(shè)備框架10×1026010038鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備10硫回收切片機(jī)30×201200600212鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備11甲醇合成廠房54×19.45210061050.3218鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備12甲醇合成設(shè)備框架12161

6、21.6鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備13甲醇精餾泵房9×37.53375337.515鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備14甲醇精餾設(shè)備框架9×37.53375337.51鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備15冷凍站18×3211521600218鋼筋混凝土排架占地面積含室外設(shè)備16產(chǎn)品罐區(qū)150×6090009000鋼筋混凝土占地面積含室外設(shè)備17產(chǎn)品罐區(qū)泵房、操作間6×3219219215磚混占地面積含室外設(shè)備18火車灌裝站臺(tái)2.5×筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備19汽車灌裝站臺(tái)4.5x16.5148.57

7、4.2525鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備20控制室15×321440480314磚混占地面積含室外設(shè)備21鍋爐房112×4850005376335鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備22150米煙囪(3.米） 鋼筋混凝土占地面積含室外設(shè)備23脫鹽水站64×501212320019.5鋼筋混凝土框架占地面積含室外設(shè)備24煤運(yùn)系統(tǒng)：（1）卸煤間9×3667035028.3鋼筋混凝土框架煤筒倉(cāng)15×7835101170443.5鋼筋混凝土框架破碎樓10×10300100315鋼筋混凝土框架轉(zhuǎn)運(yùn)站6×9108542鋼筋混凝土框架6.

8、5×9.51246228鋼筋混凝土框架6×67236230鋼筋混凝土框架輸煤棧橋4.8×703363361鋼筋混凝土框架4.8×121.55845841鋼筋混凝土框架4.8×56.5271.2271.21鋼筋混凝土框架4.8×120965761鋼筋混凝土框架25加壓站：加壓泵房20×816016016磚混半地下式26循環(huán)水池8000m3221x20.3x2.64500鋼筋混凝土27給水站3800 m342x2084016鋼筋混凝土28泡沫泵房8×1612812815磚混29噴淋循環(huán)水：水池5500 m320

9、5;16320鋼筋混凝土30(1)污水站初期雨水池600m315x10150鋼筋混凝土(2)污水處理站處理池3000m333x2066016鋼筋混凝土31氣化變電所9x36324在總變14.5鋼筋混凝土框架32甲醇變電所8x1612812814.5鋼筋混凝土框架33鍋爐變電所鍋爐房?jī)?nèi)14.2鋼筋混凝土框架34循環(huán)水變電所9x3027027014.5鋼筋混凝土框架35總變電所12x50120060029鋼筋混凝土框架36機(jī)修車間30x1545045017.5鋼筋混凝土框架37電儀修樓24x402880960310.4磚混38綜合倉(cāng)庫(kù)15×482160720318鋼筋混凝土框架39硫磺及

10、化學(xué)品庫(kù)9×1816216216鋼筋混凝土排架40廠綜合辦公樓15×322400480512磚混合計(jì)50851.959301.35二、地質(zhì)采礦條件 xx煤礦是xx礦區(qū)開(kāi)發(fā)最早的礦井，位于xx市南x(chóng)x鎮(zhèn)和xx鎮(zhèn)境內(nèi)，井口北距xx市約11km。xx煤礦于1960年開(kāi)始建設(shè)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬(wàn)t/年，1978年改擴(kuò)建至45萬(wàn)t/年，1990年后礦井進(jìn)入衰老期，1991年底注銷礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，之后回收部分煤柱，至2002年回收完畢，然后閉坑。 1、地層x州煤田位于魯西隆起區(qū)西南緣的x州向斜內(nèi)，屬石炭二迭系含煤地層。井田內(nèi)地層自上而下分述如下： 第四系，厚15.9258.50m，

11、由棕黃色砂質(zhì)粘土及粘土質(zhì)砂礫組成，含3層含水砂或砂礫層。 上侏羅系，厚0266.59m，以紫紅色厚層狀中、細(xì)砂巖為主，泥質(zhì)膠結(jié)，夾薄層礫巖、砂礫巖和泥巖。下部含綠灰?guī)r、粉砂巖互層。底部為一層不穩(wěn)定的礫巖。石炭系太原群，井田內(nèi)沉積厚度一般為151.48m，由薄層深灰色粉砂巖、泥巖和灰綠灰色砂巖組成，中夾灰?guī)r8層、薄煤層15層，是本區(qū)主要含煤層段，可采煤層為第16上、17、18上層煤。16上煤層厚0.99m，17煤層厚1.01m，16上和17煤層為主采煤層，全區(qū)可采，18上層煤為局部可采煤層。石炭系本溪群，一般厚49.67m，本組為淺海及過(guò)渡相沉積。奧陶系中、下統(tǒng)，厚450750m。圖2-1為唐1

12、鉆孔柱狀圖，該鉆孔位于擬建區(qū)域內(nèi)，第四系厚18m，其下有細(xì)砂巖、粘土巖、細(xì)、粗、粉砂巖及石灰?guī)r等組成，煤16下層深139.58m，煤17層深144.39m，整個(gè)煤層上覆巖層巖性屬中硬型。位于擬建區(qū)域南部的唐2鉆孔（圖2-2），第四系厚20.3m，煤16上深109.64m，煤17深125.54m。 2、構(gòu)造xx井田位于x州向斜的南翼淺部東端，地層走向近東西、向北傾斜的單斜構(gòu)造，傾角3°9°，平均6°。在嶧山斷層和一號(hào)井東斷層之間地塹區(qū)以及一號(hào)井東斷層西側(cè)，局部?jī)A角達(dá)20°。井田西部為淺狀起伏和寬緩褶曲，地層產(chǎn)狀平緩。在東部嶧山支二斷層和一號(hào)井東斷層之間地塹

13、區(qū)及一號(hào)井東斷層西側(cè)400800m范圍內(nèi)屬褶曲發(fā)育區(qū)。本井田內(nèi)斷層分二組：一是北東東向的逆斷層組；二是近南北的正斷層組。逆斷層組主要分布發(fā)育在南部和西部邊緣，位于擬建區(qū)域南側(cè)的xx斷層是該區(qū)域唯一大斷層，為逆斷層，走向北60°75°東，傾向NW，傾角30°45°，落差3050m，延展長(zhǎng)度達(dá)4000m。擬建區(qū)域除xx斷層外沒(méi)其它大型構(gòu)造，條件簡(jiǎn)單。3、開(kāi)采情況本區(qū)域僅開(kāi)采了16上煤層和17煤層，16上煤層平均厚0.99m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；17煤層平均厚1.01m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；16上煤層距17煤層13.25m。圖2-3、2-4分別為擬建區(qū)域16上、17煤層開(kāi)采情況平

14、面圖，大部分為19681973年左右開(kāi)采的，附近區(qū)域最早也有1959年開(kāi)采的，最晚也有1990年開(kāi)采的。采用走向長(zhǎng)壁開(kāi)采方式，全陷法管理頂板。擬建區(qū)域范圍內(nèi)最小采深105m（位于場(chǎng)地南部），最大采深160m（位于場(chǎng)地北部）。三、采動(dòng)影響與建（構(gòu)）筑物破壞關(guān)系圖3-1 地表移動(dòng)盆地示意圖 1、地表移動(dòng)與變形 煤層開(kāi)采后，采空區(qū)上覆巖層產(chǎn)生垮落帶、斷裂帶、彎曲帶，在地表形成一個(gè)比采空區(qū)范圍大得多的下沉盆地，如圖3-1所示。描述地表移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形的指標(biāo)是下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)和水平變形等。下沉盆地內(nèi)任一點(diǎn)的地表移動(dòng)過(guò)程可分為三個(gè)階段：初始期、活躍期和衰退期。一般規(guī)定衰退期從活躍期結(jié)束時(shí)開(kāi)始

15、，到六個(gè)月內(nèi)下沉值不超過(guò)30mm為止。在按照規(guī)程規(guī)定的“移動(dòng)穩(wěn)定”后，實(shí)際上地表還有少量殘余下沉量，這個(gè)殘余下沉量將持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，與開(kāi)采深度、覆巖性質(zhì)、頂板管理方法等有關(guān)。在老采空區(qū)上方新建建（構(gòu)）筑物時(shí)，應(yīng)根據(jù)開(kāi)采結(jié)束時(shí)間，估計(jì)殘余下沉的影響。 2、地表移動(dòng)與變形對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和變形，對(duì)座落在影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物將產(chǎn)生影響，這種影響一般是由地表通過(guò)建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)傳到建（構(gòu)）筑物上部結(jié)構(gòu)的。在不同的地表變形及大小作用下，對(duì)建（構(gòu)）筑物將產(chǎn)生不同的影響效果。 （1）地表下沉和水平移動(dòng)對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響 地表大面積、平緩、均勻的下沉和水平移動(dòng)，一般對(duì)建

16、（構(gòu)）筑物影響很小，不致引起建（構(gòu)）筑物破壞，故不作為衡量建（構(gòu)）筑物破壞的指標(biāo)。如建（構(gòu)）筑物位于盆地的平底部分，最終將呈現(xiàn)出整體移動(dòng)，建（構(gòu)）筑物各部件不產(chǎn)生附加應(yīng)力，仍可保持原來(lái)的形態(tài)。但當(dāng)下沉值很大時(shí)，有時(shí)也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，特別是在地下水位很高的情況下，地表沉陷后盆地積水，使建（構(gòu)）筑物淹沒(méi)在水中，即使其不受損害也無(wú)法使用。非均勻的下沉和水平移動(dòng)，對(duì)工農(nóng)業(yè)和交通線路等有不利影響。 (2)地表傾斜對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響 移動(dòng)盆地內(nèi)非均勻下沉引起的地表傾斜，會(huì)使位于其范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物歪斜，特別是對(duì)底面積很小而高度很大的建（構(gòu)）筑物，如水塔、煙囪、高壓線鐵塔等，影響較嚴(yán)重。 傾斜會(huì)使公路

17、、鐵路、管道、地面上下水系統(tǒng)等的坡度遭到破壞，從而影響它們的正常工作狀態(tài)。傾斜變形還使設(shè)備偏斜，磨損加大或不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 (3)地表曲率變形對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響 曲率變形表示地表傾斜的變化程度。建（構(gòu)）筑物位于正曲率(地表上凸)和負(fù)曲率(地表下凹)的不同部位，其受力狀態(tài)和破壞特征也不相同。前者是建（構(gòu)）筑物中間受力大，兩端受力小，甚至處于懸空狀態(tài)，產(chǎn)生破壞時(shí)，其裂縫形狀為倒八字，后者是中間部位受力小，兩端處于支撐狀態(tài)，其破壞特征為正八字形裂縫。 曲率變形引起的建（構(gòu)）筑物上附加應(yīng)力的大小，與地表曲率半徑、土壤物理力學(xué)性質(zhì)和建（構(gòu)）筑物特征有關(guān)。一般是隨曲率半徑的增大，作用在建（構(gòu)）筑物上的附加

18、應(yīng)力減??；隨建（構(gòu)）筑物長(zhǎng)度的增大、底面積增大，建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生的破壞也加大。 (4)地表水平變形對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響 地表水平變形是引起建（構(gòu)）筑物破壞的重要因素。特別是磚木結(jié)構(gòu)的建（構(gòu)）筑物，抗拉伸變形的能力很小，所以它在受到拉伸變形后，往往是先在建（構(gòu)）筑物的薄弱部位(如門窗上方)出現(xiàn)裂縫，有時(shí)地表尚未出現(xiàn)明顯裂縫，而在建（構(gòu)）筑物墻上卻出現(xiàn)了裂縫，破壞嚴(yán)重時(shí)可能使建（構(gòu)）筑物倒塌。拉伸變形能把管道和電纜拉斷，使鋼軌軌縫加大。壓縮變形則能使建（構(gòu)）筑物墻壁擠碎、地板鼓起，出現(xiàn)剪切或擠壓裂縫，使門窗變形、開(kāi)關(guān)不靈等。 水平變形對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響程度與地表變形值的大小，建（構(gòu)）筑物的長(zhǎng)度、

19、平面形狀、結(jié)構(gòu)、建筑材料、建造質(zhì)量、建筑基礎(chǔ)特點(diǎn)，建（構(gòu)）筑物和采空區(qū)的相對(duì)位置等因素有關(guān)。其中地表變形值的大小及其分布，又受開(kāi)采深度、開(kāi)采厚度、開(kāi)采方法、頂板管理方法、采動(dòng)程度、巖性、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響。 地表水平變形對(duì)甲醇廠的設(shè)備影響很大。由于獨(dú)立設(shè)備基礎(chǔ)面積較小，剛度較大，水平變形對(duì)其影響不大，但對(duì)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上相互獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)備危害很大，水平變形能使其兩個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)之間的距離拉長(zhǎng)或縮短，從而使設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甲醇廠的大多數(shù)建（構(gòu)）筑物都是由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立基礎(chǔ)支撐的，因此，水平變形對(duì)甲醇廠設(shè)備影響很大。 3、建（構(gòu)）筑物破壞與地表變形的關(guān)系 地表變形使建（構(gòu)）筑物

20、的基礎(chǔ)及其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，從而使建（構(gòu)）筑物遭受到某種程度的損害。建（構(gòu)）筑物受開(kāi)采影響的損害程度取決于地表變形值的大小和建（構(gòu)）筑物本身抵抗采動(dòng)變形的能力。對(duì)于長(zhǎng)度或變形縫區(qū)段內(nèi)長(zhǎng)度小于20m的磚混結(jié)構(gòu)建（構(gòu)）筑物，其損壞等級(jí)劃分見(jiàn)表3-1。其它結(jié)構(gòu)類型的建（構(gòu)）筑物參照表3-1的規(guī)定執(zhí)行。表3-1 磚混結(jié)構(gòu)建筑物損壞等級(jí)損壞等級(jí)建筑物損壞程度地表變形值損壞分類處理方式水平變形(mm/m)曲率k(10-3/m)傾斜(mm/m)自然間磚墻上出現(xiàn)寬度12mm的裂縫2.00.23.0極輕微損壞不修自然間磚墻上出現(xiàn)寬度小于4mm的裂縫；多條裂縫總寬度小于10mm輕微損壞簡(jiǎn)單維修自然間磚墻上出現(xiàn)寬度

21、小于15mm的裂縫；多條裂縫總寬度小于30mm，鋼筋混凝土梁、柱上裂縫長(zhǎng)度小于1/3截面高度；梁端抽出小于20mm；磚柱上出現(xiàn)水平裂縫，縫長(zhǎng)大于1/2截面邊長(zhǎng)；門窗略有歪斜4.00.46.0輕度損壞小修自然間磚墻上出現(xiàn)寬度小于30mm的裂縫；多條裂縫總寬度小于50mm，鋼筋混凝土梁、柱上裂縫長(zhǎng)度小于1/2截面高度；梁端抽出小于50mm；磚柱上出現(xiàn)小于5mm的水平錯(cuò)動(dòng)；門窗嚴(yán)重變形6.00.610.0中度損壞中修圖3-2 建(構(gòu))筑物長(zhǎng)度與地表變形的關(guān)系自然間磚墻上出現(xiàn)寬度大于30mm的裂縫；多條裂縫總寬度大于50mm；梁端抽出小于60mm；磚柱出現(xiàn)小于25mm的水平錯(cuò)動(dòng)6.00.610.0嚴(yán)重

22、損壞大修自然間磚墻上出現(xiàn)嚴(yán)重交叉裂縫、上下貫通裂縫，以及嚴(yán)重外鼓、歪斜；鋼筋混凝土梁、柱裂縫沿截面貫通；梁端抽出大于60mm；磚柱出現(xiàn)大于25mm的水平錯(cuò)動(dòng)；有倒塌危險(xiǎn)極度嚴(yán)重?fù)p壞拆建 建（構(gòu)）筑物的損害程度與其長(zhǎng)度有很大的關(guān)系，見(jiàn)圖3-2所示，相同地表變形值作用下，當(dāng)建（構(gòu)）筑物長(zhǎng)度增大后，其損害程度是相應(yīng)增大的。 4、斷層對(duì)地表移動(dòng)與變形的影響 斷層對(duì)地表移動(dòng)與變形產(chǎn)生影響的原因在于斷層帶處巖層的力學(xué)強(qiáng)度大大地低于周圍巖層的力學(xué)強(qiáng)度。由于應(yīng)力的集中作用，故使該處成為巖層變形集中的有利位置，地下煤層開(kāi)采后，在上覆巖層發(fā)生移動(dòng)與變形的同時(shí)，巖層還沿著斷層面發(fā)生滑動(dòng)，于是在斷層露頭處的地表就出現(xiàn)

23、臺(tái)階狀的破壞。同時(shí)，由于斷層的變形集中作用，也使盆地內(nèi)移動(dòng)與變形的正常分布發(fā)生改變。在斷層露頭處的地表變形加劇，大大地超過(guò)了正常值。位于斷層露頭兩側(cè)附近的地表變形變得緩和，小于正常值。為此，在建筑物平面布置時(shí)，重要建筑物應(yīng)盡量避開(kāi)斷層露頭帶。擬建區(qū)域南側(cè)存在王爐斷層，走向北60°75°東，傾向NW，傾角30°45°，斷層露頭距離擬建區(qū)域較遠(yuǎn)，因此對(duì)新建甲醇廠影響不大。四、地表殘余沉陷變形計(jì)算 擬建甲醇廠的重要建（構(gòu)）筑物布置在xx煤礦工業(yè)廣場(chǎng)留設(shè)煤柱之上，其他建（構(gòu)）筑物布置在工業(yè)廣場(chǎng)周圍的采空區(qū)之上。該區(qū)域地下老采空區(qū)開(kāi)采時(shí)間為19681973年，開(kāi)采

24、煤層有16和17層2層煤，采深110160米，總采厚2米左右。根據(jù)開(kāi)采沉陷規(guī)律，煤層開(kāi)采后在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)地表仍會(huì)有少量殘余沉陷變形發(fā)生；此外，由于采空區(qū)殘留煤柱較多，今后在外在因素（如地震、采空區(qū)水位變化等）的影響下有可能致使這些煤柱失穩(wěn)破壞，造成地表再次發(fā)生不均勻沉降，而這些殘余沉陷變形雖小但且會(huì)對(duì)新建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不利影響，所以，必須對(duì)地表殘余沉陷變形進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算采用我國(guó)常用的概率積分法，根據(jù)采空區(qū)回采情況，考慮覆巖巖性，參照有關(guān)礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)，選取計(jì)算參數(shù)如下： 下沉系數(shù)：q0.05 水平移動(dòng)系數(shù):b0.3 主要影響角正切：tg2.0 開(kāi)采影響傳播系數(shù)：k0.65 拐點(diǎn)偏移系數(shù)：s/H0.

25、05 利用計(jì)算機(jī)對(duì)今后擬建區(qū)域老采空區(qū)地表可能產(chǎn)生的殘余沉陷變形進(jìn)行了計(jì)算。圖4-1圖4-5分別為擬建區(qū)域老采空區(qū)地表殘余下沉、傾斜變形（東西方向和南北方向）、水平變形（東西方向和南北方向）等值線圖。從等值線圖上可以看出，老采空區(qū)的殘余沉陷變形會(huì)影響大多數(shù)新建建（構(gòu)）筑物，沉陷變形值雖不大，但卻會(huì)對(duì)新廠區(qū)域內(nèi)對(duì)沉陷非常敏感的建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不利影響。五、采空區(qū)殘余沉陷影響評(píng)價(jià) 從等值線圖4-1圖4-5可以看出，新建甲醇廠區(qū)域內(nèi)地表最大下沉值100mm，東西方向地表最大傾斜變形值為1.4mm/m，南北方向地表最大傾斜變形值為1.6mm/m，東西方向地表最大水平變形值為0.8mm/m，南北方向地表

26、最大水平變形值為1.2mm/m。 處于工業(yè)廣場(chǎng)煤柱之上的空分，脫硫、脫碳及甲醇，總變電所和熱電等基本上不受老采空區(qū)的殘余沉陷影響，這些位置建（構(gòu)）筑物可以按正常情況設(shè)計(jì)。 灰水處理、變換處的地表殘余下沉值為095mm，最大傾斜變形值1.4mm/m，最大水平變形值0.7mm/m。殘余沉陷變形可能會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，會(huì)使其產(chǎn)生輕微損壞。 氣化處的地表殘余下沉值為065mm，最大傾斜變形值1.1mm/m，最大水平變形值0.8mm/m。殘余沉陷變形可能會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，會(huì)使其產(chǎn)生輕微損壞。 洗煤，破碎、磨漿，污水處理，甲醇裝車站臺(tái)等處區(qū)域的地表殘余下沉值為0100mm，最大傾斜變形值1.2mm/m，

27、最大水平變形值1.2mm/m。殘余沉陷變形可能會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，會(huì)使其產(chǎn)生輕微損壞。 循環(huán)水系統(tǒng)、脫鹽水站、柴油及易燃品罐區(qū)、凈水站等處區(qū)域的地表殘余下沉值為0100mm，最大傾斜變形值1.5mm/m，最大水平變形值0.8mm/m。殘余沉陷變形可能會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，會(huì)使其產(chǎn)生輕微損壞。 檢修車間、綜合倉(cāng)庫(kù)、電儀修、化學(xué)貧庫(kù)、消防水系統(tǒng)及加壓站等處區(qū)域的地表殘余下沉值為0100mm，最大傾斜變形值1.6mm/m，最大水平變形值1.2mm/m。殘余沉陷變形可能會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，會(huì)使其產(chǎn)生輕微損壞。 汽車衡、倒班宿舍、食堂、綜合樓等處區(qū)域的地表殘余下沉值為0100mm，最大傾斜變形值1.2mm

28、/m，最大水平變形值1.2mm/m。殘余沉陷變形可能會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，會(huì)使其產(chǎn)生輕微損壞。 整體來(lái)看，除位于工業(yè)廣場(chǎng)煤柱之上的空分、甲醇等少數(shù)建（構(gòu)）筑物基本上不受老采空區(qū)的殘余沉陷影響外，其他均或多或少要受到老采空區(qū)的殘余沉陷變形影響。從最大傾斜變形值為1.6mm/m、最大水平變形值為1.2mm/m來(lái)看，殘余沉陷變形影響較輕微，按表3-1的損壞等級(jí)劃分屬于級(jí)，也僅為輕微損壞，只要對(duì)這部分新建建（構(gòu)）筑物采取簡(jiǎn)易抗變形結(jié)構(gòu)措施即能保證安全。六、采空區(qū)地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)擬建廠址一部分區(qū)域?yàn)閤x煤礦的工業(yè)廣場(chǎng)，一部分為工業(yè)廣場(chǎng)周圍的采空區(qū)，該區(qū)域地下老采空區(qū)開(kāi)采時(shí)間大部分為19681973年，開(kāi)采煤

29、層有16和17層2層煤，采深110160米，總采厚2米左右。對(duì)于長(zhǎng)壁工作面正規(guī)大面積開(kāi)采而言，地下煤層開(kāi)采結(jié)束以后，當(dāng)?shù)乇戆肽昀塾?jì)下沉量小于30mm，此時(shí)可認(rèn)為地表移動(dòng)穩(wěn)定。當(dāng)在此采空區(qū)地表不進(jìn)行大規(guī)模工程建設(shè)時(shí)，地表會(huì)一直保持這種穩(wěn)定狀態(tài)。但若在此采空區(qū)上地表新建建（構(gòu)）筑物，由于新建建（構(gòu)）筑物的荷載向地下有一定影響深度，當(dāng)這個(gè)深度與地下采空區(qū)的垮落帶、斷裂帶相交疊時(shí)，就會(huì)破壞垮落斷裂帶業(yè)已平衡狀態(tài)，而使覆巖重新發(fā)生較大的移動(dòng)變形。 1、覆巖破壞高度計(jì)算 煤層開(kāi)采后，一般上覆巖層形成垮落帶、斷裂帶、彎曲帶。在垮落帶，巖層被斷裂成塊狀，巖塊間存在較大孔隙和裂縫。在斷裂帶，巖層產(chǎn)生斷裂、離層、

30、裂縫，巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。在彎曲帶，巖層基本上呈整體下沉，但軟硬巖層間可形成暫時(shí)性離層，其巖體結(jié)構(gòu)破壞輕微。因此，垮落帶、斷裂帶的巖層雖經(jīng)多年的壓實(shí)，仍不可避免地存在一定的裂縫和離層，其抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度明顯低于原巖的強(qiáng)度。如果新建建筑物荷載傳遞到這兩帶，在附加荷載作用下會(huì)進(jìn)一步引起沉降和變形，甚至造成建筑物的破壞。 垮落斷裂帶的發(fā)育高度，主要與開(kāi)采煤層的厚度、傾角、開(kāi)采尺寸、覆巖巖性、頂板管理方法等有關(guān)，參照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程，選取計(jì)算公式如下：式中：M每個(gè)煤層的累計(jì)采厚，m。由于該區(qū)域開(kāi)采2個(gè)煤層，2個(gè)煤層的開(kāi)采厚度相差不大，因此僅計(jì)算上煤層的垮落斷裂帶

31、的發(fā)育高度即可。這里取上煤層的開(kāi)采厚度1.0m，代入公式計(jì)算得H裂=30m。由計(jì)算結(jié)果可知，垮落斷裂帶的最高發(fā)育高度位于16上煤層之上30m。2、建（構(gòu)）筑物荷載影響深度計(jì)算建（構(gòu)）筑物的建造使地基土中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起地基變形，出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降。建（構(gòu)）筑物荷載的影響深度隨建筑荷載的增加而增大。一般地，當(dāng)?shù)鼗薪ㄖ奢d產(chǎn)生的附加應(yīng)力等于相應(yīng)深度處地基層的自重應(yīng)力的20%時(shí)，即可以認(rèn)為附加應(yīng)力對(duì)該深度處地基產(chǎn)生的影響可忽略不計(jì)，但當(dāng)其下方有高壓縮性土或別的不穩(wěn)定性因素，如采空區(qū)垮落、斷裂帶時(shí)，則應(yīng)計(jì)算附加應(yīng)力直至地基自重應(yīng)力10%位置處，方可認(rèn)為附加應(yīng)力對(duì)該深度處的地基不產(chǎn)生多大影響

32、。該深度即為建（構(gòu)）筑物荷載影響深度（H影）。 地基中自重應(yīng)力用下式計(jì)算： 式中：r1、r2、rn為地基中自上而下各層土或巖石的容重，kN/m3； h1、h2、hn為地基中自上而下各層土或巖石的厚度，m。 該區(qū)域第四系表土層厚取20m，表土層計(jì)算容重取20kN /m3，以下巖層計(jì)算容重取25kN /m3。 地基附加應(yīng)力按下式計(jì)算： Z=kP0 式中： k各種荷載（矩形、方形、條形荷載等）下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)； P0作用于基礎(chǔ)底面平均附加壓力，kN/ m2； P0= P - r0D P建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)底面處豎向均布荷載，kN/ m2； r0基礎(chǔ)底面標(biāo)高以上天然土層的容重，r0=20kN/ m3；

33、 D基礎(chǔ)埋深，m。擬建工程中，氣化爐單位面積荷重最大（約42t/m2)，氣化框架平面尺寸為34×10.5m2，整個(gè)框架平面內(nèi)單位面積荷重考慮為300kN /m2(約30t/m2)；產(chǎn)品罐區(qū)建筑平面尺寸最大（約150×60m2)，單位面積荷重考慮為200kN/m2。由于尚沒(méi)有進(jìn)行地基工程勘察，基礎(chǔ)埋置深度沒(méi)法確定，根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)一般采用樁基礎(chǔ)，假設(shè)樁基埋深20m。 分別以氣化框架、產(chǎn)品罐區(qū)建筑作為計(jì)算對(duì)象，假定整個(gè)建筑荷重作用在給出的平面尺寸的矩形基礎(chǔ)上，按最不利情況考慮，基礎(chǔ)假定為樁基，單位面積建筑荷重作為作用于基礎(chǔ)底面（20m深處）平均附加壓力，按均布矩形荷載計(jì)算地基附

34、加應(yīng)力。式中豎向附加應(yīng)力系數(shù)k可查表取值，計(jì)算見(jiàn)表6-1、表6-2。需要說(shuō)明的表6-1 氣化框架建（構(gòu)）筑物荷載影響深度計(jì)算表深 度 （m）附 加 應(yīng) 力（kN/m2）自 重 應(yīng) 力（kN/m2）基底下深度地面下深度02030040010301596501535106775183888850204074900是，地基附加應(yīng)力是從基礎(chǔ)底面算起的，地基自重應(yīng)力是從地面算起的，兩者相差20m，計(jì)算地基附加應(yīng)力相當(dāng)于地基自重應(yīng)力10%處深度，即為建筑荷載影響深度，此處氣化框架、產(chǎn)品罐區(qū)的建（構(gòu)）筑物荷載影響深度分別為39m、60m（從地面算起）?？紤]一定的安全系數(shù)，擬建工程新建建（構(gòu)）筑物的荷載影響深

35、度取60m，也即：H影=60m。表6-2 產(chǎn)品罐區(qū)建（構(gòu)）筑物荷載影響深度計(jì)算表深 度 （m）附 加 應(yīng) 力（kN/m2）自 重 應(yīng) 力（kN/m2）基底下深度地面下深度0202004001030196650204018390030501621150406013914003、采空區(qū)地基穩(wěn)定性 煤層開(kāi)采后，采空區(qū)垮落斷裂帶不再因新加建筑荷載擾動(dòng)而重新移動(dòng)時(shí)，最小采深（H臨）應(yīng)該大于垮落斷裂帶高度（H裂）與建筑荷載影響深度（H影）兩者之和，即： H臨>H裂H影當(dāng)實(shí)際采深大于H臨時(shí)，建筑荷載不會(huì)使垮落斷裂帶重新移動(dòng)；當(dāng)實(shí)際采深小于H臨時(shí)，覆巖和地表會(huì)再次發(fā)生較大的不均勻移動(dòng)。根據(jù)前面計(jì)算，H裂

36、=30m，擬建工程新建建（構(gòu)）筑物的荷載影響深度H影=60m，兩者之和為90m，而該區(qū)域煤層開(kāi)采深度為105160m，即最小采深為105m。因此，擬建工程新建建（構(gòu)）筑物的建筑荷載不會(huì)使采空區(qū)再次發(fā)生較大不均勻沉降。以上是依據(jù)產(chǎn)品罐區(qū)平面尺寸150×60m2，單位面積荷重考慮為200kN/m2作為計(jì)算基礎(chǔ)，若建筑基礎(chǔ)平面尺寸增大、或單位面積建筑荷重增大，則建筑荷載影響深度也相應(yīng)增大。擬建工程區(qū)域最小采深為105m，為了使新建建（構(gòu)）筑物荷載不致引起采空區(qū)再次發(fā)生較大不均勻沉降，考慮基礎(chǔ)面積仍為150×60m2，深基礎(chǔ)仍為20m的前提下，再考慮一定的安全系數(shù)，則擬建工程區(qū)域內(nèi)

37、單位面積建筑荷重不得大于280kN/m2(約28t/m2)；如果基礎(chǔ)面積為90×30m2，則擬建工程區(qū)域內(nèi)單位面積建筑荷重不得大于500kN/m2(約50t/m2)。當(dāng)荷載比之大時(shí)，新建建（構(gòu)）筑物的建筑荷載可能使采空區(qū)再次發(fā)生較大不均勻沉降，對(duì)新建建（構(gòu)）筑物的保護(hù)不利，應(yīng)對(duì)地下采空區(qū)進(jìn)行注漿處理或加大建（構(gòu)）筑物的抗變形結(jié)構(gòu)技術(shù)措施。七、建筑可行性評(píng)價(jià) 隨著礦區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，許多礦區(qū)在采煤塌陷區(qū)地表進(jìn)行了建筑開(kāi)發(fā)利用，如平頂山、開(kāi)灤、本溪、陽(yáng)泉、晉城、潞安等礦區(qū)。在采空區(qū)上方建有住宅樓、辦公樓、大型工業(yè)廠房等，只要合理地采取技術(shù)措施，均能確保建（構(gòu)）筑物安全正常使用。我國(guó)從19

38、78年首次提出并經(jīng)試驗(yàn)成功的采動(dòng)區(qū)抗變形結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)，經(jīng)二十多年的發(fā)展和推廣，在全國(guó)許多礦區(qū)已興建近百萬(wàn)平方米的抗變形建（構(gòu)）筑物，經(jīng)受了各種采礦地質(zhì)條件的采動(dòng)影響考驗(yàn)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 1、實(shí)例 （1）資江采動(dòng)區(qū)建筑實(shí)例 在資江煤礦采動(dòng)區(qū)上建起36棟25層磚混結(jié)構(gòu)抗變形建筑群，包括招待所、辦公樓、家屬住宅樓等，建筑面積達(dá)24586 m2 。井下開(kāi)采了三個(gè)煤層24個(gè)工作面，總采厚為4.1m，煤層傾角24°，采深為120230m。地表最大下沉達(dá)2843mm，最大傾斜36.0mm/m，最大正曲率0.7×10-3/m，負(fù)曲率0.9×10-3/m ，最大水平拉

39、伸變形16.5mm/m，水平壓縮變形25.9 mm/m，該建筑群經(jīng)受了劇烈的長(zhǎng)期采動(dòng)影響，抗變形建筑物沒(méi)有出現(xiàn)明顯的采動(dòng)破壞，實(shí)踐證明了抗變形技術(shù)措施可靠。該項(xiàng)技術(shù)先后在陽(yáng)泉、平頂山、鐵法、七臺(tái)河、南桐、攀枝花、徐州、邢臺(tái)、霍州等礦區(qū)推廣應(yīng)用，現(xiàn)在采動(dòng)區(qū)抗變形建筑技術(shù)已日臻完善。 （2）本溪重型汽車制造廠后橋加工車間建設(shè)實(shí)例 后橋加工車間由主廠房、生活間、鍋爐房組成，占地面積3244m2，主廠房為78m×36m，生活間為36m×8.1m，主廠房為兩跨，柱網(wǎng)為6m×18m，柱頂標(biāo)高10.5m，生活間采用磚混結(jié)構(gòu)，四層建筑。廠下為本溪采屯煤礦開(kāi)采區(qū)，采深超過(guò)800m，

40、經(jīng)多方調(diào)研、論證，采取了廠下壓煤限厚開(kāi)采，廠房建筑物按級(jí)臨界變形值進(jìn)行抗變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合保護(hù)方案，按整體柔性、局部剛性的抗變形設(shè)計(jì)原則，把主廠房與生活間分開(kāi)，主廠房與生活間各切成兩段，加強(qiáng)各分割單元?jiǎng)偠扰c強(qiáng)度，各分段柱基間要加底梁，呈封閉狀，加設(shè)基礎(chǔ)梁與基礎(chǔ)聯(lián)系梁，采用鋼筋砼屋架、鋼筋砼柱子等措施，有利于承受不均勻沉降，增強(qiáng)抵抗地表變形的能力。實(shí)踐表明，抗變形措施得當(dāng)，新建廠房經(jīng)受了地下煤層的開(kāi)采影響。沒(méi)有出現(xiàn)明顯的破壞現(xiàn)象。 （3）南桐特種水泥廠建設(shè)實(shí)例 南桐礦務(wù)局新建九龍?zhí)胤N水泥廠是一個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸，采用濕式生產(chǎn)的大型特種水泥廠，廠區(qū)占地9.45公頃，水泥廠下為南桐煤礦開(kāi)采區(qū)，壓

41、有三個(gè)可采煤層，總厚4.7m，傾角35°，開(kāi)采深度760m，上覆巖層有多層灰?guī)r，比較堅(jiān)硬。為了減小地面變形，井下采取了措施，提出了三個(gè)方案可供選擇：第一為大條帶開(kāi)采，第二為超寬條帶開(kāi)采與覆巖內(nèi)注漿，第三為水泥廠下留500m中心煤柱與兩側(cè)覆巖注漿。要求采后地表最大下沉為100300m，最大傾斜為3mm/m，水平變形為3mm/m。 在控制地表采動(dòng)沉陷變形的基礎(chǔ)上，廠區(qū)建（構(gòu)）筑物采取了保護(hù)措施，即采用剛性措施和柔性措施相結(jié)合的方法，設(shè)變形縫、水平滑動(dòng)層，加基礎(chǔ)聯(lián)系梁、構(gòu)造柱及上部圈梁，使建（構(gòu)）筑物能夠抵抗水平變形小于6mm/m的采動(dòng)影響。對(duì)于大型設(shè)備，主要采用將基礎(chǔ)連成一個(gè)整體的方法進(jìn)

42、行保護(hù)，對(duì)于基礎(chǔ)不能連成一體的或小型設(shè)備，采用調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行保護(hù)。 （4）平煤集團(tuán)樂(lè)福新村建筑實(shí)例 平煤集團(tuán)在二礦19601984年開(kāi)采的老采空區(qū)上方新建樂(lè)福新村，占地16公頃，共興建59棟（5、6層）住宅樓，還有新村小學(xué)、幼兒園、門診部、中心公園等公用設(shè)施，于1992年10月開(kāi)工，1998年全部建成。住宅樓均為磚混結(jié)構(gòu)，設(shè)置了鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱，結(jié)構(gòu)整體性好。然而有部分住宅樓在其窗臺(tái)下部相繼出現(xiàn)了不同程度的墻體裂縫。 新村下方從1960年到1984年先后開(kāi)采了4個(gè)煤層，累計(jì)采厚6.7m，煤層傾角13°左右，開(kāi)采深度60230m，采煤方法均為炮采，長(zhǎng)壁工作面，全陷法管理頂板。按巖

43、移理論，1992年開(kāi)始建房時(shí)已經(jīng)采后8年，地表應(yīng)該穩(wěn)定了。 分析住宅樓開(kāi)裂原因，發(fā)現(xiàn)受損住宅樓多位于老采空區(qū)開(kāi)采上限邊界附近，采深較淺，由于建筑物的興建，建筑物荷載一方面使上覆巖層進(jìn)一步壓實(shí)，另一方面建筑物荷載逐漸傳遞至老采空區(qū)，使殘留煤柱失穩(wěn)垮落，從而產(chǎn)生地表殘余沉陷變形。住宅樓雖增設(shè)了圈梁、構(gòu)造柱，具有一定的抗變形能力，但沒(méi)能按可能發(fā)生的沉降變形量的大小進(jìn)行住宅樓抗變形設(shè)計(jì)，造成了住宅樓開(kāi)裂破壞。 （5）開(kāi)灤塌陷區(qū)地面建筑實(shí)例 開(kāi)灤礦區(qū)可采煤層多，煤層開(kāi)采總厚度達(dá)10m以上，地表下沉量大，隨著礦區(qū)建設(shè)發(fā)展，老采空區(qū)上方建設(shè)了工業(yè)廠房、住宅樓等，塌陷區(qū)新建建筑物占地面積約3.77km2，采取

44、的主要原則及措施是： （1）重要性建筑物、深度較小條件下 開(kāi)灤礦區(qū)在二、三十年代開(kāi)采的塌陷區(qū)內(nèi)，建筑主要的工業(yè)廠房或高層住宅樓時(shí)，先勘測(cè)老采空區(qū)的垮落壓實(shí)狀況，這些已開(kāi)采60年以上的塌陷區(qū)，一般深度小于200m，采煤方法為落垛式，殘留煤柱較多，不易垮落壓實(shí)。如林西新建電廠與趙各莊坑口電站的地址，地面打鉆證明，老采空區(qū)內(nèi)存在0.20.4m高的空洞，在此情況下，需要打鉆注粉煤灰或水泥砂漿充填加固，確保在建筑物荷載作用下巖層不再活化移動(dòng)，保證建筑物安全。 （2）二、三層樓房、采深較大條件唐家莊礦17、18號(hào)小區(qū)樓群、唐山礦長(zhǎng)青樓群、呂家坨礦醫(yī)院以南居民樓等，大多為二、三層樓房，建于已開(kāi)采20年以上的

45、塌陷區(qū)上，一般限制建筑物長(zhǎng)軸不超過(guò)30m，長(zhǎng)軸平行于煤層走向方向，采取抗變形結(jié)構(gòu)措施，經(jīng)過(guò)10年的使用，沒(méi)發(fā)現(xiàn)樓房有任何破壞。 （6）長(zhǎng)治新建100萬(wàn)噸/年礦渣水泥工程實(shí)例長(zhǎng)治鋼鐵（集團(tuán)）有限公司，在屯留縣金家莊村附近建設(shè)100萬(wàn)噸/年礦渣水泥工程。新建廠址東西長(zhǎng)約400m，南北長(zhǎng)約350m，占地面積13.83公頃。此區(qū)域處于潞安礦務(wù)局王莊煤礦的采掘范圍內(nèi)，其下主采3#煤層，煤層厚度為67m，該區(qū)域煤層已于19811996年開(kāi)采過(guò)。在這樣的條件下，為了確保新建廠區(qū)建（構(gòu)）筑物的安全，長(zhǎng)治鋼鐵（集團(tuán)）有限公司委托xx研究所對(duì)該場(chǎng)地進(jìn)行了地基評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)認(rèn)為：該區(qū)域新建100萬(wàn)噸年礦渣水泥工程是可行

46、的，由于老采空區(qū)對(duì)擬建工程有輕微影響，因此對(duì)影響到的數(shù)棟建（構(gòu)）筑物要采取一定的抗變形技術(shù)措施。2002年5月完成采空區(qū)地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)報(bào)告，2002年9月開(kāi)始施工，2003年底施工結(jié)束，現(xiàn)已投入生產(chǎn)，一切運(yùn)行正常。 2、建筑可行性評(píng)價(jià)從國(guó)內(nèi)眾多礦區(qū)采動(dòng)區(qū)、采空區(qū)地面建筑實(shí)例來(lái)看，該區(qū)域新建50萬(wàn)噸/年甲醇廠是可行的，由于受老采空區(qū)的影響，擬建區(qū)域地表今后還將產(chǎn)生一定量的殘余沉陷變形，部分新建建（構(gòu)）筑物受地表殘余沉陷變形影響，要產(chǎn)生級(jí)輕微損壞和級(jí)輕度損壞，因此對(duì)影響到的部分新建建（構(gòu)）筑物要采取能夠抵抗地表殘余沉陷變形的抗變形結(jié)構(gòu)技術(shù)措施。通過(guò)地基穩(wěn)定性分析，為了確保新建甲醇廠內(nèi)建（構(gòu)）筑物的

47、安全，考慮基礎(chǔ)面積為150×60m2，深基礎(chǔ)為20m的前提下，再考慮一定的安全系數(shù)，原則上擬建工程區(qū)域內(nèi)單位面積建筑荷重不得大于280kN/m2(約28t/m2)；如果基礎(chǔ)面積為90×30m2，則原則上擬建工程區(qū)域內(nèi)單位面積建筑荷重不得大于500kN/m2(約50t/m2)。當(dāng)荷載比之大時(shí)，應(yīng)對(duì)地下采空區(qū)進(jìn)行注漿處理或加大新建建（構(gòu)）筑物的抗變形結(jié)構(gòu)技術(shù)措施。 擬建工程大型建（構(gòu)）筑物荷載對(duì)地下巷道影響輕微，巷道不會(huì)因新建工程而破壞。該區(qū)域無(wú)斷層及不良地質(zhì)體存在，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，因此不存在不良地質(zhì)構(gòu)造對(duì)擬建工程的影響問(wèn)題。八、建筑技術(shù)措施新建甲醇廠的建（構(gòu)）筑物將受老采

48、空區(qū)的殘余影響，可能產(chǎn)生一定程度的損壞，因此新建建（構(gòu)）筑物要采取能夠抵抗地表殘余沉陷變形的抗變形結(jié)構(gòu)技術(shù)措施，才能確保新建建（構(gòu)）筑物的安全?？棺冃谓Y(jié)構(gòu)技術(shù)措施包括吸收地表沉陷變形的柔性措施和抵抗地表沉陷變形的剛性措施，剛?cè)岽胧┫嘟Y(jié)合，使抗變形結(jié)構(gòu)建（構(gòu)）筑物能夠經(jīng)受各種采動(dòng)（空）沉陷變形的作用而不破壞。對(duì)影響到的建（構(gòu)）筑物可采取下述措施予以保護(hù)。 （1）變形縫 變形縫是設(shè)計(jì)采動(dòng)區(qū)建（構(gòu)）筑物時(shí)采用的基本措施之一，是保護(hù)采動(dòng)區(qū)建（構(gòu)）筑物免受損壞，經(jīng)濟(jì)而有效的方法。當(dāng)建（構(gòu)）筑物平面形狀為L(zhǎng)形時(shí)，地表變形可能使其平面轉(zhuǎn)折處產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞，因此在轉(zhuǎn)折處宜設(shè)置變形縫。另外，采動(dòng)區(qū)建（構(gòu)）筑

49、物附加軸力與建（構(gòu)）筑物長(zhǎng)度成正比，因此減小建（構(gòu)）筑物單體長(zhǎng)度是降低附加內(nèi)力值最有效的方法。當(dāng)建（構(gòu)）筑物立面各部分參差不齊，荷載變化較大處也應(yīng)切割變形縫。一般地，當(dāng)?shù)乇硭阶冃沃敌∮?mm/m時(shí)，建（構(gòu)）筑物單體長(zhǎng)度以小于30m，最大不超過(guò)35m為宜。變形縫應(yīng)從基礎(chǔ)至屋頂全部分開(kāi)，被變形縫分開(kāi)的各單體體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單，避免立面高低起伏和平面凹凸曲折。 （2）基礎(chǔ)由于該區(qū)域曾經(jīng)受過(guò)地下采煤的影響，地表可能產(chǎn)生了一些采動(dòng)裂縫，因此建筑前應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行處理，以提高地基的承載能力及改變地基變形性態(tài)?？刹捎帽韺訅簩?shí)法，強(qiáng)夯法，這些方法在采空區(qū)地表已廣泛應(yīng)用。 采動(dòng)影響的建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)，不僅向地基傳遞豎

50、向荷載，還要承受由于地表水平變形作用而產(chǎn)生的水平荷載，并且要部分地用于承受作用于建（構(gòu)）筑物豎面內(nèi)的彎矩和剪力。因此，要盡可能地提高基礎(chǔ)的強(qiáng)度和剛度，如盡可能做成整體基礎(chǔ)；采用獨(dú)立基礎(chǔ)的建（構(gòu)）筑物，應(yīng)采用鋼筋混凝土聯(lián)系梁把同一單體內(nèi)的獨(dú)立基礎(chǔ)連成一體，以防止各獨(dú)立基礎(chǔ)獨(dú)立移動(dòng)；采用樁基礎(chǔ)的，應(yīng)在樁頂設(shè)置整體承臺(tái)梁；采用墻下條形基礎(chǔ)的建（構(gòu)）筑物，應(yīng)布置成縱橫交叉的十字形，并在基礎(chǔ)的上部設(shè)置鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁，要求同一單體鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁成一個(gè)閉合的箍。聯(lián)系梁、承臺(tái)梁、鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁等的配筋要按地表殘余變形值的大小計(jì)算配置。 在滿足承載力前提下，基礎(chǔ)應(yīng)盡可能淺埋，為防止基礎(chǔ)下產(chǎn)生集中變形

51、，可以在基礎(chǔ)下加砂墊層、碎石墊層等。在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)間設(shè)置水平滑動(dòng)層，且同一單體水平滑動(dòng)層設(shè)置在同一標(biāo)高上。 （3）上部結(jié)構(gòu) 磚混結(jié)構(gòu)建筑物為增加其整體剛度，提高抵抗地表變形的能力，要設(shè)置基礎(chǔ)圈梁、構(gòu)造柱、中間圈梁、檐口圈梁等。以基礎(chǔ)圈梁、構(gòu)造柱、中間圈梁、檐口圈梁組成的上部結(jié)構(gòu)空間骨架體系，可以有效地抵抗地表變形作用在磚混結(jié)構(gòu)建筑物上的采動(dòng)附加應(yīng)力。 框架結(jié)構(gòu)建筑物的框架柱、主梁、次梁及基礎(chǔ)梁組成了空間骨架體系，能夠有效地抵抗地表變形的影響。 根據(jù)地表變形值的大小，相應(yīng)增大上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，除應(yīng)滿足當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度要求外，墻壁圈梁、構(gòu)造柱設(shè)置的位置、數(shù)量、斷面大小及配筋量均應(yīng)按給出的地表

52、殘余變形值大小計(jì)算確定。圈梁應(yīng)在同一水平形成閉合系統(tǒng)，不被門窗洞口切斷。磚墻的標(biāo)號(hào)不低于U7.5，砂漿標(biāo)號(hào)不低于5，且構(gòu)造柱與墻體間應(yīng)加設(shè)拉結(jié)鋼筋。門窗洞口上方要采用鋼筋混凝土過(guò)梁。采動(dòng)（空）區(qū)建筑物的樓、屋面應(yīng)盡可能采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，樓、屋面板應(yīng)與墻壁的鋼筋混凝土圈梁同時(shí)澆搗，使兩者為一體。 （4）設(shè)備 設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)做成整體基礎(chǔ)，整體基礎(chǔ)強(qiáng)度和剛度都比較大，水平變形對(duì)其影響較小。對(duì)傾斜變形的影響，采用地腳螺栓增加或減少墊圈或墊鐵的方法進(jìn)行調(diào)整，安裝時(shí)將地腳螺栓預(yù)留出調(diào)整量。 （5）管道 開(kāi)采沉陷使管道產(chǎn)生附加作用力的原因有三個(gè)：首先是地表水平變形引起土壤沿管道表面的相對(duì)移動(dòng)所產(chǎn)生的挾持作用；其次是地表不均勻下沉產(chǎn)生的地表曲率變形，引起管道豎直面內(nèi)產(chǎn)生彎矩；再次是地表沿管道橫向的不均勻水平移動(dòng)，使管道在水平面內(nèi)產(chǎn)生彎矩。采動(dòng)影響的主要表現(xiàn)是管道坡度的變化、管道接頭脫開(kāi)、管道的集中彎曲變形以及管道的斷裂等現(xiàn)象。 地面敷設(shè)和架空的管道保護(hù)措施比較簡(jiǎn)單，可將原有的固定支座改