謝 俊 平

(山西機械化建設集團有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

隨著山西省經(jīng)濟建設的持續(xù)發(fā)展，晉北大同、陽泉、朔州等地區(qū)露天開采造成的采礦坑不斷出現(xiàn)，礦山開采占用的面積不斷擴大，礦山開采的深度不斷加深，局部露天采礦坑深度達到了100 m以上，形成了高填方采礦坑，嚴重破壞了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境并造成了嚴重的地質(zhì)災害，極大影響了當?shù)氐纳a(chǎn)生活。為了治理高填方采礦坑，最大限度的利用采礦坑回填場地，使回填場地滿足建設用地的地質(zhì)構(gòu)造要求，本文結(jié)合陽泉某采礦坑強夯加固處理項目，采用級配良好的回填土料，利用分層回填強夯的施工技術，達到工后地基承載力以及工后沉降穩(wěn)定的目的，最終形成完整成熟的強夯法處理高填方采礦坑施工處理技術。

1 工程概述

陽泉某采礦坑強夯處理項目位于陽泉市城北，東西長約840 m，南北寬約510 m，場地占地總面積337 647 m2。由于場地前期已進行回填，北側(cè)部分區(qū)域已回填至710 m高程，南側(cè)場地最低處已回填至653 m，場地場平設計標高為726 m～757 m之間，場地最大回填高度約為110 m。場地回填土石混合料主要來源于附近三泉棚戶區(qū)改造場平項目。場區(qū)回填完成后，規(guī)劃建設陽泉大醫(yī)院，回填區(qū)建設不高于7層的建筑物，不再進行樁基處理。在項目施工過程中，通過坑底原土基處理、坑壁四周邊坡反挖及強夯處理、填筑體分層回填強夯處理、回填強夯區(qū)與原土基的搭接處理等一系列地基加固處理措施，達到填筑體加固密實的效果。

2 強夯參數(shù)設計

2.1 原土基強夯參數(shù)設計

根據(jù)地勘評價報告：原土基處理必須達到填筑體地基自重所需要的承載力，滿足填方地基的工后沉降變形要求。當坑底基本為裸露的巖石，不需要進行處理可以作為基礎使用，否則應當進行原地面強夯處理。因此，應根據(jù)不同的地質(zhì)條件和地基處理設計要求，采用不同的處理方法，見表1。

表1 原土基強夯能級與處理深度關系表

綜合考慮強夯加固處理深度和原地面處理土層厚度以及試夯成果，坑底原地面強夯施工參數(shù)確定為：

坑底原地面采用8 000 kN·m能級強夯進行加固處理，強夯共分4遍進行施工，第1，2遍強夯能級為8 000 kN·m，夯點間距8 m，正方形布置，停錘標準為最后兩擊夯沉量不大于15 cm且錘擊數(shù)12擊～15擊控制；第3遍強夯能級為4 000 kN·m，夯點布置在第1，2遍夯點中心位置，停錘標準為最后兩擊夯沉量不大于10 cm且錘擊數(shù)6擊～8擊控制；第4遍為2 000 kN·m能級滿夯，要求夯印搭接1/4，每點5擊，滿夯結(jié)束后整平場地。

2.2 填筑體分層強夯參數(shù)及分層回填厚度設計

對于填土高度較大的高填方地基，應將填料分層回填、分層強夯。填方地基的強夯有效加固深度和分層處理厚度應通過強夯試驗確定。

強夯處理的分層厚度可按強夯能級的大小確定。一般情況下強夯能級與分層厚度的關系如表2所示。

表2 強夯能級與加固深度對照表

根據(jù)現(xiàn)場試夯結(jié)果，填筑體分層回填厚度按照6 m一層進行強夯處理。施工中結(jié)合填料性質(zhì)及各能級強夯的加固深度確定強夯能級，選用4 000 kN·m能級的強夯。

主夯采用4 000 kN·m能級強夯，強夯共分兩遍進行，夯點間距5.0 m，正三角形布置，收錘標準按最后兩擊平均沉降量不大于10 cm，且夯擊數(shù)不少于12擊～15擊控制。滿夯2 000 kN·m能級，要求夯印1/4搭接，每點夯5擊，滿夯結(jié)束后整平場地。

2.3 回填土料技術要求

1)回填土料含水量宜控制在最佳含水量的±3%之間，當回填料含水量較低時，應適當噴淋水，以增加回填材料的含水率，使其達到最優(yōu)含水率。

2)填料為石料時，其最大粒徑控制為不大于50 cm，回填材料不均勻系數(shù)Cu≥5，曲率系數(shù)Cc=1～3。

3)對超過最大粒徑要求的石料，進行二次破碎，填料為石料，其最大粒徑控制為不大于50 cm。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

原地面清理→坑底原土基處理→坑壁四周邊坡反挖及強夯處理→填筑體分層回填強夯處理→回填強夯區(qū)與原土基的搭接處理→夯后檢測驗收。

3.2 操作要點

3.2.1原地面清理

1)原地面清理主要包括表層淤泥、樹木、有機物等以及加固土層厚度超出強夯加固處理深度后的部分。

2)在施工范圍內(nèi)，有積水的洼地應進行排水、清淤。

3)整平場地至起夯面標高，整平后的施工場地平整度、密實度應能承受施工機械的重量，滿足施工設備行走、運轉(zhuǎn)和運輸?shù)囊蟆?/p>

3.2.2坑底原土基處理

1)原有場地局部前期已經(jīng)回填，由于處理深度達到了12 m，此處采用12 000 kN·m能級強夯進行處理。第1,2遍主夯能級12 000 kN·m，夯點間距10 m正方形中間插一點布置；第3遍點夯能級10 000 kN·m，夯點間距10 m正方形中間插一點布置；第4遍加固夯能級4 000 kN·m，夯點位于第1～第3遍夯點位置。第5遍滿夯能級2 000 kN·m，夯印搭接1/4錘徑。

2)原地面自然坡度陡于1∶5時，將自然地面開挖成臺階狀，臺階寬度不小于8 m。如果原地面坡度較緩，臺階寬度可以按布置不小于1排～2排強夯夯點的寬度進行開挖，可以用挖出的臺階寬度來控制臺階高度。

3.2.3坑壁四周邊坡反挖及強夯處理

坑壁四周由坑底至坡頂形成土質(zhì)邊坡且邊坡坡度較陡。如直接回填進行強夯處理，四周坑壁邊坡區(qū)域原土層不能進行加固處理，容易造成處理效果的不均勻。同時四周坡壁強夯區(qū)與原地面不易搭接，原地面密實度不夠，造成交接處應力突變。

用挖掘機將坑壁邊坡兩側(cè)覆土至上而下逐階反挖成倒臺階形狀，臺階寬度不應小于8 m，臺階高度小于3 m，以便進行強夯加固處理?？颖趦蓚?cè)坡度較陡時，臺階寬度可以適當減少，臺階原地面強夯可隨填筑體強夯同時進行施工，坑壁四周反挖臺階后根據(jù)臺階區(qū)域原土層厚度采用8 000 kN·m或12 000 kN·m能級強夯進行加固處理。

3.2.4填筑體分層回填強夯處理

填筑體采用分層回填、分層強夯的施工方法，填筑體回填強夯按照由下而上的原則分層進行施工，每層厚度按照6 m進行強夯處理。

分層虛填厚度為6 m，可分3次填筑至6 m，每層堆填的厚度為2 m左右，由于回填地基采取強夯加固，故分層填筑的填土層可用推土機簡單推平碾壓、滿足機械正常行走要求即可。

3.2.5回填強夯區(qū)與原土基的搭接處理

1)對于原土層厚度較大需要進行原土基強夯的區(qū)域按照原土基強夯內(nèi)容進行強夯處理。

若原土層厚度較薄，不需要直接進行強夯處理的區(qū)域，可結(jié)合現(xiàn)場原土基處理和實際地形情況，將原土區(qū)開挖成倒坡臺階，隨填筑體分層回填后再進行強夯處理。

2)不同能級強夯區(qū)的搭接處理。

a.對于兩種不同能級強夯施工區(qū)域的搭接處理，原則上先進行較高能級強夯區(qū)域的施工，再進行較低能級區(qū)域的強夯施工，后期低能級強夯施工至交界處時，夯點向已完成高能級強夯區(qū)域延伸1排～2排夯點，進行兩個區(qū)域的搭接處理。

b.如果相鄰區(qū)域先進行低能級強夯施工，則進行高能級強夯施工時，主夯點不需向低能級施工區(qū)域延伸，當主夯完成進行滿夯施工時，可將滿夯施工范圍向相鄰已完工區(qū)域延伸1排～2排，作為兩個施工區(qū)域的搭接處理。

3.2.6夯后檢測驗收

夯后檢測分為非場平標高回填強夯層檢測和場平標高回填強夯檢測。采用包括探井取樣，鉆孔取樣等檢測方法，確保達到設計承載力特征值和壓實度，檢測結(jié)果見表3。

表3 檢測結(jié)果

4 結(jié)語

該技術在陽泉恒大帝景首期場地地基處理工程、漾泉大道采礦坑強夯處理工程等實施過程中，對于大面積、高填方回填場地，運用不同強夯能級加固組合處理技術可以明顯提高地基土的密實度和地基承載力，很好的促進采礦坑的土地循環(huán)再利用，恢復露天開采對原地貌形成的破壞，滿足礦山不良地質(zhì)治理過程中的使用要求。該工藝具有成本低、進度快、加固效果好、可以就地使用回填土料，具有良好的經(jīng)濟和社會效益，具有極大的推廣應用價值。