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GB51180-2016 煤矿采空区建（构）筑物地基处理技术规范.pdf

采用人工方法向采空区灌注、投送填充材料，充填、胶结采空 区空洞及松散体的采空区地基处理方法

safetyberm

在确定采空区地基处理范围时，为确保安全CB/T 425-2011 低压粗油滤器，在拟建建（构）筑 物周边划定的带状面积

2. 1.7 浆液结石率

stone rate

采空区灌注充填法地基处理时，注入浆液固结后体积与注人 浆液体积的比，通常通过室内试验确定

2. 1.8 充填系数

coefficient ofgrouting

采空区灌注充填法地基处理时，灌注浆液的体积与治理范围 内采空区剩余空隙体积的比值

2. 1. 9 小窑采空区

采空区 small minegob area

多指非正规方式开采，以巷道方式掘进并向两侧开挖支巷道 进行开采的小规模、网络状、采深浅、范围窄的采空区。该类采空 区分布无规律，单层或多层重叠交错，大多不支撑或临时简单支 撑.任其顶板自然垮落

angleofcriticaldisplacement

指在充分或接近充分采动的条件下，移动盆地主断面上，地表 最外边的临界变形点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的 夹角.又称为移动影响角

2. 1. 11 回采率

2. 1. 11 回采率

mining rate

采空区地基处理范围内煤炭资源开采体积占工业储量的百分

2. 1. 12灌注损耗系数

groutinglostcoefficien

采空区灌注充填法地基处理施工中，用于衡量因“跑、冒、滴 漏”等造成注浆浆液损失的参数

2. 1. 13 采空区剩余空隙率

2. 1. 14 穿越法

pile foundation

采用桩基础穿越采空区使桩端进入采空区稳定底板的采空区 地基处理方法，

2. 1. 15跨越法

beam/raftfoundation

采用梁或筱板跨越采空区巷道，基础置于巷道两侧稳定岩五 体的采空区地基处理方法

对洞室空间较大、顶板较稳定、通风条件良好的采空区，采月 干砌、浆砌砌体或浇注混凝土等方法，以增强对采空区顶板支撑作 用的采空区地基处理方法

2. 1. 17剥挖回填法

挖回填法 excavation refilling

移除采空区上覆岩石及覆盖物，采用回填材料分层回填压实 或夯实的处理方法

在浅埋采空区，将夯锤提到一定高度后使其自由下落， 以冲击和振动能量使采空区岩土体得到固结压密的处理方 法。

mined slope

受采空区采动、变形影响控制的边坡。其主要破坏形式为采 动滑坡和采动坡体崩塌

2. 1.20采动滑坡

mined landslide

mined rock collapse

指受采空区变形影响，较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突 然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的现象

architectural measure

按采空区特征确定建（构）筑物的建筑体型及平面位置等建筑 特征，以消除或减小因采空区地表移动变形对建（构)筑物的影响 而采取的建筑设计措施

structural measu

提高建筑结构的抗变形能力，以消除或减小因采空区地表移 动变形对建（构）筑物的影响而采取的结构设计措施

detection after construction

采空区地基处理施工结束后，对其处理施工质量及处理效果 等进行的综合检测评价。

2.2.2采空区地基处理

3.0.1采空区地面建（构)筑物地基处理设计应根据建（构)筑物 规模、功能特征，采空区特征以及采空区地基可能造成建（构）筑物 破坏或影响正常使用的程度分为三个等级，设计时应根据具体情 况，按表3.0.1的规定确定

表 3. 0. 1采空区地基处理设计等级

注：1H。为采空区埋深（m），t为停采时间（天）； 2对30层以上和高度大于100m超高层建筑以及高度超过100m的构筑物的 下伏采空区地基处理设计与施工应进行专门论证。

3.0.2煤矿采空区新建、改建和扩建工程设计和施工前，必须进 行煤矿采空区岩土工程勘察，判定工程建设场地的稳定性和适宜 性。勘察及评价结论应作为煤矿采空区地基处理、建（构）筑物及 地基基础设计的主要依据。

矿采空区岩土工程勘察规范》GB51044的有关规定。 3.0.4煤矿采空区建（构)筑物地基处理宜在地表移动衰退期结 束后进行。

3.0.5采空区建（构）筑物地基处理主要对象，应包括拟建场地影

响范围内煤矿采空空洞、采空区覆岩跨落、离层及对场地和地基稳 定性有影响的巷道、废弃井筒、地表裂缝、塌陷坑等

物特征、采空区特征、采空区地基处理设计等级及采空区地基处理 方法等综合确定。

3.0.7采空区地基处理方法应根据上部结构对地基处理的要求、

3.0.7采空区地基处理方法应根据上部结构对地基处理的要求

3.0.8不同类型或不同变形区段的采空区，可根据采空区变形特 征、稳定性现状、拟建建（构)筑物重要性等级以及对不均匀沉降敏 感程度等，采取不同的地基处理方法

征、稳定性现状、拟建建（构)筑物重要性等级以及对不均匀沉降敏 感程度等，采取不同的地基处理方法 3.0.9对评定为稳定及基本稳定的采空区场地，在确定采空区地 基处理设计方案时，尚应分析下列可能引起采空区活化的不利因 素： 1非充分采动的采空区及小窑采空区，地下水长期对煤（岩） 柱、顶底板岩石的软化作用； 2充分采动采空区跨落、断裂带地下水长期对覆岩的潜蚀 软化作用； 3地表水经塌陷坑、采动裂缝等长期人渗对采空区的作用； 4多煤层重复采动及邻近矿区开采的作用； 5地质构造褶皱、断裂强烈发育的采空区，受邻近矿区采动， 爆破振动、地震等作用； 6充水采空区，因相邻矿区开采的疏排水作用；未充水采空 区，因外界因素积水的软化作用； 7跨落带、断裂带发育且密实程度差的浅层、中深层采空区 场地上的附加荷载作用。 3.0.10应根据采空区类型、建（构）筑物规模及其所处地表移动 变形位置，同时结合上部结构、基础和地基的共同作用，选用地基 处理与加强上部结构抗变形能力的综合措施。

3.0.9对评定为稳定及基本稳定的采空区场地，在确定采空

3.0.11对以下类型采空区地基处理工程.应在有代表性的区段

进行现场试验和试验性施工，并应校验设计参数和施工工艺： 1采空区地基处理设计等级为甲、乙级的工程； 2无区域处理经验的工程： 3采用新材料或新处理工艺的工程

3.0.12采空区地基处理设计除应符合现行国家标准《3

基础设计规范》GB50007的有关规定外，尚应符合下列规定： 1所有采空区建（构筑物地基计算，应满足承载力计算的有

关规定； 2采空区建（构)筑物地基变形验算，应分析评价采空区残余 变形的影响； 3对位于斜坡上或边坡附近的采空区建（构）筑物以及受较 大水平荷载作用的高层建筑、高笃结构，尚应进行地基稳定性验 算

3.0.13处理后的采空区场地变形允许值应按表3.0.13确 定

3.0.13处理后的采空区场地变形允许值应按表3.0

表3.0.13场地变形允许值表

3.0.14采空区地基处理施工期间，地表移动变形监测，监测的内 容、方法、精度，应符合现行国家标准《煤矿采空区岩土工程勘察规 范》GB51044中察阶段变形监测的有关规定 3.0.15采空区地基上的建（构）筑物，应进行长期变形监测，监测 内容、方法及精度应满足现行行业标准《建筑变形测量规范》JGJ8 的有关规定。 3.0.16采空区地基处理施工工艺、工序应根据采空区顶板落 特征、密实程度、充水状态等综合确定，并应严格控制工序、质量 进行施工验证和工后检测与评价。 3.0.17煤矿采空区建（构）筑物地基处理鼓励采用新技术、新 材料和新工艺，合理利用矿渣、尾矿等废弃物，应遵守国家现 行安全生产和环境保护等有关规定，并应符合耐久性使用要 求

3.0.18煤矿采空区地基处理设计等级为甲级、乙级的建（构）筑 物，地基处理设计、施工、质量检验和工后监测等均应符合动态设 计、信息法施工的工程管理要求。地基处理设计等级为丙级的建 （构）筑物，地基处理设计、施工宜采用动态工程管理方法

4.1.1灌注充填法可用于各类型煤矿采空区的地基处理。 4.1.2灌注充填材料除应满足环境保护要求外，所选用材料的规 格、配比及各项参数均应满足采空区地基处理要求。 4.1.3灌注充填加固前宜进行室内浆液配比试验和现场灌注试 验.确定设计参数、处理效果、施工工法和施工设备

4.1.1灌注充填法可用于各类型煤矿采空区的地基处理。

4.2.1灌注充填法地基处理面积及处理深度可按本规范附录 计算。

4.2.2灌注孔布设应符合下列规

1灌注孔宜采用三角形布设，对于水平或近水平煤层采空 区，可采用正三角形布设； 2灌注孔间距应根据现场试验确定，在有经验的地区，也可 根据覆岩地层结构及岩性、回采率及采空区“三带”连通性，按表 4. 2. 2 确定;

表 4. 2. 2 灌注孔间距

续表 4. 2. 2

3采空区地基处理范围边缘部位应设置惟幕孔，并宜按多排、 三角形布置，间距可取灌注孔间距的1/2～2/3，且不宜大于10m； 4对存在采空区积水的特殊场地，雌幕孔的布设应满足注浆 挤压排水工艺的要求； 5取芯孔的数量应为注浆孔、惟幕孔总数的3%～5%。取 芯孔应全孔取芯，每回次岩芯采取率对完整、较完整岩石应大于 80%,对破碎岩石应大于70%，并应统计岩石质量指标RQD

1灌注材料宜以水泥、粉煤灰、黏性土等材料为主，在满足设 计要求的条件下，可选用其他替代材料； 2当采空区空洞、裂隙发育或存在采空区积水时，可配合灌 注砂、石屑、砾石、矿渣等粗骨料，粗骨料粒径的控制标准以满足可 灌注施工为准，灌注材料的规格应按表4.2.3确定：

表4.2.3灌注材料规格

3灌注材料的配比应结合当地经验，按采空区地基处理设 计等级并通过现场试验确定；浆液水固比宜取1：1.0～1：1.3,并 可掺人适量减水剂，当采空区存在积水时宜取小值；水泥应占固 相的15%～35%，地基处理设计等级为甲级或乙级时宜取高 值。 4.2.4全灌注充填法灌注量在缺乏经验地区可按下式估算：

4.2.6灌注施工工艺参数应符合下列规定：

1灌注压力应通过现场灌注试验确定，以不出现地表隆起为 控制标准； 2灌注终孔压力宜为注浆压力的1.5倍～2.0倍，注浆压力 达到灌注终孔压力后，单位灌注量小于50L/min且稳定15min以

上作为结束灌注控制标准

.7灌注顺序及工艺应符合下列表

1应先施工边缘惟幕孔，后施工中间灌注孔，以形成有效的 止浆幕； 2钻孔应按次序间隔成孔，成孔过程中应根据前序次注浆孔 注浆情况，结合地层及采空区特征对后次序的孔位、孔距、孔数、孔 深进行调整； 3灌注施工顺序应防止浆液无序扩散，并应遵循“分序间隔 灌注”的原则； 4倾斜煤层应先施工沿倾向深部采空区边缘孔，并应采取从 深到浅的施工顺序； 5单层采空区且采厚小于2m的，可采用全孔一次性灌注施 工； 6多层采空区矿层间隔较小且各矿层的跨落、断裂带互相贯 通时，可采用一次成孔，自下而上分段灌注施工； 7多层采空区矿层间隔较大，宜自上而下分段成孔，并应分 段灌注施工； 8对于充水采空区，可灌注石粉、砂砾石等粗骨料，或采用低 压浓浆灌注、添加速凝剂、间歇灌注及疏排水等措施保障灌注效 果：治理方案应进行专项技术论证

、跨落带与断裂带裂隙的发育程度、连通性与透水性确定。对 于缺之灌注经验或采用新的灌注工艺或灌注材料时，在大面积 灌注施工前，应根据采空区特征选择代表性区段进行钻孔工艺 性成孔试验和灌注试验，试验段孔数宜为设计灌注孔总数的 3% 5%

区特征等制定施工质量验收标准，灌注充填法设计施工检测标准 应符合表 4. 2. 9 的规定。

表4.2.9灌注充填法设计施工检测标准

：1采空区注浆结石体抗压强度指标的规定适用于基础主要受力层以外的采 空区地基处理范围，对于位于建筑基础主要受力层范围的，应满足建筑荷 载使用要求； 2 全部检测项目达到设计要求及检测标准时，施工质量为合格；有一项检测 项目未达到设计要求或检测标准时，施工质量为不合格，应进行综合分析， 并应制定整治和补救方案

注：1采空区注浆结石体抗压强度指标的规定适用于基础主要受力层以外的采 空区地基处理范围，对于位于建筑基础主要受力层范围的，应满足建筑荷 载使用要求； 2全部检测项目达到设计要求及检测标准时，施T质量为合格；有一项检测 项目未达到设计要求或检测标准时，施工质量为不合格，应进行综合分析 并应制定整治和补救方案

而上式灌注时，灌注可采用似法兰盘简易止浆法止浆，止浆浇筑 凝固时间不宜小于48h，灌注前应对止浆装置的有效性进行检验

多层采空区采用自上而下式灌注时，灌注应采用套管止浆。 4.3.3灌注管路及其接头应承受设计最大灌注压力的1.5倍～ 2.0倍，过流断面不应变径，灌注管路系统应严格密封。 4.3.4采空区地基处理设计等级为甲、乙级时，宜设置灌注现场 试验室，灌注施工前应对灌注浆液配比及浆液的密度、稠度、结石 率、初凝和终凝时间等进行现场检测

多层采空区采用自上而下式灌注时，灌注应采用套管止

2.0倍，过流断面不应变径，灌注管路系统应严格密封。

4.3.5灌注成孔施工应符合下列规定

1施工前应根据设计复核孔位，施工孔位与设计孔位的允许 偏差宜为设计灌注孔间距的10%； 2灌注孔位偏差因现场环境、地形地势、地下埋设物等条件 影响超过设计允许偏差时，应对原设计孔位、孔数进行调整； 3注浆成孔宜分2个～3个次序间隔成孔； 4钻进时应详细记录漏水、吸风、掉钻、塌孔、埋钻等现象及 采空区水位、水量的变化； 5灌注钻孔达到设计深度后应对钻孔进行冲洗，对遇水 软化、漏浆严重钻孔不宜冲洗，并应及时下入注浆管和止浆装 置

4.3.6灌注孔施工宜按照制浆

注压力和单位灌注量均无明显改变，或单位灌注量大于2501

注压力和单位灌注量均无明显改变，或单位灌注量大于250L/min 时，宜调整浆液浓度。

正在成孔的注浆孔应控制间距防止串浆。灌注过程中发生冒浆 串浆时，应采用低压、浓浆、小泵量、间歇灌注等方法进行处理

正在成孔的注浆孔应控制间距防止串浆。灌注过程中发生冒浆

巷内砌筑止浆墙，并应定期进行安全观测

巷内砌筑止浆墙，并应定期进行安全观测。 4.3.10灌注工程竣工资料除应符合现行建筑施工竣工资料要求 外，灌注施工用表宜符合本规范附录B的规定

4.4.1主要灌注材料和浆液性能检验应符合下列规定：

1每个批号的水泥均应进行检测。同一批号的水泥产品每 超过300t时，应增加检测一次。 2粉煤灰应按每500t检测一次。 3灌注量每达400m时，应制作一组浆液试样，每组3块 灌注浆液试块宜采用边长70.7mm的立方体，测定其立方体抗压 强度，养护条件应与结石体在采空区内的环境相近。 4浆液试块性能测试应按现行国家标准《工程岩体试验方法 标准》GB/T50266的有关规定执行。 5当同一灌注孔采用了多种配合比浆液时，应测定每一种配 合浆液的上述参数

5当同一灌注孔采用了多种配合比浆液时，应测定每一种配 合浆液的上述参数。 4.4.2灌注材料存放、运输应符合下列规定： 1水泥的存放及运输应防潮，并应按强度、产地、等级、品种 及进场日期分区堆放； 2当水泥受潮或存放时间超过3个月时，应重新取样检验； 3粉煤灰存放、运输过程中不得与水泥等粉状材料混堆，并 应采取适当的防尘、防扬沙措施。 4.4.3灌注充填法采空区地基处理工程质量检验宜在施工结束 3个月后进行，检测结果应满足设计要求。 4.4.4灌注充填法工程质量检验检测项目、方法及要求应符合本 规范表4.2.9的规定

4.4.5检查钻孔施工应采用回转钻进、全孔取芯钻探工艺

回次岩芯采取率不宜小于90%。岩芯描述应符合现行国家标准 《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定。对充填胶结结石体

应重点描述浆液对空隙和裂隙的充填胶结程度、浆液结石体的坚 硬程度、完整性等。

应少于3个。地基处理设计等级为甲、乙级的建（构）筑物施工过

1应以采空区受注层的平均剪切波速作为评价采空区灌注 施工质量检测的指标； 2应对比采空区勘察时的波速测试成果与灌注施工质量检 测结果，分析评价采空区灌注施工的质量

测结果，分析评价米空区灌注施工的质量 4.4.8对埋深小于30m的浅层采空区，可通过探井、探坑直接观 测采空区受注层的浆液充填和结石情况，确认剩余空洞情况，测试 结石体强度，评价采空区充填系数

测采空区受注层的浆液充填和结石情况，确认剩余空洞情况，测试

孔条件等工艺参数应与灌注施工相同

4.4.10灌注处理质量检测报告应包括工程概况检测项目、检测

5.1.1穿越法可用于地基处理设计等级为甲级、乙级，场地变升 值符合本规范第3.0.12条的规定，采空区埋深不大于30m的非 急倾斜采空区地基处理

5.1.1穿越法可用于地基处理设计等级为甲级、乙级DB22T 2245-2015 评估泥炭及有机土壤腐殖化程度的测定方法，场地变形 值符合本规范第3.0.12条的规定，采空区埋深不大于30m的非 急倾斜采空区地基处理。 5.1.2梁板跨越法可用地基处理设计等级为乙级、丙级：宽度 小于10m的稳定、基本稳定的巷道或地下碉室采空区地基处 理。

5.1.2梁板跨越法可用地基处理设计等级为乙级、丙级.宽度 小于10m的稳定、基本稳定的巷道或地下碉室采空区地基处 理。

5.1.2梁板跨越法可用地基处理设计等级为乙级、丙级.宽屋

5.2.1采用穿越法、跨越法进行煤矿采空区地基处理，其处理 积应根据建（构)筑物基础几何尺寸、地基持力层及采空区特征 条件确定，处理深度为采空区地基范围

空区类型、顶板管理形式、停采时间、顶底板埋深及岩性、覆岩特 征、胃落物性状，水文地质条件，建筑规模、功能及荷载特征、对差 异变形的适应性、施工技术条件与环境等因素设计，并应确保施工 安全。

标准《建筑桩基技术规范》JGJ94对甲级设计等级的有关规定。

进行设计，且应根据下列具体情况，分别进行承载力、沉降计算和 稳定性验算： 1应按桩基的功能和受力特征计算其竖向和水平承载力。 2应对桩身和承台承载力进行计算；对长径比大于50的桩

1 应按桩基的功能和受力特征计算其竖向和水平承载力。 2应对桩身和承台承载力进行计算；对长径比大于50的桩TCCTA 10101-2022 粗细络联操作规程，