某大酒店高21層，由主樓及裙樓組成，主樓東西長42m，南北寬20m，框剪結(jié)構(gòu)；裙樓位于主樓東、南、西三側(cè)，外包尺寸東西長66m，南北寬43～50m，高度均為3層，框架結(jié)構(gòu)，主、群樓均設(shè)一層地下室，彼此結(jié)構(gòu)獨立。
場區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，分組為第二組。
場區(qū)地層主要為石炭～二疊系煤系地層，整體走向NE，傾向NW，傾角平緩，上覆第四系地層由黏性土組成，厚度約10m。場區(qū)共含煤21層，煤層總厚度5.32m，其中場地可采、局部可采煤層6層，場地位置實際開采煤層為17煤、20煤和21煤。
場區(qū)內(nèi)煤礦開采方法為走向長臂法，頂板管理為自由垮落法。各采煤工作面基本情況詳見表1。根據(jù)開采時間確定，場區(qū)采空區(qū)為老采空區(qū)。
表1                       場區(qū)地段采煤工作情況簡表

煤層 編號	煤層頂板 特征	煤層底板 特征	工作面 編號	采深 （m）	采厚 （m）	開采 時間
17煤	頁巖，平均厚度0.56m	砂頁巖，平均厚度2.27m	1704	-242.5	0.85	1980-1981
			1702	-241.5		1974
			1720	-237.8		1977
20煤	灰?guī)r，平均厚度3.87m	砂巖，平均厚度5.38m	2004	-265.7	0.80	1981
			2006	-258.0		1981
			2002	-274.4		1976
			2020	-257.0		1979
21煤	灰?guī)r，平均厚度9.11m	砂頁巖，平均厚度2.50m	2106	-262.7	0.65	1990
			/	-282.5		1993
			2104	-292.4		/
			2102	-298.9		1994
			/	-301.4		1991-1992

場地穩(wěn)定性評價
（1）開采時間判定采空區(qū)地基穩(wěn)定性
煤礦采空區(qū)地面變形活躍期結(jié)束時間為T=2.5H₀（天）    式中H₀為采深，單位m。
場地煤層最大采深約為333m（從地面算起），根據(jù)上式估算其地面變形活躍期結(jié)束時間為833天，而場地煤層最后開采時間為1994年,因此從開采時間評價，場地采孔區(qū)地面變形已經(jīng)趨于穩(wěn)定。然而需要說明的是，采空地面塌陷變形穩(wěn)定并不代表采空區(qū)上覆巖土體變形的絕對終止，只是其變形量在一定時間內(nèi)小于一定限值，并且在特定條件下還將發(fā)生活化，發(fā)生二次較大變形。
（2）采深采厚比判定采空區(qū)地基穩(wěn)定性
場地內(nèi)煤層最小埋深約238m，采深采厚比280,遠大于30,地表一般出現(xiàn)連續(xù)沉降變形，但在地表沉降移動盆地邊緣，裂縫較發(fā)育，其大小隨著采深的增大而減小。
（3）根據(jù)地基附加應(yīng)力與冒落帶發(fā)育高度判定采空區(qū)地基穩(wěn)定性
    a.建筑物荷載影響深度計算
取地基中的附加應(yīng)力Oz占上覆地基土自重應(yīng)力Ocz的10%所對應(yīng)的深度為地基受壓層深度。以采用筏板基礎(chǔ)考慮，計算21層主樓中心位置43m深度處附加應(yīng)力Oz約為78kPa，不足該深度處巖土自重應(yīng)力（Ocz=915 kPa）的10%，據(jù)此確定建筑物基底附加應(yīng)力最大影響深度約為地面以下43m。
b.冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶計算
經(jīng)驗公式?。篐m=100M/(3.3n+3.8)+5.1    式中M為累計采厚（m），n為煤層分層數(shù)；
計算Hm約為22m。
場地深部17、20和21煤采空區(qū)冒落、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度遠在建筑物基底附加應(yīng)力的影響深度43m以下，新建建筑物不會導(dǎo)致17、20和21煤采空區(qū)活化失穩(wěn)。
（4）根據(jù)工程荷載與煤層頂板力學性能判定采空區(qū)地基穩(wěn)定性
根據(jù)公式估算采空區(qū)頂板巖石的穩(wěn)定性：

式中：H₀為臨界深度；B為巷道寬度（m），按4m計算；γ為巖土層平均重度，按26.5kN/m³計；φ為摩擦角，取平均值30⁰。
對于高度21層的建筑物，按平均基底壓力P₀為420kPa估算，H₀=31.6m，1.5H₀=47.4m。場地17、20和21煤采空區(qū)采深大于245m，遠大于1.5H₀=47.4m，因此，地基基本穩(wěn)定。
（5）老采空區(qū)活化判定采空區(qū)地基穩(wěn)定性
老采空區(qū)在遭受重復(fù)采動、地震、地下水超采等強烈地質(zhì)環(huán)境條件改變作用時，其上方原來基本穩(wěn)定的巖土體因應(yīng)力平衡的破壞將發(fā)生二次變形，直至達成新的應(yīng)力平衡，從而形成老采空區(qū) “活化”現(xiàn)象。老采空區(qū)活化的變形特征與現(xiàn)采空相似，但強度明顯減弱。
綜合上述分析可知，場地的穩(wěn)定性主要受老采空區(qū)殘余變形及“活化”作用的不利影響；綜合評定，在采取合適的建筑結(jié)構(gòu)抗變形措施后，場地基本穩(wěn)定。
進一步工作的思考
（1）加強采空區(qū)的地質(zhì)勘察工作。根據(jù)資料的收集和勘察成果，首先應(yīng)考慮采空區(qū)在附加荷載作用下是否會“活化”，然后再計算其在使用年限內(nèi)的殘余沉降量以及采空區(qū)地基的承載力。
（2）老采空區(qū)巖土工程穩(wěn)定性問題要從多重地質(zhì)因素共同作用的角度進行分析論證，除上述論述說論述的條件外，還應(yīng)考慮場區(qū)自然地理概況、區(qū)域地質(zhì)條件及采空區(qū)塌陷狀況等，并應(yīng)根據(jù)工程需要，論述采空區(qū)地面變形特征，計算剩余沉降量和預(yù)測變形的發(fā)展趨勢。
（3）老采空區(qū)評價方法多采用定性與半定量的綜合分析方法確定場區(qū)的穩(wěn)定性。
（4）關(guān)于老采空區(qū)穩(wěn)定性的研究，特別是在工程建筑行業(yè)經(jīng)驗積累較少，因此，沒有實際建筑經(jīng)驗可供參考，高層建筑建成以后的變形特征及安全運行情況難以準確預(yù)計，因此場地用作高層建筑物的建設(shè)場地時尚缺少建筑實踐經(jīng)驗的支撐，需委托權(quán)威機構(gòu)進行專門性論證工作。
 
 
 
參考文獻
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