采煤沉陷区土地建筑利用研究进展与展望

地下煤炭资源经过长期高强度开采在地面形成了大面积采煤沉陷区,导致了严重的经济、社会、生态、环境问题。采煤沉陷区的综合治理既是国家重大战略需求,也是矿业城市转型和高质量发展的必由之路,随着城镇化进程加快,沉陷区建筑利用需求日益增加,尤其是矿业城市近郊采煤沉陷区的大型建筑利用,对于采动地层状态与长期演化机理认识、采动地层治理技术研发和科学合理利用模式建立提出了更高要求。科研人员对采煤沉陷区土地建筑利用相关领域开展了理论技术研究,世界各国也开展了采煤沉陷区土地建筑利用工程实践。首先阐述了采煤沉陷区土地建筑利用理论技术体系,然后汇总了与沉陷区土地建筑利用密切相关的采动地层损伤及长期演化规律、建(构)筑物与采动地层相互作用、采动地层治理与抗变形建筑技术和采煤沉陷区土地建筑利用模式4个方面研究进展,并进行了现状分析;笔者介绍了具有代表性的德国鲁尔区、安徽两淮、山东济南和河北唐山的采煤沉陷区土地建筑利用工程实践,说明采煤沉陷区土地建筑利用对矿业城市高质量、可持续发展的必要性和可行性。从采煤沉陷区土地建筑利用基础理论、采煤沉陷区注浆治理与抗变形建筑技术和采煤沉陷区大型建筑利用模式3个方面进行了采煤沉陷区土地建筑利用研究发展方向展望。系统阐述了采煤沉陷区土地建筑利用的理论、技术和工程实践研究现状,为采煤沉陷区土地建筑利用研究提供了方向。

沉陷区建筑物倾斜测量实例研究

受到长期地下开采作业的影响,我国一些地区的地表沉陷现象严重,且大多数建筑物沉陷分布在农村地区,勘测难度系数较大。近年来,我国对于沉陷区建筑物倾斜程度的测量有了很大的发展,从传统的水准导线测量、GPS监测到现阶段常用的三维激光扫描监测技术等,极大地提高了倾斜测量的速度和效率,节约了成本,但仍然很难满足对矿区沉陷进行全面监测的要求。随着无人机技术的逐渐完善,沉陷测量部门将三维激光扫描技术应用到建筑物倾斜测量中,提高了对相关地区的监测效率,该种检测方法具有高精度的特点,可以实现对山区自然灾害和矿区的塌陷程度等进行多角度、全方位的密切监测。文章将在点云特征线提取的基础上,对沉陷区建筑物倾斜测量进行具体的分析。

CFG桩复合地基在沉陷区差异沉降不良地基处理中的应用

以老虎台沉陷区为工程实例,针对沉陷区差异沉降不良地基无法满足地基使用要求的问题,采用有限元方法开展了采用CFG桩进行地基处理的数值模拟研究,对采用CFG桩加固前后的建筑物和地基土体的变形情况进行了系统的分析。结果表明:利用CFG桩加固后的地基稳定性大大提高,建筑物整体沉降显著降低,水平位移量值十分微小。验证了CFG桩加固沉陷区差异沉降不良地基的可行性和安全性。对于地基承载力足够大,但地基差异沉降过大的不良地基,采用CFG桩来协调地基变形具有良好效果。

可持续发展的重要领域——工程环境学

中国可持续发展的战略是使社会和环境能以持续发展。作为土木工程师应在大规模经济建设中,把可能出观的各种工程环境问题,如水资源减少、水质恶化、地面沉陷、水土流失、塌方、滑坡、建筑物融沉、开裂……等诸多灾害,消灭或减轻在萌芽之中。使建设工程造福于人类,使生活环境得以持续发展和改善,因而工程环境学是可持续发展中的重要领域。本文仅就由于工程降水而引起的水资源减少、水质恶化、地面下沉及建筑物沉陷等问题,作一重点阐述。