李毅

摘 要 因矿产资源的开采，使得其地下形成采空区，为了节约土地资源，在采空区上方搭建建筑物的项目越来越多，但是由于采空区地基不稳，地表建筑物极易出现变形、坍塌等问题。本文主要阐述采空区地表建筑物的变形特征以及应当如何预防建筑物出现上述问题，希望能够为相关工作人员和企业提供有效建议。

关键词 采空区;地表建筑物;变形特征;预防措施

前言

我国矿产开采方式主要是井工开采，在开采过程中不可避免会出现采空区，随着矿产开采力度加大，采空区的面积和范围也会不断扩大。由于采空区地下失去土岩支撑，原有平衡状态被破坏，在这上面构建的地表建筑物会因为地基不稳，极易出现变形、塌陷、沉降等问题，所以工作人员要采取有效措施对其进行防治。

1采空区地表建筑物的变形特征

1.1 斜裂缝

在采空区地表建筑物变形中，斜裂缝是一种相对比较常见的墙上裂缝。主要发生原因是：地表曲率变形使得剪力发生作用，导致建筑物墙体出现因主拉应力强调不足而断裂[1]。斜裂缝这一变形特征主要出现在地表建筑物的门窗洞口附近、两端窗间墙和水平砌体带上。

1.2 墙身顶部竖向裂缝

在采空区上方，通常建有缺乏钢筋混凝土圈梁、水平配筋砌体带的地表建筑物，由于其没有必要的承载支撑，在受到外界影响时，建筑物墙身顶部则会出现竖向裂缝。这种裂缝通常情况下会出现在建筑物的纵墙上，沿着墙壁长度方向分布，重点地区为墙身顶部和中部，裂缝呈现上宽下窄特征，由墙身顶部沿竖直方向发展，对建筑物的稳定产生不利影响。

1.3 窗台墙上竖向裂缝

窗台墙上属相裂缝的表现特征与墙身顶部竖向裂缝特征相同，皆是上宽下窄，通常是从窗台墙上部开始向下扩展，窗口越宽，裂缝也就会越大，不利于建筑物的安全和稳定。这种裂缝普遍出现在建筑物的中间部位（窗台部位），两端出现该变形的概率较小。

1.4 窗间墙上水平裂缝

一般情况下，窗间墙上水平裂缝出现在地表建筑物门窗洞口的上下水平处，其具体表现特点为门窗洞口边缘处裂缝宽度大，两端裂缝宽度小，且出现裂缝的上下部砌体并不会发生错动现象。

1.5 勒角上竖向裂缝

勒角上竖向裂缝经常与窗台墙上竖向裂缝连在一起，对建筑物的整面墙产生作用，严重时会导致墙面破损和倒塌。这种裂缝的主要表现特征为上宽下窄，通常出现在窗台墙的下部勒角处。

2预防地表建筑物变形的措施

2.1 基础方案的选择

由于采空区地下的原固有平衡被破坏，缺少土岩支撑，所以想要避免地表建筑物出现变形问题，就应当对采空区地下进行填补，除了用土岩填补之外，还可以用钢筋等建筑材料搭建支撑架，从而提升采空区地面稳固程度。采空区面积相对较大，尽管可以利用上述方法降低地面出现沉降的概率，但是需要消耗的人力、物力、财力也会大幅度增加，在时间的影响下，地下支撑架可能会出现被腐蚀、老化等问题，不利于保持地表建筑物的稳定性。

因此，在填补、加固地下的同时，还应当做好建筑物本身的工作，从根本上提升地表建筑物抗变形的能力。由于采空区地表建筑物是否会出现变形，主要影响因素是地基、基础结构和上部结构，所以在设计建筑物时，要做好基础方案的选择。采空区地表建筑物的基础应具备足够的强度、刚度和承载力，如此才能提升建筑物适应变形的能力，通过抵抗或部分吸收来预防地表变形的影响，通常备选方案有刚性方案、柔性方案以及二者结合使用。柔性方案指的是在地基与基础之间、墙体与基础之间增设滑动层，利用石墨、砂垫层、油毡吸收水平变形;刚性方案是指利用刚度较大的檐口圈梁、钢筋混凝土或基础圈梁组成空间骨架，通过提高建筑物的刚度来增强墙体抵抗变形所造成的附加应力，从而起到预防墙体出现裂缝的作用。将柔性方案与刚性方案结合使用，能够有效提高地表建筑物抵抗采空区地表变形和不均匀沉降的能力。

2.2 总图方案的调整

在决定好地表建筑物的基础方案后，便可以确定建筑总图方案，在实际施工中还要对其进行调整，以此来避免出现地表建筑物横跨相对稳定地带和稳定地带的现象，尽量减小因地基出现不均匀沉降所造成的损害。对此，工作人员应当在满足地表建筑物基本使用功能的前提下，对建筑、地形、平面进行设计和调整，严格控制拟建建筑物的长高比，缩小建筑物高差，增加整体刚度，从而提升地表建筑物的稳定程度和坚固程度。另外，还要控制建筑物的层数和高度，结合实际情况对方案中的建筑结构进行优化，促使结构平面符合竖向布置规则，减小平面凹進尺寸，从而避免出现楼板局部不连续和竖向抗侧力构件不连续、建筑承载力突变等问题[2]。对于横跨相对稳定地带和稳定地带的地表建筑物，可以通过设置沉降缝的方法来降低地基不均匀沉降对建筑物造成损害的概率。

2.3 重视地表建筑物的结构选型

由于科学合理的结构能够大幅度提升建筑物抗变形能力，所以工作人员应当重视采空区地表建筑物的结构选型。第一，在进行结构选型时，应将延性与静定相结合，提高建筑物结构的整体性与可靠性，平面设计和立面设计也应遵循整齐、对称、低矮和均匀的设计原则。第二，在构造建筑物结构时，首先应在地表建筑物上安装钢筋混凝土圈梁，然后利用调整房屋长度尺寸来提高完整性、降低造价，随后利用筏板基础、双板基础来应对较大的地表变形，最后利用变形缝避免采空区地表出现不均匀沉降。第三，通过设置地表变形缓冲沟，促使基础、地表建筑物与地基持力层相互作用，从而实现预防采空区地表建筑物变形。

3结束语

综上所述，近些年来，我国政府为了节省土地资源，在采空区上部开发建设的项目越来越多，影响采空区地表建筑物变形的因素复杂多样，其变形特征也各不相同，沉陷坍塌会对地标建筑安全和稳定造成严重损害。但只要工作人员分阶段采用切实可行的措施，就可以有效避免采空区地表建筑物出现变形问题。

参考文献

[1] 韩春凯.老采空区上方建筑地基稳定性评价及建筑地基处理与基础设计[J].建材与装饰，2018，（42）：84-85.

[2] 任连伟，周桂林，顿志林，等.采空区建筑地基适宜性及沉降变形计算工程实例分析[J].岩土力学，2018，39（08）：2922-2932，2940.