第十讲 地面沉降
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人类活动对地面沉降的影响当中国的城市正竭力向上发展,农村正拼命追求高产的时候,却没想到脚下的土地,已不堪重负,正悄无声息地下降。
千年古城西安在不知不觉中变“矮”,大雁塔可能成为“比萨斜塔”;天津塘沽地区九十年代海拔高度降低了3米,海河出现海水倒灌;北京有五个地区出现较大的地面塌陷,最严重的地方地表还在以每年20至30毫米的速度下沉;上海的地面以平均每年10毫米的速度下沉,有专家惊呼:再下沉2米,上海将陷于一片汪洋之中。
这一系列的现象均是由地面沉降所引起,同时与人类工程活动息息相关。
一、地面沉降的概念地面沉降,又被称为地面下沉、地陷。
它是在人类工程经济活动影响下,由于地下松散、地层固结压缩,导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动。
二、我国地面沉降的重灾区“目前,中国在19个省份中超过50个城市发生了不同程度的地面沉降,累计沉降量超过200毫米的总面积超过7.9万平方公里。
”2011年12月,国土资源部地质环境司副司长陶庆法表示,“地面沉降的重灾区主要是华北平原、长江三角洲地区和汾渭盆地这三个区域。
”所谓重灾区,是以累积地面沉降量超过200毫米的面积达到一定程度来判断的。
据相关报道,选取200毫米作为临界点,是因为地面沉降量达到200毫米将对地质环境产生很大影响。
中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示:华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势。
在累计地面沉降量超过200毫米的7.9万平方千米地区中,华北平原占比最大,达到6.2万平方千米。
其中天津和沧州地区的地面沉降中心最大累计沉降量超过2500毫米,此外,在沧州、衡水和保定等地区不同程度地发生地裂缝。
长江三角洲地区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里,占区域总面积的1/3。
其中,上海中心城区和江苏无锡等沉降中心的最大累计沉降量超过2500毫米,上海市、江苏省的苏锡常三市开始出现地裂缝等地质灾害。
地面沉降一、地面沉降现状2. 国内地面沉降现状河北平原总面积81459km2,河北平原地面沉降大于200mm 的面积达48550km2,占59.6%。
二、地面沉降的危害(1) 损失地面标高造成雨季地表积水,防泄洪能力下降,沿海地区抵抗风暴潮的能力降低。
如塘沽由于地面标高的损失,沉降中心的地面标高已不足1m,而遇风暴时海水上涨5~6m,现有防潮堤不足以阻挡海水,造成大面积入侵,1985年8月2日和19日,潮位达5.5m,新港造船厂、东大沽一带被海水淹没,直接经济损失达1. 2亿元;1992年9月1日,潮位达5. 93m,天津港前方库房、码头、客运站等全部被海水淹没,新港造船厂、北塘修船厂、救助站、部分村庄、万亩虾场、农田也受淹,直接经济损失达3亿元。
2002年7月5日,沧州市降水量97mm,整个沧州市区汪洋一片,市政设施管理处11个排水泵站33台水泵全部启动,连续48h才将积水排完,总排水量约356×104m3。
2003年10月10日,因持续降雨,城区3295户进水。
(2) 城市管网遭到破坏。
城市给水供气管道随地面不均匀沉降而弯曲变形,导致管道漏水漏气,进而折断,直接影响市民生活及工业生产,给当地人民的生命财产安全造成巨大威胁。
沧州市给水管网26km,仅2002年给水管网就破裂776次。
上海市曾发生地面沉降折断大口径(300mm)煤气管导致煤气泄漏事故。
(3) 铁路安全受到威胁。
由于地面沉降造成铁路路基不均匀下沉,铁路安全受到威胁。
如京沪铁路从沧州市沉降中心穿过,由于铁路路基下沉,在沧州市地面沉降中心地段,路基碎石垫层已加厚了500mm,不仅造成经济损失而且影响铁路安全运行。
(4) 河床下沉,河道防洪排涝能力降低,影响南水北调等引水工程安全;桥下净空变小影响泄洪和航运。
南运河从沧州市横穿而过,是引黄入津的通道,也是南水北调东线的经由之路,由于地面沉降,造成河床下沉,其过水能力锐减,原设计流量为120m3/s,现在已不及原设计能力的1/2。
地面沉降处理地面沉降是指地基的沉降运动,能够引起地面的沉降变形、塌陷和沉陷,继而对建筑物造成破坏。
地面沉降是一个严重的环境问题,它可以对房屋和其他建筑物造成严重的损害,甚至会影响地面沉降地区的社会发展。
在中国,随着经济的发展,地面沉降变得越来越严重。
因此,针对地面沉降问题,必须推行有效的处理措施。
面对地面沉降,采取有效的处理措施分为三个步骤:一是防治,二是调查,三是整治。
第一步是防治,做好防治措施是解决地面沉降问题的前提。
在施工过程中,必须严格控制施工影响范围,减少地面沉降的发生,为了防止地基沉降,施工设计需要考虑地基沉降预防措施,建议在现有施工场地初步调查地质情况,明确施工过程中需要采取的技术措施,以防止或减少地面沉降的发生。
第二步是调查,在施工前要经过充分的调查,以确定地基的沉降情况。
调查的目的是收集地面沉降现象的相关数据,确定沉降程度,以便进行有效的处理。
调查应包括室外摄影、多年剖面、地下水条件、地表沉降和空间水平位移等项目。
第三步是整治。
整治沉降现象的措施有很多,具体可以分为顶层维护技术、支撑结构技术和防压结构技术等。
顶层维护技术是把施工过程中发生的地面沉降现象,通过再注浆的形式,将整个地基的沉降整体补平,以达到地面沉降彻底消除的目的。
支撑结构技术是通过支撑结构,来抵消地基发生沉降的影响,从而达到防止建筑物沉降的目的。
防压结构技术是通过安装防压结构,来控制地基发生沉降的惯性力,从而抑制地面沉降幅度,避免房屋发生塌陷和沉陷,同时维护地面整体的平整度。
另外,地面沉降处理还应该考虑到临时土质加固的技术,可以进行临时的土质改良,以达到减弱地基沉降的目的。
总之,为了解决地面沉降问题,应采取有效的处理措施,三个步骤:防治、调查和整治,应按照地基沉降情况和施工安全要求,采取相应的技术措施,将地面沉降彻底处理掉。
地面沉降的处理不仅要识别问题的症结所在,还要基于定量分析,对地基沉降影响了的建筑采取合理的处理建议,以保证建筑物的安全。
地面沉降的原因和处理方法随着城市的不断发展和人口的增加,地面沉降问题越来越引人注目。
地面沉降指的是地面表面在一定时间范围内不断下降的现象,其原因多种多样,包括地质条件、人类活动、气候变化等。
本文将探讨地面沉降的原因和处理方法,帮助人们更好地理解和解决这一问题。
地面沉降的原因多种多样。
首先,地质条件是地面沉降的重要原因之一。
例如,地下水开采使得地下水位下降,导致地表下沉;地壳运动和构造变形也会引发地面沉降。
其次,人类活动也对地面沉降产生了较大影响。
大规模建筑、挖掘、填埋等工程活动会改变地下水流动状况和土壤结构,引发地面沉降。
第三,气候变化也是地面沉降的因素之一。
气候的干湿变化会导致土壤的收缩与膨胀,进而导致地面沉降。
面对地面沉降问题,我们需要采取一系列的处理方法。
首先,我们应该加强地表监测与预警体系的建设,及早发现地面沉降的迹象。
通过监测地表沉降速率和范围,我们可以更准确地评估地质风险,及时采取措施,减少潜在的损失。
其次,我们应该加强地下水管理与保护。
合理利用地下水资源,避免过度开采导致地下水位下降,从而减少地面沉降现象的发生。
同时,限制工业和农业排放含有有机物质的废水,减少土壤有机质的分解,以保持土壤的稳定性。
此外,我们还应加强建筑工程的管理与规划。
在规划新的建筑项目时,应充分考虑地质条件和地下水位状况,合理选择建筑材料和施工方式,以减少地面沉降产生的影响。
同时,在城市更新和维修项目中,也要注意保持地表和地下的平衡,避免局部地面沉降引起的问题。
此外,加强土地治理和保护,保持土壤的稳定性和适宜的湿度,也是减少地面沉降的重要措施。
综上所述,地面沉降是一个复杂的问题,其原因涉及地质条件、人类活动和气候变化等多方面因素。
然而,通过加强地表监测与预警、地下水管理与保护以及建筑工程管理与规划,我们能够有效减少地面沉降的发生,保护我们的环境和生活质量。
地面沉降问题的解决需要各方共同努力,采取综合性的措施,确保我们的城市可持续发展。
吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§13.3地面沉降的灾情评估及防治措施一、地面沉降的概念及产生原因地面沉降(Land Subsidence)是指在自然因素或人为因素影响下发生的幅度较大、速率较大的地表高程垂直下降的现象。
地面沉降,又称地面下沉或地陷,是指某一区域内由于开采地下水或其它地下流体所导致的地表浅部松散沉积物压实或压密引起的地面标高下降的现象。
意大利威尼斯城最早发现地面沉降。
之后随着经济发展,人口增加和地下水(油气)开采量增大,世界上许多国家如美国、日本、墨西哥、欧洲和东南亚一些国家均发生了严重的地面沉降。
地面沉降的特征是主要发生于大型沉积盆地和沿海平原地区的工业发达城市及油气田开采区。
其特点是涉及范围广,下沉速率缓慢,往往不易被察觉;在城市内过量开采地下水引起的地面沉降,其波及的面积大;地面沉降具有不可逆特性,就是用人工回灌办法,也难使地面沉降的地面回复到原来的标高。
因此地面沉降对于建筑物、城市建设和农田水利设施危害极大。
经过对地面沉降的长期观测和研究,对地面沉降的主要原因已取得比较一致的看法。
地面沉降的原因颇多,有地质构造、气候等自然因素,也有人为原因。
人类工程活动是主要原因之一,人类工程活动既可导致地面沉降,又可加剧地面沉降,其主要表现在以下几方面:1. 大量抽取液体资源(地下水、石油等)、地下气体(天然气、沼气等)活动是造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因;2. 采掘地下团体矿藏(如沉积型煤矿、铁矿等)形成的大范围采空区,及地下工程(隧道、防空洞、地下铁道等)是导致地面下沉变形的原因之一。
3. 地面上的人为振动作用(大型机械、机动车辆等及爆破等引起的地面振动)在一定条件下也可引起土体的压密变形。
4. 重大建筑物、蓄水工程(如水库)对地基施加的静荷载,使地基土体发生压密下沉变形。
5. 由于在建筑工程中对地基处理不当,即地基勘探不周。
地面沉降和地裂缝
地面沉降和地裂缝都属于地质灾害。
地面沉降是人类活动固结、压缩地下松散土层,导致地壳标髙降低的局部工程地质现象。
沿江或沿海地区的地面沉降使得这些区域容易发生河水或海水倒灌,给城市带来经济损失,对城市港口码头、水利设施、交通运输、公共设施等都有损害,也会影响地面和地下建筑的稳定和安全。
中国的长江三角洲地区、华北平原以及汾渭盆地是地面沉降的重灾区。
地裂缝则是地表岩、土体在自然或人为因素作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象。
地裂缝的主要危害是造成房屋开裂、建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂等,影响人民生活和生产安全。
我国地裂缝分布的范围相当广泛。