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。