地面沉降產(chǎn)生機理及解決措施課件

地面沉降產(chǎn)生機理及解決措施

地面沉降產(chǎn)生機理及解決措施

一、城市地面沉降產(chǎn)生的原因

⒈抽汲地下水抽汲地下水引起的地面沉降大多發(fā)生在大量開采松散沉積物孔隙承壓水的地區(qū)。一、城市地面沉降產(chǎn)生的原因

⒈抽汲地下水抽汲地下水引起的地面北京地區(qū)地面沉降北京地區(qū)地面沉降其機理是:飽和土體的自重應力由

顆粒和孔隙水共同承擔,由土顆粒所承擔

的那部分應力是有效應力。

當抽水引起承壓水水位下降時,含水層本身及其上下隔水層中孔隙水壓力也隨之降低。在總應力不變的條件下,飽和土體中孔隙水壓力減小必然會使土中有效應力等量增大。使土體被壓密并導致地面沉降。其機理是:飽和土體的自重應力由

顆粒和孔隙水共有效應力原理有效應力原理：在外荷載作用下，土中應力被土骨架和土中的水氣共同承擔，但是只有通過土顆粒傳遞的有效應力才會使土產(chǎn)生變形，具有抗剪強度。有效應力原理有效應力原理：有效應力原理有效應力原理:

σ=σ′+μ

式中:σ為平面上法向總應力,kPa;σ′為平面上有效法向應力,kPa;μ為孔隙水壓力,kPa。

有效應力原理有效應力原理:式中有效應力原理表示研究平面上的

總應力、有效應力與孔隙水壓力三者

之間的關系當總應力保持不變時,孔隙水壓力與有效應力可以相互轉化,即:有效孔隙水壓力減小等于有效應力的等量增加。因此，當?shù)叵滤怀榧持螅林锌紫端畨毫p小,轉化為有效應力，土骨架承受荷載增大。使土層產(chǎn)生沉降。有效應力原理表示研究平面上的

總應力、有效應力與孔隙⒉工程降水引起局部地面沉降在深基坑和地下構筑物的開挖過程中往往會遇到地下水位高于施工作業(yè)面的情況,為防止基坑邊坡失穩(wěn),保證順利開挖,避免水下作業(yè),須進行基坑降(排)水。但是,降水方案不當,會引起周圍地面沉降,導致此范圍內的建筑物、地下管網(wǎng)、道路及其它設施發(fā)生斷裂、傾斜,影響其正常使用和安全。⒉工程降水引起局部地面沉降在深基坑和地下構筑物的開挖工程降水引起的地面沉降機理有多種:

②水位降低,減少了土中地下水對地上建筑物

的浮托力,使軟弱土、層受到壓縮而沉降;

③土壤中的細小顆粒隨著流動的水不斷流失,在土

層中形成空洞,隨著抽水的不斷進行,空洞擴大,

最終形成塌陷沉降。①由于孔隙水從土中排出,導致有效應力

增加,地層固結沉降;工程降水引起的地面沉降機理有多種:②水位降低,減少了土中地二、地面沉降的危害

⒉形成地裂縫，它直接或間接地惡化環(huán)境。

⒊許多機井因地面沉降，井管較地面相對上升，

泵房地面及墻體開裂，造成泵房破壞，嚴重影

響抽水。⒈對建筑物的破壞和影響，建筑物地基

下沉、房屋開裂破壞。二、地面沉降的危害⒉形成地裂縫，它直接或間接地惡化環(huán)境。⒋由于地面沉降、水準點失準，城市工程

建設所需水準資料，需從地面未沉降區(qū)

水準點引測，增大了水準測量的工作量。

⒌影響建筑物抗震能力，致使地震災害加重。

⒍由于地面沉降作用，局部改變地形地貌條件，

形成地面沉降降落漏斗，降低防洪排澇工程效

能，造成大面積積水，洪澇災害加劇。⒋由于地面沉降、水準點失準，城市工程

建設所需水準資料，地面沉降引起的房屋裂縫地面沉降引起的房屋裂縫超采地下水引起的沉降，房屋嚴重損壞超采地下水引起的沉降，房屋嚴重損壞廣州金沙縣地鐵工程抽排地下水引起地面沉陷，使周邊的建筑物損壞廣州金沙縣地鐵西安地下水超采導致大雁塔嚴重傾斜西安地下水超采上海地鐵事故上海地鐵事故三、如何解決地面沉降問題

⒈抽汲地下水①強化宣傳,充分認識地下水超采的危害性、嚴重性;②大力推廣改水、節(jié)水經(jīng)驗,加大改水、節(jié)水力度;地面沉降具有累進性及不可逆性特征,其產(chǎn)生的影響亦具有持續(xù)性特點。為此,在抽汲地下水時，必須采取切實有效的防治措施:三、如何解決地面沉降問題

⒈抽汲地下水①強化宣傳,充分認識地③加大行政管理力度,強化和落實各項開采

措施,加強地下水監(jiān)測;

④采用人工回灌地下水,促進地下水位回升,

使地面不再繼續(xù)下沉甚至地面略有回升;⑤調整開采層次,以此減緩地區(qū)的地面下沉。③加大行政管理力度,強化和落實各項開采

措施,加強地下水⒉工程降水

在工程降水前,首先要查明場地的水文地質條件、周圍建筑物的分布情況及地下管線性質及分布范圍,根據(jù)實際情況設計科學的降水方案與防范措施。⒉工程降水

在工程降水前,首先要查明場地的水文四、總結人為因素引起的地面沉降已在逐漸加劇，地下水的大量抽汲，破壞了地下水的平衡，造成了日