地面沉降產(chǎn)生機(jī)理及解決措施課件

地面沉降產(chǎn)生機(jī)理及解決措施

地面沉降產(chǎn)生機(jī)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(jī)理是:飽和土體的自重應(yīng)力由

顆粒和孔隙水共同承擔(dān),由土顆粒所承擔(dān)

的那部分應(yīng)力是有效應(yīng)力。

當(dāng)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(yīng)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(yīng)力等量增大。使土體被壓密并導(dǎo)致地面沉降。其機(jī)理是:飽和土體的自重應(yīng)力由

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

σ=σ′+μ

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

有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理:式中有效應(yīng)力原理表示研究平面上的

總應(yīng)力、有效應(yīng)力與孔隙水壓力三者

之間的關(guān)系當(dāng)總應(yīng)力保持不變時,孔隙水壓力與有效應(yīng)力可以相互轉(zhuǎn)化,即:有效孔隙水壓力減小等于有效應(yīng)力的等量增加。因此，當(dāng)?shù)叵滤怀榧持?，土中孔隙水壓力減小,轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，土骨架承受荷載增大。使土層產(chǎn)生沉降。有效應(yīng)力原理表示研究平面上的

總應(yīng)力、有效應(yīng)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(gòu)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(jìn)行基坑降(排)水。但是,降水方案不當(dāng),會引起周圍地面沉降,導(dǎo)致此范圍內(nèi)的建筑物、地下管網(wǎng)、道路及其它設(shè)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(gòu)筑物的開挖工程降水引起的地面沉降機(jī)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(xì)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(jìn)行,空洞擴(kuò)大,

最終形成塌陷沉降。①由于孔隙水從土中排出,導(dǎo)致有效應(yīng)力

增加,地層固結(jié)沉降;工程降水引起的地面沉降機(jī)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(jī)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(yán)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(zhǔn)點(diǎn)失準(zhǔn)，城市工程

建設(shè)所需水準(zhǔn)資料，需從地面未沉降區(qū)

水準(zhǔn)點(diǎn)引測，增大了水準(zhǔn)測量的工作量。

⒌影響建筑物抗震能力，致使地震災(zāi)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(zāi)害加劇。⒋由于地面沉降、水準(zhǔn)點(diǎn)失準(zhǔn)，城市工程

建設(shè)所需水準(zhǔn)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(yán)重?fù)p壞超采地下水引起的沉降，房屋嚴(yán)重?fù)p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(dǎo)致大雁塔嚴(yán)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(qiáng)化宣傳,充分認(rèn)識地下水超采的危害性、嚴(yán)重性;②大力推廣改水、節(jié)水經(jīng)驗(yàn),加大改水、節(jié)水力度;地面沉降具有累進(jìn)性及不可逆性特征,其產(chǎn)生的影響亦具有持續(xù)性特點(diǎn)。為此,在抽汲地下水時，必須采取切實(shí)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(qiáng)化宣傳,充分認(rèn)識地③加大行政管理力度,強(qiáng)化和落實(shí)各項(xiàng)開采

措施,加強(qiáng)地下水監(jiān)測;

④采用人工回灌地下水,促進(jìn)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(diào)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(qiáng)化和落實(shí)各項(xiàng)開采

措施,加強(qiáng)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(zhì)條件、周圍建筑物的分布情況及地下管線性質(zhì)及分布范圍,根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計科學(xué)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(jié)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