地面沉降（工程地質(zhì)現(xiàn)象）

地面沉降（工程地質(zhì)現(xiàn)象）

地面沉降 （工程地質(zhì)現(xiàn)象） 次瀏覽 | 2022.06.15 20:49:09 更新 來(lái)源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 地面沉降工程地質(zhì)現(xiàn)象

地面沉降（Ground precipitation），又被稱(chēng)為地面下沉、地陷，在中國(guó)《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》中，它被定義為“緩變性地質(zhì)災(zāi)害”。地面沉降是在人類(lèi)工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響下，由于地下松散、地層固結(jié)壓縮，導(dǎo)致地殼表面標(biāo)高降低的一種局部的下降運(yùn)動(dòng)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，截止到2011年10月，中國(guó)華北平原地面沉降量超過(guò)200毫米的區(qū)域已達(dá)6萬(wàn)多平方公里，占華北平原面積的近一半，北京、天津、滄州等地沉降最嚴(yán)重。

中文名

地面沉降

別名

地面下沉或地陷

發(fā)生地區(qū)

長(zhǎng)三角地區(qū)、華北平原、汾渭盆地

主要原因

大量抽取地下水

現(xiàn)象描述

形成原因

研究歷史

發(fā)生實(shí)例

簡(jiǎn)介

地面沉降（Ground?precipitation），可以被簡(jiǎn)單地稱(chēng)作“地陷”，在中國(guó)《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》中，它被定義為“緩變性地質(zhì)災(zāi)害”。

地球表面的海拔標(biāo)高在一定時(shí)期內(nèi)不斷降低的環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象稱(chēng)為地面沉降，是地層形變的一種形式。在中國(guó)《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》中，被定義為“緩變性地質(zhì)災(zāi)害”。

世界上地面沉降問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)，約始于20世紀(jì)初。最強(qiáng)烈的地面沉降發(fā)生于美國(guó)長(zhǎng)灘市威爾明頓油田，其最大累積沉降量達(dá)9米。中國(guó)的上海、天津、西安、常州等城市也先后發(fā)現(xiàn)地面沉降。

成因

地面沉降有自然的地面沉降和人為的地面沉降。

自然因素

1、在地表松散或半松散的沉積層在重力的作用下，由松散到細(xì)密的成巖過(guò)程；

2、由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震等引起的地面沉降。

3、海平面上升將導(dǎo)致地面的相對(duì)下降，如意大利威尼斯市海平面上升速度為1.27毫米／年，所引起的地面相對(duì)下沉約占該地區(qū)年平均沉降量的40％。另外全球氣候的轉(zhuǎn)暖，氣溫上升，必加速冰川消融，從而使海平面上升，地面相對(duì)下沉，而引起地面沉降。?

人為因素大量抽取地下水

雖然某些天然因素可以造成地面沉降，但地面沉降的主要原因還是人為的：地下水、石油、天然氣、地?zé)岬荣Y源的過(guò)度開(kāi)采；城市建筑；重大工程造成地基土體發(fā)生緩慢變形。[1]

1、過(guò)量開(kāi)采地下液體或氣體，致使貯存這些液、氣體的沉積層的孔隙壓力發(fā)生趨勢(shì)性的降低，有效應(yīng)力相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致地層的壓密。

2、大面積地面堆載的影響：分布有巨厚的高壓性淤泥和淤泥質(zhì)土的低洼地區(qū)，隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開(kāi)發(fā)，需在洼地上大面積堆填。其軟土在堆載(填土)荷重的作用下，產(chǎn)生一維壓縮固結(jié)，可形成地區(qū)性的地面沉降。[2]此類(lèi)沉降，受場(chǎng)地軟土的工程特性，層厚和堆載大小的控制，是構(gòu)成濱海平原城市總地面沉降的一個(gè)組成部分。如天津市占地40平方千米的塘沽開(kāi)發(fā)區(qū)及保稅區(qū)，在鹽池和灘涂上堆填1～2米厚填土，因堆載荷重的影響，地面沉降量可達(dá)十余厘米。

3、地面上的人為振動(dòng)作用(大型機(jī)械、機(jī)動(dòng)車(chē)輛等及爆破等引起的地面振動(dòng))在一定條件下也可引起土體的壓密變形。?

4、由于在建筑工程中對(duì)地基處理不當(dāng)，即地基勘探不周。???

5、密集建筑群的工程效應(yīng)：沿海軟土地區(qū)大規(guī)模開(kāi)發(fā)，超密集建筑群的涌現(xiàn)加上地鐵越江隧道等建設(shè)使土體的工程擾動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，由于工程環(huán)境效應(yīng)誘發(fā)的地面沉降問(wèn)題也日趨明顯。

類(lèi)型構(gòu)造沉降

由地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地表土壤的自然壓實(shí)，造成地面下沉現(xiàn)象；

抽水沉降

由于過(guò)量抽汲地下水（或油、氣）引起水位（或油、氣壓）下降，在欠固結(jié)或半固結(jié)土層分布區(qū)，土層固結(jié)壓密而造成的大面積地面下沉現(xiàn)象；

采空沉降

因地下大面積采空引起頂板巖（土）體下沉而造成的地面碟狀洼地現(xiàn)象。

模式

按發(fā)生地面沉降的地質(zhì)環(huán)境可分為三種模式：

現(xiàn)代沖積平原模式

如中國(guó)的幾大平原。

三角洲平原模式

尤其是在現(xiàn)代沖積三角洲平原地區(qū)，如長(zhǎng)江三角洲就屬于這種類(lèi)型。常州、無(wú)錫、蘇州、嘉興、肖山的地面沉降均發(fā)生在這種地質(zhì)環(huán)境中。

斷陷盆地模式

它又可分為近海式和內(nèi)陸式兩類(lèi)。近海式指濱海平原，如寧波；而內(nèi)陸式則為湖沖積平原，如西安市、大同市的地面沉降可作為代表。

影響

地面沉降的危害主要有：

(1)毀壞建筑物和生產(chǎn)設(shè)施；

(2)不利于建設(shè)事業(yè)和資源開(kāi)發(fā)。發(fā)生地面沉降的地區(qū)屬于地層不穩(wěn)定的地帶，在進(jìn)行城市建設(shè)和資源開(kāi)發(fā)時(shí)，需要更多的建設(shè)投資，而且生產(chǎn)能力也受到限制；

(3)造成海水倒灌。地面沉降區(qū)多出現(xiàn)在沿海地帶。地面沉降到接近海面時(shí)，會(huì)發(fā)生海水倒灌，使土壤和地下水鹽堿化。

分布范圍

截至2009年，中國(guó)累計(jì)地面沉降量超過(guò)200毫米的地區(qū)達(dá)到7.9萬(wàn)平方公里，發(fā)生地面沉降的城市超過(guò)50個(gè)，分布于北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、河南、湖北、廣東、海南、陜西、新疆等20多個(gè)省(區(qū)、市)。

其中地面沉降的重災(zāi)區(qū)主要是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，華北平原和汾渭盆地。

地面沉降較嚴(yán)重的城市：

上海市

1921-2011年上海地面沉降示意圖

從1921年發(fā)現(xiàn)地面下沉開(kāi)始，到1965年止，最大的累計(jì)沉降量已達(dá)2.63米，影響范圍達(dá)400平方公里。有關(guān)部門(mén)采取了綜合治理措施后，市區(qū)地面沉降已基本上得到控制。1966—2011年的45年間，上海地面累計(jì)沉降量約為0.29米。

天津市

從1959—1982年間最大累計(jì)沉降量為2.15米。1982年測(cè)得市區(qū)的平均沉降速率為94毫米。最大累計(jì)沉降量已達(dá)2.5米，沉降量100毫米以上的范圍已達(dá)900平方公里。

北京市

從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，北京的地下水位平均每年下降1—2米，最嚴(yán)重的地區(qū)水位下降可達(dá)3—5米。地下水位的持續(xù)下降導(dǎo)致了地面沉降。有的地區(qū)（如東北部）沉降量590毫米。沉降總面積超過(guò)600平方千米。而北京城區(qū)面積僅440平方千米，所以，沉降范圍已波及郊區(qū)。

西安市

地面沉降發(fā)現(xiàn)于1959年、1971年后隨著過(guò)量開(kāi)采地下水而逐漸加劇。1972—1983年，最大累計(jì)沉降量777毫米，年平均沉降量30—70毫米的沉降中心有5處。1983年后，西安市地面沉降趨于穩(wěn)定發(fā)展，部分地區(qū)還有減緩的趨勢(shì)。到1988年最大累計(jì)沉降量已達(dá)1.34米，沉降量100毫米的范圍達(dá)200平方公里。

太原市

經(jīng)1979年、1980年、1982年三次在市區(qū)600平方公里范圍的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)沉降量大于200毫米的面積有254平方公里，大于1000毫米的沉降區(qū)面積達(dá)7.1平方公里。最嚴(yán)重的是吳家堡，其次是小店。吳家堡水準(zhǔn)點(diǎn)的累計(jì)沉降量：1980年是819毫米，1982年是1232毫米，到1987年累計(jì)沉降量達(dá)1380毫米。

應(yīng)對(duì)防治措施中國(guó)應(yīng)對(duì)地面沉降

1、減少地下水的開(kāi)采量。

2、調(diào)整地下水的開(kāi)采層次。可將開(kāi)采上部含水層的層次轉(zhuǎn)向下部含水層。這對(duì)地面沉降有一定的緩和作用。?

3、人工回灌地下水含水層。以提高地下水位，達(dá)到緩和地面沉降的效果。

4、查清地下地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)高層建筑物的地基進(jìn)行防沉降處理。在已發(fā)生區(qū)域性地面沉降的地區(qū)，為減輕海水倒罐和烘勞等災(zāi)害損失，還應(yīng)采取加高固防紅堤，防潮提以及疏導(dǎo)河道，興建排澇工程等措施。

5、建立全面地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)地下水動(dòng)態(tài)和地面沉降監(jiān)測(cè)工作。?

中國(guó)應(yīng)對(duì)

為控制地下水的開(kāi)采，中國(guó)應(yīng)對(duì)各地區(qū)都在制定相應(yīng)的地方性條例和法規(guī)。

中國(guó)各地區(qū)主要采取的辦法就是關(guān)井，禁止或者限制開(kāi)采。

中國(guó)以及世界上主要沉降區(qū)的資料都證實(shí)，過(guò)量開(kāi)采地下水是造成地面沉降的主要原因。由于地面沉降是地下水超采造成的，最直接、有效的辦法就是嚴(yán)格控制地下水的開(kāi)采。除了控制開(kāi)采量，國(guó)內(nèi)還有些地區(qū)采取回灌的辦法增加補(bǔ)給，對(duì)于緩解地面水位下降和由此引發(fā)的地面沉降也非常有效。

2012年11月20日，《上海市地面沉降防治管理?xiàng)l例(草案)》提交市人大常委會(huì)第37次會(huì)議審議，草案首次就地面沉降防治的管理體制、規(guī)劃、危險(xiǎn)性評(píng)估及地下水的開(kāi)采和回灌等作出規(guī)定，包括明確軌交、高鐵和高架等重大市政工程設(shè)施必須與全市地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)定期聯(lián)測(cè)并報(bào)送日常運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，擬通過(guò)地方立法防治地面沉降。

地面沉降事故

中國(guó)漢宜高鐵潛江段2012年3月9日發(fā)生路基塌陷，塌陷長(zhǎng)度大約300米。漢宜高鐵業(yè)主單位否認(rèn)塌陷事故，稱(chēng)媒體報(bào)道均為不實(shí)報(bào)道，漢宜鐵路根本沒(méi)有發(fā)生高架橋坍塌和路基塌陷的事故。

2012年3月12日，武漢鐵路局辦公室王主任和中鐵十二局鎮(zhèn)海公司孫副總經(jīng)理在湖北潛江浩口的漢宜鐵路的29-30號(hào)墩樁（浩口鎮(zhèn)南灣橋）處，召開(kāi)了媒體記者見(jiàn)面會(huì)，回應(yīng)漢宜鐵路潛江段路基下沉和返工搶修事宜。鐵路方認(rèn)為是地質(zhì)情況估計(jì)不足，由于地質(zhì)沉降引起的，這不是質(zhì)量問(wèn)題是局部樁的密度不夠。[3]

2012年4月底，《北京市地面沉降監(jiān)測(cè)年度報(bào)告(2011年)》公布，雖然北京市采取了禁止超負(fù)荷開(kāi)采地下水等措施，但北京地面沉降仍在繼續(xù)。作為《北京市地面沉降監(jiān)測(cè)年度報(bào)告(2011年)》的審查專(zhuān)家之一，薛禹群對(duì)北京的地下水狀況憂(yōu)心忡忡。他認(rèn)為，已經(jīng)是2012年，距離2015年只有三年的時(shí)間，短短的三年既要限采，又要恢復(fù)，難度很大。

2012年8月10日，中國(guó)青年報(bào)報(bào)道，耗資87億的天定高速在2011年出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題后，2012年再次出現(xiàn)路基沉陷、路面破損等問(wèn)題。甘肅省交通廳工程處處長(zhǎng)談應(yīng)鵬回應(yīng)稱(chēng)，這次天定高速出現(xiàn)的問(wèn)題，并非源于工程質(zhì)量問(wèn)題，而是因?yàn)槭艿綇?qiáng)降雨的影響。面對(duì)天定高速出現(xiàn)的問(wèn)題，有許多聲音對(duì)調(diào)查結(jié)論未公布表示不滿(mǎn)，并對(duì)官方回應(yīng)提出質(zhì)疑。

參考資料