地面沉降对策-城市灾害与抗震防灾对策

地面沉降是在自然和人为因素作用下，由于地表松散土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种地质灾害现象，是一种不可补偿的永久性环境和资源损失，是地质环境系统破坏所导致的恶果，是城市化建设过程中出现的主要地质灾害之一。地面沉降具有成层缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点，是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成严重威胁的地质灾害。

国内外地面沉降可归纳为3大类型：①内陆盆地型，如波兰的莱格纳卡盆地，我国内蒙古的呼和浩特和山西的大同；②冲积洪积平原型，如日本的佐贺，我国河南的郑州和安徽的阜阳；③沿海三角洲和滨海平原型，如意大利的波河三角洲，我国的上海和天津。这也是国内外发生地面沉降灾害的主要地区，也是最严重的地区。造成地面沉降的因素主要包括矿产资源开发、地壳活动、海平面上升、地表荷载及自然作用等。地下水位的变化是其中的主要因素，目前普遍采用有效应力原理进行解释：①当承压含水层地下水位下降，相邻各黏土层孔隙水向含水层释放，孔隙水压力降低，土层浮力效果减弱甚至消失，有效应力增大，黏土层被压缩；②水体流动、渗透力作用及重力场变化，使黏土层颗粒重新排列、结构变形或破坏，并发展侧向移动，造成土层压密；③抽水作用使砂砾石含水层颗粒排列紧密，间隙减小。上述三者共同作用，造成地面沉降。

为了将沉降所带来的影响降到最低，需要在地面沉降监测、统计分析、模型研究的基础上，建立地面沉降信息系统。它是由地下水和地面沉降基本数据系统、数据库管理系统、地面沉降预测预报系统、地面沉降图形信息制作及维护系统等四大部分组成。

案例十九：阪神大地震中街道路基发生不均匀沉降，造成路面的严重开裂。图3.27为震后的路面开裂的情况。其主要原因有两点：①强震在短时期内可引起区域性地面垂直变形，经历时间短；②强震导致的软土震陷、砂土液化也可造成局部地面下沉。

图3.27　公路路面的开裂

考查要点：记录发生不均匀沉降的位置，量测其高差，拍摄沉降状况的照片，为进一步的详细判别提供依据；对路面结构的变形进行记录和分析。

对策例：对破损路面进行清理，利用强夯法或土体置换的方法对破坏地基土进行处理。

案例二十：阪神大地震中神户港岛的人工岛发生砂土液化。其主要现象为喷砂冒水。图3.28为喷砂冒水后的遗留粉砂。该桥墩地基发生不均匀沉降，出现错台现象，多伴随墩柱转角变位。(www.xing528.com)

考查要点：对其上部结构及周围地基的变形进行记录和分析。

对策例：该区域发生了大面积砂土液化，为了应对该种受灾情况，可采用打挤密砂桩的办法，一方面，利用砂桩挤入的作用使周围软化土体产生横向挤压作用，提高土体的强度；另一方面，利用砂桩的排水作用，大大缩短了孔隙水的平均渗透路径，加快地基的固结沉降速率，加速软土的固结。

案例二十一：图3.29为阪神大地震中某街道的不均匀沉降现象。其主要现象为地表开裂与下沉。由于饱和砂土液化而导致地表的沉陷，这是造成该地不均匀沉降的主要原因之一。

图3.28　桥墩地基的不均匀沉降

图3.29　路基的不均匀沉降

考查要点：对周边建筑物地基的变形进行记录和分析。

对策例：对于因砂土液化而造成的小范围的沉降现象，可采用土体置换的方法，去除表面液化砂土，并覆以新土压实；或利用强夯法，利用重锤的冲击为将土体压实。