5. 由于在建筑工程中对地基处理不当,即地基勘探不周。
从地层结构而言,透水性差的隔水层(粘土层)与透水性好的含水层(砂质土层、砂层、砂砾层)互层结构易于发生地面沉降,即在含水性较好的砂层、砂砾层内抽排地下水时,隔水层中的孔隙水向含水层流动就会引起地面沉降。根据土的固结理论可知,含水层上覆荷载的总应力P应由含水层中水体和土体颗粒共同承受。其中由水体所承受的孔隙压力Pw并不能引起土层压密,称之为中性压力。由土体承受的部分压力直接作用于含水层固体骨架之上。可直接造成土层压密,称之为有效压力Ps。水压力Pw和有效压力Ps共同承担上覆荷载,即P=Pw+Ps。从孔隙承压含水层中抽汲地下水,引起含水层中地下水位下降,水压降低,但不会引起外部荷载的变化,这将导致有效应力的增加。
从成因上看,我国地面沉降绝大多数是地下水超量开采所致,地域分布具有明显的地带性(松散岩层区):
(1)大型河流三角洲及沿海平原区(长江、黄河、海河、辽河下游平原及河口三角洲地区);
(2)小型河流三角洲区(东南沿海地区);
(3)山前冲洪积扇及倾斜平原区(北京、保定、邯郸、郑州、安阳等);
(4)山间盆地和河谷地区(渭河盆地、汾河谷地)。
二、地面沉降调查与监测
地面沉降勘察有两种情况,一是勘察地区已发生了地面沉降;一是勘察地区有可能发生地面沉降。两种情况的勘察内容是有区别的,对于前者,主要是调查地面沉降的原因,预测地面沉降的发展趋势,并提出控制和治理方案;对于后者,主要应预测地面沉降的可能性和估算沉降量。
地面沉降原因的调查内容包括三个方面,即场地工程地质条件,场地地下水埋藏条件和地下水变化动态。
国内外地面沉降的实例表明,发生地面沉降地区的共同特点是它们都位于厚度较大的松散堆积物,主要是第四纪堆积物之上。沉降的部位几乎无例外地都在较细的砂土和粘性土互层之上。当含水层上的粘性土厚度较大,性质松软时,更易造成较大沉降。因此,在调查地面沉降原因时,应首先查明场地的沉积环境和年代,清楚冲积、湖积或浅海相沉积平原或盆地中第四纪松散堆积物的岩性、厚度和埋藏条件。特别要查明硬土层和软弱压缩层的分布。要时尚可根据这些地层单元体的空间组合,分出不同的地面沉降地质结构区。例如,上海地区按照三个软粘土压缩层和暗绿色硬粘土层的空间组合,分成四个不同的地面沉降地质结构区,其产生地面沉降的效应也不一样。
从岩土工程角度研究地面沉降,应着重研究地表下一定深度内压缩层的变形机理及其过程。国内外已有研究成果表明,地面沉降机制与产生沉降的土层的地质成因、固结历史、固结状态、孔隙水的赋存形式及其释水机理等有密切关系。
抽吸地下水引起水位或水压下降,使上覆土层有效自重压力增加,所产生的附加荷载使土层固结,是产生地面沉降的主要原因。因此,对场地地下水埋藏条件和历年来地下水变化动态进行调查分析,对于研究地面沉降来说是至关重要的。
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