地质灾害综合讲解地面塌陷、地面沉降以及地裂缝

广西玉林莲塘塌陷
桂林体育场塌陷 1996年
岩溶塌陷形成演化过程示意图
4.3 岩溶地基处理方法
1．岩溶地基处理的一般原则
(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区； (2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响； (3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主，并可根据其形态、大小及埋 深，采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等 方法处理； (4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则； (5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。 对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降 压等方法进行处理，同时采用梁板跨越。对重要建筑物应采用桩基或墩 基； (6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及 道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施；
现将地面塌陷成因类型分述如下：
1.抽取地下水致地面塌陷
洞穴的岩、土体位于地下水位中，产生对洞穴顶板的 静水浮托力，当抽取地下水使之水位下降时，支撑洞顶岩、 土体的浮托力随之降低。此外，洞穴空腔与松散介质接触 上下侧水、气流体，因地下暗管道内的水流发生变化而产 生的温差效应，为此，出现了与抽取地下水同步发展的塌 陷现象。
江西省景德镇硬石岭火车站附近，1984年前居民饮用 水均抽取土层的潜水，未见地面塌陷。之后，距铁路50～ 500米附近的工厂掘成深达120米的机井8口，抽水量达4820 吨/天，水位下降至基底岩层面以下17～18米，最大30米， 于是在长3.72公里、宽0.5公用的范围内出现地面塌陷100多 个。塌陷使铁路行车中断、房屋变形、道路裂缝、农田和 果园遭到破坏，间接经济损失达1000万元。
昆明新机场岩溶强发育带中所见现象
在预报位置 kh411 ： 一场降雪 后发生了 长６米、 宽２米、 深30公分 的长椭园 形塌陷。
2．地表水、大气降水渗入致地面塌陷
当地表水、大气降水渗入地下时，水在岩、土体内 的孔隙中运动，产生了一种垂向渗透力，改变了岩、土 体的力学性质。当渗透压力值达到一定强度时，岩、土 体结构遭到破坏，随着水流产生流土或管涌运移，进而 形成土洞，最后导致地面变形、塌陷。地表渗水包括： 河湖地表水、输水管渗漏或场地排水不畅引起地表水、 工厂排污的化学污水和雨水等下渗。其中以雨水渗入致 塌最为常见，尤其是碳酸盐岩分布的岩溶地区，人为挖 掘的场地、机场、道路等降雨掺入后产生塌陷较为突出。
5．荷载导致地面塌陷
在有隐伏洞穴部位上人为增载(建筑物荷载、人为堆 积荷载等)，当这些外部荷载超过洞穴拱顶的承受能力时， 将引起洞穴直接受压破坏，从而致使地面塌陷。
6．矿山采空致地面塌陷
地下采掘活动形成的采空区，其上方岩、土体失去 支撑，导致地面塌陷。这种由于矿山采动引起地面塌陷 的主要原因是人为活动。此类地面塌陷在许多矿区都有 发生，并造成相当程度的危害，即损坏交通设施、水利 设施、建筑物、道路、农田等，甚至引起山体滑坡和崩 塌。
地质灾害综合讲解
地面塌陷、地面沉降以及地裂缝
四. 地面塌陷
地面塌陷指在人为和自然地质因素作用下，地表岩、土 体中洞穴顶部向下断错坍塌，形成塌陷坑、塌陷洞、塌陷槽 的一种地质现象。
4.1 地面塌陷成因
地面塌陷，实质上是岩、土体内洞穴的抗塌力(洞穴顶 部支撑力)小于致塌力的结果。
地面塌陷形成的原因复杂而种类繁多。归纳主要有①人 为因素：抽取地下水、坑道排水、突水、地表水和大气降水 渗入、荷载及振动等；②自然因素：河流水位升降与地震等。
4.2 地面塌陷分类
根据地面塌陷成因的主要原因可分为：
①自然地面塌陷；②人为地面塌陷；③复合型（自 然——人为）塌陷。
根据塌陷区是否在喀斯特地区的岩溶发育地段分为：
①岩溶地面塌陷；②非岩溶地面塌陷。
按塌陷坑数量分为：塌陷坑大于100个者为巨型塌陷、 50～100个者为大型塌陷、10～50个者为中型塌陷、小于 10个者为小型塌陷。
(7)当采用桩(墩)基时，宜优先采用大直径墩基或嵌岩 桩，并应符合下列要求：
1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内，无倾斜或 水平状岩溶洞隙的浅层洞隙，可按冲剪条件验算顶板稳定；
2)桩(墩)底应力扩散范围内，无临空面或倾向临空面 的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定；
3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。嵌 岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。
广西都安县位于红水河岸的一段公路，由于受河水涨 落影响，公路路面上发生了塌陷。
ห้องสมุดไป่ตู้4．振动致地面塌陷
振动可引起砂质土的液化和粘质土由凝结状态发生液 化而成为溶胶或悬液(即触变现象)与失去液化能力(即失去 原有触变性的陈化现象)，土体强度降低、抗塌力减弱， 在振动产生的波动、冲击波的破坏作用下，可导致潜伏洞 穴的塌陷。
1986年．广西忻城大塘乡遭遇春旱，地下水位下降 产生了40多个塌陷，4月底一场大雨后，塌陷增至140多 个，使两幢房屋倾倒，地面多处裂缝。村舍变电所场地 开挖后，雨水蓄积渗入，也导致地面塌陷。
3．河水涨落致地面塌陷
岩溶裂隙、洞穴管道中的地下水与附近河水相通时， 随着河水位的升降，横向发育的岩溶裂隙、管道中的地下 水位也随之升降，这种作用也可导致地面的塌陷。
2．岩溶的处理
(1)地基不均性的处理：参考地基处理有关部分的内容。 (2)洞隙塌滑不稳定的处理
1)结构措施 在结构措施中，应选用有利于与上部结构共同工作，并可适应小范 围塌落变位、整体性好的基础形式，如配筋的十字交叉条基筏基、箱基 等，同时采取必要的结构加强措施，如砖石结构加强圈梁设置、单层厂 房基础梁与柱连成整体，并加强柱间支撑系统等。 当洞隙深大，而两侧有可靠岩体时，可采用跨越结构，根据荷载及 跨度，可选用调整柱距，有足够支承的梁、板、拱及悬挑等方式。
在各类地面塌陷中，我国以岩溶地区塌陷分布最广， 已有22个省(区)发生此类地面塌陷，危害最重。矿山采空 区地面塌陷的分布和危害仅次于岩溶地面塌陷。
我国岩溶塌陷分布区域
贵州构件厂抽水塌陷（ 1993.5.2 (据岩溶所） ）
云南乌东德岩溶洼地
广州地下通道施工造成 路面塌陷
广西合山电厂灰场塌陷 1999年5月6日