地面沉降产生机理及解决措施

超采地下水引起的沉降，房屋严重损坏
广州金沙县地铁 工程抽排地下水 引起地面沉陷， 使周边的建筑 物损坏
西安地下水超采 导致大雁塔严重 倾斜
上海地铁事故
三、如何解决地面沉降问题
⒈抽汲地下水 地面沉降具有累进性及不可逆性特征,其 产生的影响亦具有持续性特点。为此,在 抽汲地下水时，必须采取切实有效的防治措施: ①强化宣传,充分认识地下水超采的危害性、严重性; ②大力推广改水、节水经验,加大改水、节水力度;
③加大行政管理力度,强化和落实各项开采 措施,加强地下水监测; ④采用人工回灌地下水,促进地下水位回升, 使地面不再继续下沉甚至地面略有回升;
⑤调整开采层次,以此减缓地区的地面下沉。
⒉工程降水
在工程降水前,首先要查明场地的水文 地质条件、周围建筑物的分布情况及地下 管线性质及分布范围,根据实际情况设计 科学的降水方案与防范措施。
⒋由于地面沉降、水准点失准，城市工程 建设所需水准资料，需从地面未沉降区 水准点引测，增大了水准测量的工作量。 ⒌影响建筑物抗震能力，致使地震灾害加重。 ⒍由于地面沉降作用，局部改变地形地貌条件， 形成地面沉降降落漏斗，降低防洪排涝工程效 能，造成大面积积水，洪涝灾害加剧。
地面沉降引起的房屋裂缝
①由于孔隙水从土中排出,导致有效应力 增加,地层固结沉降; ②水位降低,减少了土中地下水对地上建筑物 的浮托力,使软弱土、层受到压缩而沉降; ③土壤中的细小颗粒随着流动的水不断流失,在土 层中形成空洞,随着抽水的不断进行,空洞扩大, 最终形成塌陷沉降。
二、地面沉降的危害
⒈对建筑物的破坏和影响，建筑物地基 下沉、房屋开裂破坏。 ⒉形成地裂缝，它直接或间接地恶化环境。 ⒊许多机井因地面沉降，井管较地面相对上升， 泵房地面及墙体开裂，造成泵房破坏，严重影 响抽水。
有效应力原理表示研究平面上的 总应力、有效应力与孔隙水压力三者 之间的关系 当总应力保持不变时,孔隙水压力与 有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力 减小等于有效应力的等量增加。 因此，当地下水被抽汲之后，土中孔隙水压力 减小,转化为有效应力，土骨架承受荷载增大。使 土层产生沉降。
⒉工程降水引起局部地面沉降
在深基坑和地下构筑物的开挖过程中 往往会遇到地下水位高于施工作业面的情况, 为防止基坑边坡失稳,保证顺利开挖,避免 水下作业,须进行基坑降(排) 水。
但是,降水方案不当,会引起周围地面沉降,导 致此范围内的建筑物、地下管网、道路及其它设 施发生断裂、倾斜,影响其正常使用和安全。
工程降水引起的地面沉降机理有多种:
四、总结
人为因素引起的地面沉降已在逐渐加剧， 地下水的大量抽汲，破坏了地下水的平衡， 造成了日益严重的环境地质影响。 应该科学而有效的控制地下水的抽汲，对与 地下水抽汲有关的工程项目进行合理的设计与施 工，才是解决问题的根本办法。
谢谢！
有效应力原理
有效应力原理：在 外荷载作用下，土中应 力被土骨架和土中的水 气共同承担，但是只有 通过土颗粒传递的有效 应力才会使土产生变形， 具有抗剪强度。
有效应力原理
有效应力原理: σ =σ′+μ 式中:σ为平面上法向总应力, kPa;σ′为平面上 有效法向应力, kPa;μ为孔隙水压力, kPa。
地面沉降产生机 理及解决措施
一、城市地面沉降产生的原因
• ⒈抽汲地下水 • 抽汲地下水引起的地面沉降大多发生在大量开采 松散沉积物孔隙承压水的地区。
北京地区地面沉降
其机理是:饱和土体的自重应力由 颗粒和孔隙水共同承,含水层 本身及其上下隔水层中孔隙水压力也随之降低。 在总应力不变的条件下,饱和土体中孔隙水压 力减小必然会使土中有效应力等量增大。使土体 被压密并导致地面沉降。