浅析地陷对建筑结构的影响及防治

摘　要：最近数月有关于地陷的报道经常见于报端，湖南，广西和山西等几个省份都有出现，个别的陷坑甚至有数十米深，径围也达数十米之巨，引发了恐慌，甚至有人趁势散发特大地震即将到来的谣言。本文根据资料数据，分别对不同成因引起的的地陷对建筑结构的影响及其防治措施进行了分析。

关键词：地陷成因 对建筑结构的影响 防治措施
引言：在中华大地上，越来越多的宏伟建筑如雨后春笋般涌现，与此同时各种环境地质问题也出现了。而最近频发的地质灾害则是地陷，为地面沉降的简称，又称天坑。地面沉降作为一种广泛的地质灾害，会引起建筑物破坏、开裂甚至倒塌、地表形成洼地，道路起伏不平以及公路、铁路和管线扭曲折断，尤其是在广大群众中引起的恐慌。
　　地陷的成因可分为：一，矿山的开采挖掘，导致地下空洞；二，地下原有溶洞的塌陷导致上部土层的陷落；三，地下水的过渡汲取所导致地下水位下降；四城市当中特高层建筑结构的不合理分布以及城市轨道交通的不合理布局引起城市地面的沉降。另外还有地震的液化以及土质如黄土的湿陷性引起的等。对于不同的成因引起的地陷应该分别进行防治，以下分别进行讨论：
一、矿山的开采挖掘，导致地下空洞。
　　矿山大规模、长时间的开采，特别是在煤矿高产区，使得这些矿区内工程地质条件发生退化,对于开采沉陷对建筑结构的影响为：（1）地陷陷会使建筑结构开裂，影响建筑结构的正常使用和承载能力极限值；（2）地陷导致建筑地基原始条件改变，降低地基承载能力；（3）有害气体溢出和地面裂缝会对人们生产生活产生危害，还会对人们的心理产生很大的影响，谣言和恐慌会使灾害的损失扩大。
　　由此可见对于矿山开采区地的地陷防治很有必要，其若干措施为：1） 加强对开采地陷规律的研究和总结，以便能在开采时采用较好的方式进行矿山开采；2）加大对矿山开采的管理力度，提倡科学地有秩序有组织地进行矿山开采；3）开采时应合理布置井下工作面位置和开采方向；4）积极研究和推广有利于控制地陷的开采方法，减少地面下沉和变形，如充填开采法、钻孔注浆填充法。
　　以上只是在开采中和开采后进行防治的部分措施，而若采用采后维修或补偿, 方法就会相对简单，实用，在地表变形值不大时应优先采用，对质量较好，非常重要的建筑物，除进行维修外，还要考虑回填，甚至纠倾加固。对于矿山地陷的防治是现今地陷危害中最严重的，也是最紧迫需要进行治理的，而对于矿区地陷的的预测模型和防治措施的研究还有很大前进的空间，我们对矿山地面沉陷的研究和治理还有很长的路要走！
二、地下原有溶洞的塌陷导致上部土层的陷落。
　　在云贵高原和湖南部分地区为典型的喀斯特地形，其溶洞发育程度较高，也因此形成了独特的风景区，如桂林山水，湖南的黄龙洞等。因溶洞的结构和化学成分的特殊性，溶洞很容易被破坏而导致沉陷，而溶洞的沉陷有一定的突然性和难治理性，对于原有的地下溶洞我们不可能将其填充，所以我们只能“以防为主”，在建设开工之前进行勘察和全方位的精密的地质勘测。我们要在施工设计之前对当地的地质地貌进行仔细勘查记录，并参考附近建筑设计资料，拜访当地有经验的建筑人员获取信息。对勘察和勘测结果我们要进行细致而准确的分析，预测其可能的危害，并研究探讨防治措施，并记录保存各项内容。另外地下水的污染会加剧溶洞的塌陷，当酸性物质进入地下水中后会加速碳酸盐的溶解，破坏地下溶洞结构，加剧地陷的危害。
三、地下水位的下降。
　　地表沉降损害与地下水所处的地层层位、抽排方式和土的固结状态以及地面荷载情况等有关。一般来说，深层基岩地下水的开采造成的地表沉陷极小，而浅层新生代地下水的开采对地表沉陷的影响很大，是地表沉陷的主导因素。具体防治措施如下：1） 完善地下水动态与地面沉降监测，及时掌握地下水开采与地面沉降动态情况，合理调整地下水开采计划，实现地下水资源的动态管理。2）因地制宜开展地下水人工回灌。3）加强地面沉降预测与防治研究。同时要做好地下空间与地下水之间的分隔措施，以免影响地下水水质和地下建筑结构。
四、城市中导致形成地陷的主要因素，地陷对城市建设和人们生活带来的影响。
　　城市的地面荷载很大，而且分布不均衡，城市中心的高大建筑集中程度高，地面沉降受关注度也高，危害也更严重。地陷对建筑结构群的影响：在建筑结构上产生附加应力，使建筑物倾斜，改变原有的结构平面形状。城市中的建筑群都靠得很近，高耸建筑的倾斜对人们经济生产生活产生巨大影响，结构的附加应力和平面扭曲将严重影响结构的正常使用和使用寿命。所以我们应该在进行城市建设过程中严密控制地陷，我们的城市规划者应该做好城市规划，处理好地面建筑分布和地面沉降之间的关系，对城市建筑群应进行合理布局，并对其高度和分布进行合理限制，采取各种有效措施遏制城市地质环境的恶性发展。
　　结束语：地面沉降主要是由于人类过渡开采地下水和过度利用地下空间与地下资源引起的。文中对地陷了介绍，分析了引起地陷的机理，对地陷的防治进行了探讨，最后从尊重科学及人与自然协调和可持续发展的哲学观点出发，对地面沉降与地下水开采及地下空间与地下资源的利用进行了简要分析。对于地陷，它并不是地震的前兆，我国部分地区的地陷的出现只是偶然，并不是大灾难的预言，只要我们搞好研究工作，从长远角度出发，用科学的态度去处理，我们就能成功克服地陷难题。
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