自从5月31日晚,天津津南八里台一小区突发地面裂缝以来,老百姓尤其是受影响的小区居民对事故原因特别关心。
经过连续几日现场勘察和测绘,再经多方面专家全面分析研判,初步给出了此次地质灾害的成因:专家认为此次地面沉降和位移变形成因比较复杂,初步认为是局部突发性、差异性地面沉降。
而且,这种现象全球都十分少见,具体原因还需进一步调查。
为了保证此次地质灾害调查的公开透明、科学严谨,天津市特别邀请国家自然资源部、应急管理部、住建部等部委20多名专家,成立工作专班,开展调查工作。
由此也可以看出此次事故原因调查的复杂程度。
那什么是局部突发性、差异性地面沉降?为什么又十分罕见呢?咱们先来看一个国外的相似案例,作为参考。
美国加州爱德华兹空军基地也曾受到地面沉降的危害。
该基地的跑道是各种飞行器,也包括航天飞机的着陆跑道。
这里原本是一个干涸湖底,1988年开始出现裂缝和空洞。
调查结果显示,地下水位下降和伴随的含水层压缩引起了差异性地面沉降,造成了凹坑、地裂缝和湖底的加速风化。
从20世纪20年代末到1992年年末地下水位下降了45米,由此造成附近地区地面沉降超过1.2米。
1970年以来几乎所有的沉降量都是由中间含水层之内及相邻的两个厚弱透水层的残余压缩造成的。
分层标数据显示在1990年5月~2004年9月含水层压缩大约0.2米,而相应的地下水位下降为2米,分层标数据与1992年、1998年的重复GPS和水准测量数据对比,结果显示1/3的沉降量来自分层标所在深度256米以下的土层压缩。
[小编注:256米深度已经超过飞机跑道的基础深度]咱们再来看一个国内的突发性地面沉降案例。
武汉市汉口某松小区1985年开始兴建,当时开发了住宅楼65栋,1987年12月小区12号楼主体结构完成,该楼地上8层,地下1层,两个单元框架结构,人工砂垫层片筏基础。
基坑开挖时,边坡塌方,基坑底部抛填厚700毫米大块石。
随后在1988年2月发现12号楼沉降,明显向二单元间倾斜靠拢。
1989年6月进行纠偏加固,1989年12月完成纠偏并经鉴定合格。
纠偏加固是同时采用沉井排砂纠偏和锚杆静压桩加固两种方案。
武汉万松小区纠偏之后,房屋倾斜率满足规定,沉降速率也明显下降。
但是到了1994年6月14日~12月12日间,沉降速度突然增加,之后减慢。
通过大面积联测发现,不仅仅是12号楼,该小区内6栋住宅楼几乎同一时期出现突发性沉降及万松小区局部地区产生地面沉降现象。
小区地貌上位于长江一级阶地,原始地貌为藕田和池塘,小区东端坐落在四方荡子湖上,地势低洼。
地层为冲湖积物,上部为人工填土,粘性土、淤泥,叠加厚度15~24米,其中淤泥最厚为20.5米。
好在房屋经过加固后一直在使用,也没有出现地质灾害造成的二次伤害,但对于为什么小区局部会出现突发性地面沉降,始终没有特别明确的结果。
下面是一点地质专业术语,但也不难理解,大家可以简单了解。
地面沉降:又被称为地陷和地面下沉,因自然因素或人为活动引发地壳表层松散地层固结压缩所致的地面高程降低的地质现象。
差异性地面沉降:又称不均匀地面沉降,一般是指同一沉降区域不同地点具有不同沉降量的现象。
地面沉降主要有三种形式:构造沉降、抽水沉降和采空沉降,其中后两者被学术界认为是形成地面沉降的主要原因,但也不能忽视构造沉降的影响。
按照沉降形势,地面沉降可分为区域沉降和局部沉降。
此次天津津南八里台小区的地面沉降、位移变形就属于后者。
这里有一点需要澄清:地面沉降不一定产生地裂缝,只有在出现相当大的差异沉降的情况下才可能导致土层产生开裂变形。
专业试验结果显示:高塑性粘土土层的抗拉张极限变形一般在10毫米/米以上,坚硬的砂质粘性土达到2~3毫米/米,才会出现土层开裂变形。
这次天津津南区八里台小区地面出现明显裂缝,专家认为正是由于突发性、局部差异性沉降,已致超过相应土层的抗拉张极限变形所致。
由于不同区域地质环境背景条件的差异,地面沉降量差异较大,尤其是在不同地貌单元交接部位以及各条河流的河漫滩、古河道及湖沼洼地地区,差异性地面沉降表现较为明显,两侧地层的沉降量不同,从而引发地裂缝灾害。
天津津南区八里台小区为什么会出现突发性、差异性局部地面沉降,已致小区及外围市政道路起伏、开裂、下沉,还有局部楼体倾斜?看来还不能简单、武断地下结论。
好在地面沉降趋势减缓,应急措施初显成效。
当务之急是金块查找具体原因,更要对症下药,防止此次地质灾害的影响范围的扩大,避免次生灾害的发生,以及如何科学研判处置问题楼栋,降低对居民的影响。
参考资料,特此致谢!1、《万松小区12#楼沉降观测及地面沉降现象》2、《T/CAGHP002-2018》3、《地面沉降与高速铁路》4、《河北省地质环境演变特征研究》5、《地面沉降地区高速铁路工程地质选线》