沉降的原因

過(guò)度抽取地下水、采掘固體礦產(chǎn)、開(kāi)采石油(天然氣)、抽汲鹵水、高層建筑物的重壓、低載荷持續(xù)作用下的影響。以及地下施工等都可能引起地面沉降。

(1)造成建筑物的下沉及破壞。

(2)破壞城市給水、供氣等市政設(shè)施。

(3)加劇洪澇災(zāi)害。地面沉降導(dǎo)致大面積l夏域下沉，導(dǎo)致城市御洪能力下降，出現(xiàn)嚴(yán)重的水患威脅。

(4)地面沉降可能造成海潮泛濫及海水入侵地下水，導(dǎo)致土地鹽堿化。

(5)造成路面高低不平，影響交通運(yùn)輸。

1、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求 根據(jù)沉降觀測(cè)精度要求高的特點(diǎn)，為能精確地反映出建（構(gòu)）筑物在不斷加荷下的沉降情況，一般規(guī)定測(cè)量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10—1/20，為此要求沉降觀測(cè)應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(S1或S05級(jí))，水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準(zhǔn)尺。在不具備銦合金水準(zhǔn)尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標(biāo)尺。 作業(yè)人員必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論，能針對(duì)不同工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測(cè)方法及觀測(cè)程序，對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題能分析原因并正確運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，按時(shí)、快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)。

2、觀測(cè)時(shí)間的要求建（構(gòu)）筑物的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，其他各階段的復(fù)測(cè)，根據(jù)工程進(jìn)展情況必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測(cè)或補(bǔ)測(cè)。只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。相鄰的兩次時(shí)間間隔稱為一個(gè)觀測(cè)周期，一般高層建筑物的沉降觀測(cè)按一定的時(shí)間段為一觀測(cè)周期(如：30天/次)或按建筑物的加荷情況每升高一層(或數(shù)層)為一觀測(cè)周期，無(wú)論采取何種方式都必須按施測(cè)方案中規(guī)定的觀測(cè)周期準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行。

3、觀測(cè)點(diǎn)的要求 為了能夠反映出建（構(gòu)）筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測(cè)的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱，且相鄰點(diǎn)之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專門的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖。此外，埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會(huì)因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測(cè)點(diǎn)，不能連續(xù)觀測(cè)而失去觀測(cè)意義。

4、沉降觀測(cè)自始至終要遵循“五定”原則 “五定”即沉降觀測(cè)依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物的沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測(cè)人員要穩(wěn)定；觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致；觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測(cè)誤差的不定性，使所測(cè)的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致，使所觀測(cè)的沉降量更真實(shí)。

5、施測(cè)要求儀器、設(shè)備的操作方法與觀測(cè)程序要熟悉、正確。在首次觀測(cè)前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)校正，必要時(shí)經(jīng)計(jì)量單位予以鑒定。連續(xù)使用3-6個(gè)月后重新對(duì)所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。 在觀測(cè)過(guò)程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調(diào)一致，認(rèn)真仔細(xì)，做到步步有校核。

6、沉降觀測(cè)精度的要求 根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計(jì)單位的要求選擇沉降觀測(cè)精度的等級(jí)。在無(wú)特殊要求情況下，一般高層建（構(gòu)）筑物采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法就能滿足沉降觀測(cè)的要求。

7、沉降觀測(cè)成果整理及計(jì)算要求 原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測(cè)量規(guī)范的要求，按照依據(jù)正確、嚴(yán)謹(jǐn)有序、步步校核、結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計(jì)算。

我國(guó)出現(xiàn)的沉降的城市較多。按發(fā)生地面沉降的地質(zhì)環(huán)境可分為三種模式：

(1)現(xiàn)代沖積平原模式，如我國(guó)的東北平原、華北平原、長(zhǎng)江中下游平原。

(2)三角洲平原模式，尤其是在現(xiàn)代沖積三角洲平原地區(qū)，如長(zhǎng)江三角洲就屬于這種類型。常州、無(wú)錫、蘇州、嘉興、蕭山的地面沉降均發(fā)生在這種地質(zhì)環(huán)境中。

(3)斷陷盆地模式，它又可分為近海式和內(nèi)陸式兩類。近海式指濱海平原，如寧波；內(nèi)陸式則為湖沖積平原，如西安市、大同市的地面沉降可作為代表。

不同地質(zhì)環(huán)境模式的地面沉降具有不同的規(guī)律和特點(diǎn)，在研究方法和預(yù)測(cè)模型方面也應(yīng)有所不同。

另外，根據(jù)地面沉降發(fā)生的原因還可分為：

(1)基坑工程降水、抽汲地下水引起的地面沉降；

(2)采掘同體礦產(chǎn)引起的地面沉降；

(3)開(kāi)采石油、天然氣引起的地面沉降；

(4)抽汲鹵水引起的地面沉降。

瞬時(shí)沉降，是指施加荷載后，土體在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的沉降。對(duì)于非飽和粘性土，由于孔隙中含有大量氣體，受力后氣體體積壓縮，產(chǎn)生的超靜孔壓力較小，基本上沒(méi)有孔隙水排出，其沉降也是以瞬時(shí)沉降為主。

1、工后沉降需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的沉降觀測(cè)、分析、推算來(lái)確定。

2、沉降觀測(cè)包括地基沉降和路基沉降觀測(cè)。

3、路基填筑過(guò)程中，應(yīng)做好地基沉降觀測(cè)工作；

4、填筑至基床表層后及時(shí)設(shè)置路基面沉降觀測(cè)標(biāo)。

5、觀測(cè)資料應(yīng)連續(xù)、真實(shí)、可靠。

6、在路基放置期間，如沉降不能穩(wěn)定，應(yīng)采取處理措施，預(yù)測(cè)的工后沉降不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)

應(yīng)采取處理措施，使鋪軌時(shí)估算的剩余沉降滿足設(shè)計(jì)工后沉降要求。2100433B

沉降室的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是根據(jù)要求處理的氣體量和凈化效率確定沉降室的尺寸，最關(guān)鍵的是選擇適當(dāng)?shù)臍饬魉俣取饬魉俣鹊?，分離效果好，但除塵器截面積較大；氣流速度大，分離效果差，且易引起二次揚(yáng)塵。因此，應(yīng)選擇沉降室中的氣流速度低于物料被重新帶走的二次揚(yáng)塵速度。

沉降室氣體流速

為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，在沉降室的設(shè)計(jì)計(jì)算中假定：沉降室內(nèi)氣流分布均勻，并處于層流狀態(tài)；進(jìn)入除塵器的塵粒以氣流速度v向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)以沉降速度v₀下降。則進(jìn)入沉降室的含塵氣體在沉降室斷面上的流速，根據(jù)含塵氣體的臨界速度v_c確定。

式中，v_c為含塵氣體的臨界速度，m/s；

k為流線系數(shù)，取10～20，k值隨塵粒直徑d_P減小而遞增；其余符號(hào)意義同前。

含塵氣體在沉降室斷面上的流速為臨界速度的0.5～0.75倍，一般在0.2～0.8m/s范圍內(nèi)選取。

沉降室有效分離粒徑

1、塵粒從沉降室頂部降落到底部所需時(shí)間

式中，H為沉降室高度，m；

v₀為塵粒的沉降速度，m/s；

2、氣流在沉降室內(nèi)停留的時(shí)間

式中，L為沉降室長(zhǎng)度，m；

v為沉降室斷面上的氣體速度，m/s；

3、要使塵粒不被氣流帶走，必須使

4、在層流區(qū)，塵粒的沉降速度v₀與粒徑d_P的平方成正比，根據(jù)斯托克斯定律，不同粒徑塵粒的沉降速度可用以下公式求得

式中所有符號(hào)意義同前。

5、沉降室的高度H應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。但H應(yīng)盡量小一些，因?yàn)镠越大，所需的沉降時(shí)間就越長(zhǎng)，勢(shì)必加長(zhǎng)沉降室的長(zhǎng)度。具體的長(zhǎng)度和高度尺寸可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間條件，同時(shí)考慮運(yùn)轉(zhuǎn)的方便來(lái)確定，必要時(shí)可以以消耗材料最少為目的，進(jìn)行最優(yōu)計(jì)算。

6、沉降室的寬度B與處理氣量有關(guān)

式中，Q為沉降室處理氣量，m³/s；

B為沉降室的寬度，m；

其余符號(hào)意義同前。

7、一定結(jié)構(gòu)的沉降室，能沉降在室內(nèi)的最小粒徑d_min可按以下公式求得

式中所有符號(hào)意義同前。

沉降室結(jié)構(gòu)尺寸

沉降室的外形尺寸可用近似式確定

式中，A為沉降室有效截面積，m²。

通常，在設(shè)計(jì)重力沉降室時(shí)，應(yīng)注意下列問(wèn)題。

① 氣流速度盡可能選低些，以保持接近層流 (粒子的雷諾數(shù)R_e<2000)狀態(tài)，因?yàn)镽_e更高的湍流會(huì)使已降落的粉塵再次揚(yáng)起，破壞沉降作用。

② 為保證沉降室橫斷面上氣流分布均勻，沉降室的進(jìn)風(fēng)管應(yīng)通過(guò)平滑的漸擴(kuò)管與之相連。若受場(chǎng)地限制，可裝設(shè)導(dǎo)流板、擴(kuò)散板等氣流分布裝置。如條件允許，把進(jìn)風(fēng)管裝在降塵室上部。

③ 凈化高溫?zé)煔鈺r(shí)，由于熱壓作用，排氣口以下空間的氣流有可能減弱，從而降低了容積利用率和除塵效率，此時(shí)沉降室的進(jìn)出口位置應(yīng)低一些。

重力沉降室的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、耗能少，適用于凈化密度大、粒徑粗的粉塵。通常去除粒徑范圍為30～50μm的粉塵，如設(shè)計(jì)合理，加裝適當(dāng)?shù)膿醢蹇墒剐蔬_(dá)60%～80%，但小于5μm的粉塵，凈化效率幾乎等于零。重力沉降室的壓力損失大約為50～150Pa。 2100433B