差异沉降

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差异沉降也就是通常所说的不均匀沉降,是反应土木工程结构地基的变形特征的重要指标。一般是指同一结构体中,相邻的两个基础沉降量的差值。如果差异沉降过大,就会使相应的上部结构产生额外应力;当超过一定限度时,将会产生裂缝、倾斜甚至破坏。
中文名
差异沉降
外文名
chayi
差异沉降
差异沉降

差异沉降定义

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地面各点的沉降值不一致,导致地表的平整度发生变化。在开采沉陷中也称为不均匀沉降。
不均匀沉降的影响

差异沉降公路中的影响

在道路的纵向和横向都可能产生不均匀沉降( 或称为差异沉降) 。路面对不均匀沉降特别敏感, 微小的不均匀沉降就会导致路面的平整度降低, 影响车辆的平稳行驶;当不均匀沉降较大时, 就会导致路面产生开裂破坏。若在飞机跑道出现的话,更可能会酿成飞行事故

差异沉降对建筑物的影响

不均匀下沉引起建筑物的破坏 不均匀下沉引起建筑物的破坏
会导致建筑物产生裂缝,影响建筑物的安全使用。而建筑物的地基若产生不平均沉降的现象,小则令建筑物斜,大则影响建筑物的结构。

差异沉降减小差异沉降措施

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为解决不平均沉降,一般都会在建筑工地上打桩,把桩基打至地底的岩石表面为止,使堆填地的沉降不致于影响建筑物的安全。 而对于路面或飞机跑道,则会在表面铺上至少一英尺厚的钢筋混凝土,使沉降发生时,路面足以承托交通所带来的压力。 另一方法是先挖走引致沉降的泥层,通常为污泥、粉粒、粘粒及腐植质,常为旧海床或旧树林,回填一般填土和压实。 或把去水带由地面打进引致沉降的泥层,再在工地上堆上重物如泥、石块、石矢,增加泥土压力,逼出水份,加速沉降。沉降达到一定程度后再建造。 或使用块状地基或隔橂地基,把建筑物浮在地基上,减少不平均沉降的影响。
在工程实践中减小地基差异沉降应从以下几方面入手:
  1、在设计时尽量使上部荷载中心受压,均匀分布
  2、遇到高低相差悬殊或地基软硬突变时,要合理设置沉降缝
  3、增加上部结构对地基不均匀沉降的协调作用。如在砌体结构中设置圈梁以增强结构的整体性;
  4合理安排施工工序和采用合理的施工方法[1] 

差异沉降差异沉降著名案例

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差异沉降比萨斜塔

比萨斜塔,位于意大利托斯卡纳比萨城北面的奇迹广场上。始建于117
比萨斜塔 比萨斜塔
3年,设计为垂直建造,但是工程开始后不久便由于地基不均匀和土层松软而倾斜,1372年完工,塔身倾斜向东南。由于倾斜程度过于危险,比萨斜塔曾在1990年1月7日停止向游客开放。
从1991年开始的精确测量结果显示,在20世纪期间,塔的倾斜每年都在不可抗拒地增加。从1930年中期,塔斜率成倍增加。1990年,这座高53.3米的斜塔塔顶中心点偏离垂直线4.5米,同年,由意大利总理多科学委员会来实施塔的稳定措施。
意大利比萨斜塔加固
年份
加固措施
加固效果
1934年
意大利人采用灌浆加固塔基
塔突然向南移动了约10mm
1970年
从塔底处的沙石中抽地下水进行塔身纠偏
塔顶部水平移动增加到12mm
1993年下半年
浇筑在塔基周围可移动的后应力式混凝土环将600吨的铅重放在地基的北边使地基暂时稳定
塔倾斜减小了1弧分,更重要的是减小了约10%的倾覆力矩
1995年9月
铅重增加到900吨,用井点降水、电渗透法强固塔北土层和用地锚加载石板压在塔北周围土层
没有一个是满意的
<p><p> 通过实验,1996年委员会采纳了墨西哥城大教堂的破坏性差异沉降中曾成功使用过的方法—抽土法作为比萨斜塔加固方案。过程如下:
1、 在塔的第三层连接了一些暂时性安全防护钢索,向塔北边延伸约100米,穿过两个巨大的A型架顶部的滑轮,用铅重轻轻拉紧。目的是预防塔如果发生反向移动时,这些用由铅拉紧的安全防护钢索能够保持它的稳定。
2、 有200mm直径衬套的12个钻孔在限定的6m范围内进行初步抽土。中心线向西偏移1米,这是为了引导西向分量的移动。引钻机和旋转套逐个在洞中工作,每天最多抽取2次,最初每次只能抽取20升土。
3、 建立现场与指挥部的实时通讯系统,每天两次汇报塔倾斜和沉降的实时信息,总结了观察到的反应,并对此作出判断提出下次抽土指示。
4、 初步局部性抽土方案成功后,在1999年年末开始在塔基的整个宽度上进行全部抽土。共安装了41个抽土孔,间隔为0.5米,每个孔装有专用的引钻器和套筒。每天抽土约120升,造成每天平均约6弧秒转动。
5、 当塔身位移达到指定要求后,在2000年5月底,开始逐渐地移走铅锭。开始是每周两个(约18吨),2000年9月增加到每周3个,2000年10月是每周4个。取走铅锭,倾斜显著增加,但抽土继续有效地进行。
6、 2001年1月16号,最后一个从后应力混凝土环中取出接下去只是进行限定土的抽取。在2月中旬,混凝土块本身也移去。3月初,开始逐渐移去引钻器和套筒。孔用膨润土泥浆填满。最后,在5月中旬,从塔上拆除防护钢索,产生了几弧秒的向南移动。反制这个倾向,进行最后的抽土,抽取另外的少量土。2001年6月6日除去引钻器—这天塔解除了戒备的看护。[2] 
</p></p>
2007年6月,耗资2000万英镑、历时17年的意大利比萨斜塔拯救工程正式竣工。濒临坍塌边缘的比萨斜塔被矫正了18英寸,其倾斜度恢复到了1838年时的状态。

差异沉降长三角不均匀沉降

<p>过度抽取地下水,曾经是造成上海地面沉降的主要原因,然而在采取有效的“控沉”措施后,如今影响上海地面沉降的另一个原因,是不断拔地而起的高层建筑。大量建筑和地铁施工造成的“不均匀沉降”仍然困扰着上海
“楼升”造成的“地降”
虽然早在1934年上海就拥有了总高82米的“远东第一高楼”国际饭店,但高层建筑数量的迅速膨胀还是近10年的事。数字显示,上海建于上世纪五六十年代的高层建筑有40幢;建于80年代的有650幢;而90年代十年间就兴建了2000多幢,其中百米以上的超高层建筑有100多幢。自1993年以来,上海平均每天“站”起一座高楼,高层建筑已有七八千座。
上海的软土层地表具有“含水量大、孔隙大及压缩性大”三大特征,就像一块海绵,在一挤一泡水的同时,会出现严重的变形。以往人们认为除了地下水开采,高容量的高层建筑在上海地面沉降中的影响能达到三成,但是上海地质学会秘书长刘守祺说,“根据目前的研究成果,发现高层建筑的影响能达到四成,对地质环境的影响非常明显”。
为了应对地面沉降问题,上海2003年出台了针对容积率的“双增双减”政策,即增加公共绿地和公共活动空间,减少建筑容量和高层建筑,同时也规定了住宅2.5、商用4.0的容积率上限。实施一年后,上海市中心总建筑量已减少约400多万平方米,上海376个容积率过高的历史遗留项目,平均降低容积率17%。和地下水超采造成的沉降一样,密集建设高层建筑引发的沉降,在精明的上海人面前,似乎也得到了控制。上海整体沉降的平均数值继续下降,直到2010年的不到6毫米。[3] 
上海地面沉降的速度降下来了,但大量建筑和地铁施工造成的“不均匀沉降”仍然困扰着上海。2003年,为了了解地面沉降与地面建筑的相互影响关系,上海市地质调查研究院与上海市城市规划院合作进行了专项调查。调查发现,单个高层建筑发生的一般是均匀沉降,这种沉降不大会对该建筑物本身产生太大的影响。但在众多位置、规格不一的高层建筑的合力作用下,整个上海市的地表会形成区域性的甚至整体的不均匀沉降。
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参考资料
词条标签:
非地理 地理