伍朝显
摘 要:大规模的沉降现象在后湖地区已经相当普遍和严重。房地产开发商们与物业公司纷纷推诿,无法理清责任,即使是有人来进行补救,也只是直接往裂缝处抹点水泥,只是为了敷衍当地居民,根本起不到任何实质性的加固作用。文章从实际出发,对武汉后湖楼盘沉降现象进行了研究与分析。
关键词:沉降量;后湖;楼盘
1 调研背景
在湖北武汉的城市规划中,将武汉的“后湖”定位于“和谐生态居住新城”。定位很美好,但实际却不尽然。
2009年后湖塔子湖体育馆发生大规模沉降后,同鑫花园、东方明珠和汉口花园也相继发生那个类似的沉降现象。汉口花园三期多处房子出现裂缝,地面下沉明显。东方明珠小区6号楼2012年1月7号夜晚突然开裂,最大裂缝能塞进手指,居民只能连夜撤离房屋在外暂住,而这栋6层楼的房子仍在进一步开裂。
2 沉降假设计算与起因分析
整个后湖地区历史上都是湖滩,淤泥层有八九米,局部达10多米厚,这种土层承载能力非常差。
2006年,武汉市政府根据后湖地域特性,提出“把武汉后湖地区建设成为现代化生态都市居住新城”的发展思路,从那时开始,后湖开始了向城市新城进发之旅。近年来,通过武汉政府大刀阔斧的建设和改造,由于施工粗糙,导致加盖建筑物之后,瞬时沉降过大。
经过调查资料,发现其楼盘的主体结构未发生破坏,主要还是附属结构和地表沉降与主体结构沉降不均匀造成的,下面就通过一些数据和一些假设的条件进行一下简单计算。
由于淤泥质土的高压缩性、高含水率,假定其重度其液性指数,压缩模量为常数为,渗透系数为7.0cm/s,并且只能单面排水,则其竖向固结系数=0.67。让其在自重应力下固结完成的固结度,其中,,所以其=0.406,即在自重作用下能完40.6%的固结,又因0.406,得0.224,又=0.224,求得t=3.34y,即要让其在自重作用下完成固结需要超过三年的时间,整个土层的最终沉降为可见淤泥质土的固结能力很弱,排水性相当差。
当上加了一个无限均布荷载,相当于铺了一条路,由于无法拿到施工的资料,所以设其荷载为12.5kpa,则整个固结过程中,沉降还是比较大的。假设其没有进行任何的固结措施,即土层没在自重应力下完全固结就加了荷载,则设=0.07,查表《单面排水,不同下关系表》得在此下,要想达到仅仅自重应力所带来的,时间因数=0.206,则其需要的时间为=0.206,求得t=3.07y,即在堆载了如图的荷载之后,其发生40.6%固结度的时间大大缩短至3年,其沉降量0.4064.17=1.70cm。如果2006年就开始建成,那么到了09年差不多3年时间,沉降量就相当明显了,和前文的后湖塔子湖体育馆发生大规模沉降时间上还是比较吻合的。2012年的沉降量也可以由此算出,2012年的=0.402,依旧查《单面排水,不同下关系表》得到,即土层已经达到65%的固结,沉降量为可见沉降量已经很大。而且还没有达到最终沉降量,如果不做防护措施,仍要进一步的下沉。
从上面的计算可以看出,如果主体房屋的桩基很牢固,沉降量很少,那么地面与房屋之间之间的沉降差确实可以塞进手指头了。所以武汉后湖的大规模沉降最主要的原因是由于忽略了淤泥质土的工程性质的特殊性,施工单位工期紧张或者偷工减料,土层未被充分的用机械压实、固结就开始修建房屋等建筑,才导致其后来在建筑物附加应力的作用下发生相当快的土层压缩,与主体建筑产生了一个很大的沉降差,地面先下沉然后导致房屋的基础暴露在外、造成墙体开裂等等次生的房屋损坏。
另外还有一个很重要的原因就是地下水的使用,频繁而大量的抽取地下水也会使地面更容易沉降,如图1所示,地下水位为黑色三角形以下,土体中的由土骨架承担的只有有效应力,即为图1最右边的示意图中白色部分。可以很明显的看到,如果地下水位下降,阴影部分的面积会减小,同时白色部分的面积会增加,即有效应力增加了。一方面土中空隙就会因没有了气体或者孔隙水填满,导致了土的压缩;另一方面,由于地下水的下降导致的有效应力的增加,知此时的固结度比之前的更大,即此时的土能固结的更多、压缩得更多。综上,地下水位的下降也是引起地面沉降的一个主要原因。
图1
3 可以采取的后续补救措施
通过上面的分析,主要的原因首先是土层在建设前未充分固结,其次是地下水位的下降。就目前来说,最应该做的就是马上进行沉降监控,并把有关沉降的信息及时的向住户和有关部门汇报。
其次就是对地下水的开采一定要合理,防止过度开采地下水。为了保证一定的地下水位,有关部门可以建立雨水收集系统,并定期的将收集到的雨水回灌到地下,增加了地下水的补给,国外已经有了这种方法,而国内有专家也已经做过了实验,证明确实对减缓地面沉降速率有明显的效果,所以武汉后湖楼盘也可以借鉴此种方法。
此外,还要加强有关部门的监管力度,尤其是后湖地区特殊的土质,必须在土建的时候对相关土层进行仔细的压密,以防止同样的事件发生。