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東方網記者蔣澤2月21日報道:日前,上海中心工地附近的道路沉降問題引起社會的廣泛關注,各大城市的地面沉降問題再次暴露在公眾面前。一些地質專家表示,過度抽取地下水、修建高層建築,是城市地面沉降的主要原因。雖然減輕沉降是世界性的難題,但上海已經有一些技術可以緩解並恢復沉降現象。對上海控制地面沉降的前景,一些專家也表示樂觀。
第三方全程監控上海中心 地面沉降或因地層失去水頭壓力
長三角地區皆屬軟土地基建設 高層建築須進行減壓降水
與世界上諸多沖積平原一樣,長三角地區屬於軟土地基,土層的天然含水量高,空隙較大,因此也容易壓縮變形。上海地方誌辦公室官方網站資料顯示,1956年至1965年,上海北部楊浦區的地面沉降量最大達到1200毫米。
據了解,上海地下潛水位高,陸家嘴金融貿易區第一、二承壓含水層連通,構成巨厚的含水層,該區域進行地下空間開發時涉及承壓水減壓降水。施工公司如何選擇合適的水文地質參數與模型,優化降水設計方案,避免發生水土突涌險情等,是確保地下空間開發順利進行的技術保證。
此外,在軟土地區建設超高層建築,如何選擇合適的樁基持力層與樁型,準確預測樁基承載力和沉降量,評價沉(成)樁的可行性,並進行基礎方案的優化諮詢等,也是上海九十年代初土木工程界迫切需要解決的問題。
地面沉降原因:過度抽取地下水、高層建築影響
中國地質環境監測院副院長張作辰介紹,地面沉降影響的範圍其實非常廣泛,比如首先會導致地面高層的降低,造成高層的損失。其次會造成城市排水系統的失效,防汛能力的降低,另外不均勻的沉降會導致地表建築物的地基下沉,基礎開裂,造成建築物的破壞,還造成地下建築向水井、油井的傾斜,甚至拉裂破壞,還對大量線狀工程如鐵路、輸水、輸油管線、橋梁、通訊線路等造成破壞。
而過度抽取地下水,是造成地面沉降的一個主要人為原因。比如河北滄州,從上世紀70年代以來,地面平均沉降了2.4米,屬於中國地面沉降最嚴重的地區之一。幾十米至幾百米深處所埋藏的地下水,就是滄州以及華北平原上的其他缺水城市維持龐大用水需求的依靠。
而“樓升地降”是上海地面下沉的另一個人為原因。有數據顯示,自1993年以來,上海高樓平均每天起一座,目前已有七八千座高層建築。上海地質學會秘書長劉守祺表示:“根據目前的研究成果,發現高層建築的影響能達到四成,對地質環境的影響非常明顯。”
減少沉降繫世界性難題 “地下水回灌井”技術可部分解決
上海市地質調查研究院地面沉降研究所所長王寒梅表示,2001至2005年,上海屬於沉降量還是比較嚴重的時期,中心城區形成了一個大漏斗區,其中一塊就是現在的大虹橋開發區,王寒梅介紹,其形成主要是西部第五承壓含水層有大漏斗,以及受到鄰近江蘇對這一塊地下水的開採影響。不過到了2006至2010年,大的沉降漏斗都已經通過“地下水回灌井”的技術瓦解掉了。
上海市地質調查研究院地質環境研究所副所長劉金寶介紹,採用人工回灌方式,向地下“注水”,是目前世界上防治地面沉降較為常用的一種方法,效果也比較明顯。劉金寶説:“通過回灌試驗以後,最遠的一口監測井,地下水位抬升了4.6米,在最遠的那個監測點,地面回彈了1.5個毫米,在最近的一個監測點,地面回彈了9毫米,地面沉降控制的效果還是非常顯著的。”
由於自來水開採而造成的地面沉降速度降下來了,但隨著城市建設的高速發展,大量建築物和市政工程施工造成的差異性沉降又困擾上海。上海中心城區地面沉降的兩個大漏斗已經不明顯了,相反,出現了一個又一個的小漏斗。專家表示,小漏斗的形成與城市工程建設,尤其是深基坑的開挖和降排水密切相關。
同濟大學地面建築與工程系教授蔣明鏡表示,目前情況看,由於施工沉降産生的災害是不是長期的,還有待進一步的觀察。他還表示,在軟土條件下,高樓施工減少沉降在技術上仍然是一個技術性難題,還有待我國的科學工作者在這方面進一步加大力度解決。
蔣明鏡對於上海控制地面沉降的前景表示樂觀,他説:“只要上海市政府在軟技術方面加大投入,不僅僅控制地下水方面加大力度,而且在施工等方面加大力度,我覺得還是有能力妥善處理好這個問題。”