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上海中心大厦封顶引发杞人忧“地”

日期:2013年9月11日 11:26

        目前,上海中心大厦封顶再次引发地面沉降担忧,有专家甚至预言,也许几十年后部分城市会消失。不少地质学家将城市地面沉降归咎于过度摄取地下水和修建高层建筑,前者毫无疑问,后者却引来不少质疑。但不管对建筑有多大影响,地面沉降的影响已经逐渐显现。

  也许有一天桑田会变成沧海,这并非毫无可能。

  目前,上海中心大厦封顶再次引发地面沉降担忧,有专家甚至预言,也许几十年后部分城市会消失。

  不少地质学家将城市地面沉降归咎于过度摄取地下水和修建高层建筑,前者毫无疑问,后者却引来不少质疑。但不管对建筑有多大影响,地面沉降的影响已经逐渐显现。

  地面沉降现状堪忧

  环球金融中心、金贸大厦、世茂国际广场……置身外滩,对岸一栋栋摩天大厦鳞次栉比,越来越多的建筑正在不断刷新着国内新高。

  《2012摩天城市报告》显示,中国大陆拥有152米以上非住宅类摩天大楼470座,在建的有332座,规划的有516座。预计至2022年,中国摩天大楼总数将是美国的2.34倍。

  在不断冲击全国最高的同时,高层建筑是否会引起地面沉降被越来越多的人关注。

  《2011—2020年全国地面沉降防治规划》指出,目前全国遭受地面沉降灾害最严重的是长江三角洲、华北平原、汾渭盆地,主要分布于北京、天津、河北、山西、内蒙古等20个地区。同时,全国累计地面沉降量超过200毫米的地区达7.9万平方公里,并且范围仍在扩大。由于地面沉降,有城市甚至被预言会在几十年后消失。

  同济大学某业内人士表示,沉降发生的原因是地基土有效应力增大,主要是孔压水下降引起的。

  对此,已退休的中国地质大学工程学院教授王智济讲道,一般来说,地面沉降的诱因主要是由于在孔隙含水层体中超量开采地下水,特别是在以松散沉积物为主体的地基层中开采。

  对于此结论,有专家表示赞同。但也有专家认为,“楼升地降”是另一个引起地面沉降的原因,高层建筑的建设对地质环境的影响非常明显。

  高层建筑未必引起地面沉降

  上海地质调查研究院发表的论文提到,上海城市基础设施建设迅猛发展,旧区改造、新居住区成片开发,大量高层、超高层建筑不断建起,工程建设的地面沉降效应逐渐显现,成为上海近年来新的沉降因素之一。

  但对于这样的结论,部分专家并不同意。上述同济大学业内人士表示,不管是高层或是超高层建筑,在做地基的时候都考虑过沉降的问题,沉降监测一般都是精确到毫米。就单个建筑而言,其地基附加应力的传递深度很小,都在百米以内,且越往地下伸展,建筑物引起的附加应力越小,因此对地面沉降的影响不大。

  王智济认为,任何一个地质体都具有其独特性以及某种程度的不确定性,应该具体问题具体分析。对于建筑设计而言,重要的是持力层的选择,持力层又分硬基和软基。对于软基而言,有一个极限承载力的问题,当建筑荷载超过持力层的极限荷载时,就会损毁地基。

  “当前,高层建筑群的不断兴建及不合理加密,使得同一持力层的负担加大,可能出现超极限承载力的情况。”王智济这样讲道,“对于高层建筑物不断加密的城市,必须尽快解决这些问题。比如上海,一般来说,软基的持力层多选在较早期沉积的老黏土层上,尽管经过了勘查和试验,但是现有规范对于地基持力层所具有的不均值性和在一定时间内稳定性的变化研究得不够。”

  而对于北京等城市,因为是硬基,其沉降原因主要是过度开采地下水,与高层建筑关系不大。

  地面沉降最先影响地下管道

  不管对建筑影响多大,地面沉降的影响已经逐渐显现。“按照现在的速度,到2050年,长三角可能就此桑田变沧海。”有专家发出这样的警告。

  据了解,我国未系统开展过地面沉降的经济损失评估工作。根据对长三角、华北地区、汾渭地堑等的研究, 粗略统计,1949 年以来,我国因地面沉降和地裂缝造成的经济损失累计高达 4500亿—5000 亿元。其中,直接经济损失累计350亿—400 亿元,年均总损失90亿—100 亿元,年均直接损失 8亿—10亿元。

  地面沉降影响的范围非常广泛。上述同济大学业内人士表示,地面沉降首先影响的是地下管线。如北京,地下管道面临着巨大挑战,易弯曲、变形甚至破裂。拿自来水管道来说,2000年以来,超过1/3的自来水供水管线破损开裂是由地基下沉引起的,而且水管破损现象多集中在地面沉降发育较严重的朝阳区和东城区。

  另有消息称,上海的地面每年要下降6毫米。有专家称,目前使上海地面沉降的主要因素是建设工程基坑降排水造成的不均匀沉降。由于建筑群高大密集,会对地面沉降产生叠加效应,为了控制沉降,上海将对高楼建筑群进行规划控制。

  专家指出,在软土条件下,减少因高楼施工引发的地面沉降现象在技术上仍然是一个难题,还有待加大解决力度。

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