馬多思

蔣明鏡先后在日本、英國和加拿大從事了8年的研究工作之后，2006年決定回中國發(fā)展。站在上海黃浦江邊遠(yuǎn)望對岸，陸家嘴聳立的摩天樓群令他感到興奮，同時，這位研究巖土力學(xué)的專家也相信，發(fā)揮自己專業(yè)特長的機會應(yīng)該就在這里。蔣明鏡知道，他腳下的這塊土地是由近千年來長江帶來的泥沙所形成的軟土層結(jié)構(gòu)，數(shù)千幢快速建起的高樓在推動上海發(fā)展的同時，也會產(chǎn)生一系列的問題——加劇地面沉降便是其中之一。

過度抽取地下水，曾經(jīng)是造成上海地面沉降的主要原因，然而在采取有效的“控沉”措施以后，如今影響上海地面沉降的另一個原因，是不斷拔地而起的高層建筑。自上世紀(jì)90年代以來，高樓林立的陸家嘴地區(qū)的地面沉降就達每年12毫米到15毫米。

“樓升”造成的“地降”

雖然早在1934年上海就擁有了總高82米的“遠(yuǎn)東第一高樓”國際飯店，但高層建筑數(shù)量的迅速膨脹還是近10年的事。數(shù)字顯示，上海建于上世紀(jì)五六十年代的高層建筑有40幢；建于80年代的有650幢；而90年代十年間就興建了2000多幢，其中百米以上的超高層建筑有100多幢。自1993年以來，上海平均每天“站”起一座高樓，目前高層建筑已有七八千座。

上海的軟土層地表具有“含水量大、孔隙大及壓縮性大”三大特征，就像一塊海綿，在一擠一泡水的同時，會出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。以往人們認(rèn)為除了地下水開采，高容量的高層建筑在上海地面沉降中的影響能達到三成，但是上海地質(zhì)學(xué)會秘書長劉守祺說，“根據(jù)目前的研究成果，發(fā)現(xiàn)高層建筑的影響能達到四成，對地質(zhì)環(huán)境的影響非常明顯”。

為了應(yīng)對地面沉降問題，上海2003年出臺了針對容積率的“雙增雙減”政策，即增加公共綠地和公共活動空間，減少建筑容量和高層建筑，同時也規(guī)定了住宅2.5、商用4.0的容積率上限。實施一年后，上海市中心總建筑量已減少約400多萬平方米，上海376個容積率過高的歷史遺留項目，平均降低容積率17%。和地下水超采造成的沉降一樣，密集建設(shè)高層建筑引發(fā)的沉降，在精明的上海人面前，似乎也得到了控制。上海整體沉降的平均數(shù)值繼續(xù)下降，直到2010年的不到6毫米。

上海地面沉降的速度降下來了，但大量建筑和地鐵施工造成的“不均勻沉降”仍然困擾著上海。2003年，為了了解地面沉降與地面建筑的相互影響關(guān)系，上海市地質(zhì)調(diào)查研究院與上海市城市規(guī)劃院合作進行了專項調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，單個高層建筑發(fā)生的一般是均勻沉降，這種沉降不大會對該建筑物本身產(chǎn)生太大的影響。但在眾多位置、規(guī)格不一的高層建筑的合力作用下，整個上海市的地表會形成區(qū)域性的甚至整體的不均勻沉降。

目前為同濟大學(xué)地下建筑與工程系教授的蔣明鏡稱，地面不均勻沉降和沉降速度過快一樣，都將引發(fā)多種城市災(zāi)害，例如，地面不均勻沉降導(dǎo)致防汛墻的防汛標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)降低，迫使不斷投入資金加高防汛墻；建筑沉降威脅著煤氣、供水等市政管線的安全；隧道不均勻沉降又導(dǎo)致機動車加速磨損，增加運營風(fēng)險和維修費用等。

蔣明鏡說，建筑物建好后，一開始會有一定的沉降，但隨著地基下的土壤逐步發(fā)生固結(jié)，沉降也就穩(wěn)定下來甚至停止。但是當(dāng)周邊再有建筑施工時，就會使本來穩(wěn)定的老建筑再次發(fā)生沉降。而且一個地區(qū)雖然總體上都是軟土，可是每隔幾米土質(zhì)都不一樣，有的硬一些，有的軟一些，這就需要在施工前進行風(fēng)險檢測和評估，并提出施工修改建議，例如需不需要對地基周圍進行加固和支撐，以有效防范沉降。

可是，蔣明鏡回國后發(fā)現(xiàn)，在摩天大樓林立的上海，沒有一家本地公司請他進行相關(guān)的評估。一些建筑公司請的專家并不是專門從事這方面研究的，“國內(nèi)在巖土工程方面的技術(shù)水平很落后?！彼f，在日本，每個企業(yè)在建筑施工時都很重視預(yù)先的沉降評估，因為那里的土地都是私有化的，如果施工給其他建筑造成損害，那是要賠償一大筆錢的。

蔣明鏡的專業(yè)知識似乎在工程評估方面派不上用場，卻能在自己買房時進行“專業(yè)評估”。他在上海買的是舊小區(qū)基礎(chǔ)上開發(fā)的住宅，因為那樣的建筑，地基下土壤已經(jīng)基本固結(jié)。他不買在農(nóng)田上建起來的和靠近江河堤壩的住宅，因為那些地方的土壤比較松軟。也不買附近可能修地鐵和高層建筑的住宅，因為老建筑都會被新建筑所影響，容易產(chǎn)生繼續(xù)沉降。

上海市徐匯區(qū)凱華公寓的住戶們就沒有蔣明鏡這么多土壤和建筑知識了，他們在買下住房時并沒有在意附近是否要修地鐵。這座1998年竣工的6棟連在一起的樓房，在2003被發(fā)現(xiàn)房屋墻壁出現(xiàn)裂縫。56戶居民集體投訴說，裂縫最寬處可以伸進一排手指，而且樓體看起來也“歪了”，這些投訴者懷疑這些現(xiàn)象與住宅樓地下20米深處正在進行的地鐵明珠2線隧道施工有關(guān)。

不均勻沉降造成的地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)引起了地質(zhì)學(xué)專家越來越多的關(guān)注。上海市地質(zhì)學(xué)會秘書長劉守祺在接受《中國新聞周刊》記者采訪時一開始就說，“我已經(jīng)不研究地下水造成的沉降了，我現(xiàn)在研究的是，施工過程中不均勻沉降造成的地質(zhì)災(zāi)害。”

漫長的“控沉”歷程

可是，劉守祺畢竟研究地下水問題幾十年，最近他一直關(guān)注著泰國曼谷洪水的新聞。在他看來，曼谷洪水泛濫的原因 “除了氣候，就是地面沉降鬧的，海水回灌進曼谷了?！眲⑹仂?0年前就受到過泰國有關(guān)方面的邀請，研究曼谷的地面沉降問題。多年來，曼谷以每年1.5厘米至5.3厘米的速度下沉，直到現(xiàn)在城區(qū)已經(jīng)有一大部分處于海平面之下。劉守祺的觀點和世界銀行專家簡.博喬基本一致：曼谷下沉的原因之一，就是毫無節(jié)制地抽取地下水。

然而，對于同樣被認(rèn)為沉降嚴(yán)重的上海，劉守祺并不怎么擔(dān)心，他對《中國新聞周刊》說，上海發(fā)生曼谷那樣的災(zāi)難“可能性很小”。

2009年，有媒體報道稱，美國科羅拉多大學(xué)一份最新研究報告表明，全球33個人口密集的大型三角洲地區(qū)中，有三分之二正面臨“地陷海升”的雙重威脅，而中國的長江三角洲、珠江三角洲及黃河三角洲，已躋身這一危機榜上最嚴(yán)重的一級。報道對上海的描述是，“城市平均標(biāo)高才4米，而黃浦江漲一次潮就高達5米多，再繼續(xù)沉陷2米，上海立刻就會陷入汪洋?！?/p>

研究上海地質(zhì)幾十年的劉守祺不完全認(rèn)同上述說法：地陷海升確實已成既有事實，但美國學(xué)者將中國的三個三角洲列為“最嚴(yán)重級別”，這個結(jié)論還有待商榷。

實際上，上海從上世紀(jì)二三十年代開始就被發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的沉降現(xiàn)象。最開始提出上海沉降的，是一個叫沃爾遜的外國人，根據(jù)1921年至1938年的“重復(fù)水準(zhǔn)點”測量結(jié)果，提出了上海存在地面沉降。從1921年到1965年，上海市區(qū)總共沉降了1.69米。而從1966年到2000年，市區(qū)平均累計沉降量為218毫米，每年沉降6毫米。

地面沉降是上海主要的地質(zhì)災(zāi)害，與它軟土的地質(zhì)特點有很大關(guān)系。上海境內(nèi)除西南部有少數(shù)丘陵山脈外，全為低平的平原，是長江三角洲沖積平原的一部分，平均海拔高度為4米左右。整個地區(qū)好像是從東向西傾斜的半個碟子，極易受到海平面上升和地層擠壓的影響。土的結(jié)構(gòu)是一層砂層、一層粘土層。砂土孔隙大，含水。上海的地下水，主要就在它的5個含水砂層中。

劉守祺告訴《中國新聞周刊》，“當(dāng)集中過量地開采了某一沙層的地下水后，沙層因為孔隙水被抽走而壓縮固結(jié)，它上面的土層就整體往下壓，抽水越多的地方，壓得越低，這就形成了上海的地面沉降?！?/p>

上海最早于1860年開采地下水。一百年后的1963年，上海地下水開采量達到頂峰，年開采總量達2.03億立方米。開采地下水最多的時期，也是上海沉降最厲害的時期，上海地方志辦公室網(wǎng)站記載，1957年至1961年上海各地區(qū)平均沉降110毫米，個別地區(qū)達到170毫米。