问题

为什么浦东的高楼群导致地面下沉而曼哈顿岛不会?

回答
您提出的问题很有意思,浦东高楼群导致地面下沉,而曼哈顿岛似乎没有同样显著的问题,这背后涉及到几个关键的地理、地质和工程因素。这不是一个简单的“有没有”的问题,而是程度和原因上的差异。

我们先来拆解一下为什么浦东的高楼群可能会引发地面下沉:

1. 浦东的地质基础:

淤泥质土层是关键: 浦东,特别是早期开发区域,其地质构成非常显著的特点是厚厚的淤泥质土层。这些淤泥是在长江口长期冲刷沉积形成的,质地非常松软,含水量高,压缩性极强。想象一下,它们就像一块湿透的海绵,但比海绵要松散得多。
深厚含水层: 在这些淤泥层之下,存在着承压含水层。这些含水层是地下水的主要储存库,也是早期浦东重要的水源。

2. 高楼群的“重量”与“抽水”:

巨型载荷: 浦东开发以来,拔地而起的是一座座摩天大楼。这些高楼的地基通常要打到坚硬的基岩层,以求稳定。然而,即使是坚固的基岩,其上方的土层也承受着巨大的静载荷。想象一下,在一块海绵上压上沉甸甸的砖块,海绵会自然被压扁,水分也会被挤出。
大规模的基坑开挖和降水: 建造高楼,尤其是要建得这么高,需要打非常深的地基。在施工过程中,为了保证基坑不被地下水淹没,需要进行大规模、长时间的地下抽水(降水工程)。这个过程就像给海绵“挤水”。
抽取地下水: 早期,为了满足城市发展和工业用水需求,浦东也曾大量抽取地下水。
基坑降水: 建造高层建筑的地基往往深达几十米甚至上百米,需要抽走基坑内的地下水,以保证施工安全。
“挤压”与“吸水”的双重效应: 当巨型建筑的重量压在松软的淤泥层上时,会引起土层的压缩,将其中束缚的水分挤出。同时,基坑降水和地下水抽取,更是直接移除了原本支撑着土层、减少压缩性的地下水,导致上覆土层失去“浮力”和“支撑”,进一步压缩下沉。
“固结沉降”: 这是一个地质力学上的专业术语。当地层在持续荷载下,孔隙水压力升高,随着孔隙水慢慢排出,土颗粒之间的接触压力增大,土体体积收缩,这就是固结沉降。淤泥质土层因为其低渗透性,这个过程会持续非常长的时间,数十年甚至更久。

3. 曼哈顿岛的情况:

坚实的基岩基础: 曼哈顿岛的地质条件与浦东截然不同。它坐落在古老的、坚硬的结晶岩基岩(如片麻岩、石英岩)之上。这块基岩坚固得像一块巨大的、天然的岩盘。
相对较薄的松软土层: 虽然曼哈顿也有表层土和冲积层,但其厚度与浦东那厚达数十米甚至上百米的淤泥质土层相比,要薄得多,且基岩离地表更近。
对地下水抽取的限制: 曼哈顿早期开发对地下水的依赖相对较小,而且随着城市发展,对地下水资源的保护和合理利用有着更严格的规划。虽然在建造早期建筑或地铁时可能需要局部降水,但与浦东大规模、长时间的地下水抽取和基坑降水相比,其影响范围和程度可能有所不同。
建筑密度与重量分布: 曼哈顿虽然高楼林立,但其整体地质基础的承载能力要强得多。而且,曼哈顿的开发历史更长,城市建设模式和工程技术也在不断发展,可能在设计和施工时就考虑到了地质条件。

核心差异总结:

地质载体不同: 浦东建立在巨厚的、疏松的淤泥质土层上,这是一种天然的“压缩垫”。曼哈顿则建立在坚固的基岩之上。
“减压”方式不同: 浦东早期发展伴随着大规模的地下水抽取(为了用水和为了施工),这“抽走了”原本支撑土层的“水垫”。曼哈顿在这方面的压力相对较小。
“加压”方式不同: 浦东的高楼重量直接施加在淤泥层上,加剧了其压缩。曼哈顿虽然也有高楼,但其下的岩盘可以提供更好的支撑。

所以,这不是说曼哈顿“完全没有”地面沉降,而是相对于浦东,其地面沉降的程度可能不那么显著,并且其主导的沉降原因也可能不同(比如局部的地下水抽取、老旧市政管线等)。而浦东的地面下沉,很大程度上是由于其特殊的地质条件与大规模的工程活动(尤其是地下水抽取和基坑降水)叠加造成的,这是一种“地质病”与“工程病”的结合。

现代的工程技术和城市规划也在努力应对这些问题。例如,在浦东新的开发区域,会更重视对地质的勘察,采用更先进的地基处理技术,并对地下水资源进行更严格的管理和回灌,以减缓地面沉降的趋势。但对已经形成的淤泥层,其固结沉降是一个长期且复杂的过程,需要持续的关注和监测。

网友意见

user avatar

浦东是冲积平原,淤泥质土层为主,含水率很高,力学性能极差(这种土层理论上不能建高楼)打桩都打不到基岩上

而曼哈顿基岩埋深很浅,部分地区可以看到基岩出露,非常适合建高楼

完全不是一个级别的地基质量


补充:

在网上找到了华东院地质勘测数据(上海中心大厦)可以看到地基部分都是饱和的粘土、粉土、砂土,持力层较弱,所以打了相当多数量的钢管桩。

这种饱和软土层对地下水位的变化也很敏感。


另外,我已经改行了。。。更深入的问题恕不能一一回答

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有