城市地面“下沉”的原因新解及其治理方法＊

黄敦文，黄穗光

（1.汕头市科技情报研究所，广东 汕头 515031；2.汕头职业技术学院，广东 汕头 515041）

城市地面“下沉”的原因新解及其治理方法＊

黄敦文1，黄穗光2

（1.汕头市科技情报研究所，广东 汕头 515031；2.汕头职业技术学院，广东 汕头 515041）

过量抽取地下水并非造成地沉的主因，应对密集的高楼大厦的荷载压力方向加以甄别.对地沉原因的新解是，地面荷载压力和地层支撑应力较劲的结果，从而导出荷应平衡理论.分析摩擦地桩荷载压力传递机理，发现地层具有整体的支撑应力，提出认识这种无形应力是有价值的自然资源.进而研究它受压的因应规律，可利用它在城市地质片区的整体中进行调济和配置，在防治地沉中发挥中心作用，并可从中获得较大的资源效益.治理地沉的方向应在于增强地层支撑应力，应用沙桩可直接和间接增强软弱地质的支撑应力，力求使它能够和地面不断增荷加载的压力取得并保持平衡状态，就有可能保持地面永不“下沉”.

城市地面；“下沉”原因；治理

城市地面“下沉”是指整座城市或其大部分区域的海拨高度降低，其特点是波及范围广，发生缓慢，不易觉察，是不可逆的自然现象.它不同于突然发生的地陷，极限于点块范围之内所造成的天坑或深潭，危害极大，治理困难.中国首次发现城市地面“下沉”至今已近90年，着手治理也有40多年之久，但至今仍不能治愈，成为久治不愈的顽疾，而且有越来越严重之势，变成沉默的土地危机.随着新形势的出现，也产生不小的新问题.

1 城市地面“下沉”概况

《2011—2020年全国地面沉降防治规划》指出，目前中国遭受地面沉降灾害的城市超过50个，分布于北京、天津、河北、山西、内蒙古等20个省区市.

中国地质环境监测院副院长张作辰介绍，长江三角洲、华北平原和汾渭盆地，地面累计沉降量大于200mm的分别为接近1万km2、6.2万km2以及7 000km2.同时全国累计地面沉降量超过200mm的地区达到7.9万km2，并且地面沉降仍在继续扩大.

以上海为例，自从1921年发现地面下沉以来，沉降面积达到1 000km2，最大地段达到2.6m［1］.据中科院院士郑时龄教授说，沉降速度平均每年下沉1cm［1］，这个数据应该是以海平面基点标准比较计算的，因为岩基是近几年来才建立的.而海平面基标也有变化上升.近30年来，中国沿海海平面总体上升9 cm，［2］上海是12cm［3］，平均每年上升4mm.可见上海地面“下沉”是有相对和绝对二重意思的不同，“下沉”1cm是相对的，它包括海平面上升4mm在内，绝对的意思是将海平面上升的数量剔除.区分相对和绝对的意义在于：论危害来说是相同的，但论治理来说就不同了.因为原因不同，绝对“下沉”是当地地质状况，用地下水限抽、回灌等措施来控制，而海平面上升却是不能治理的，只有加高堤围来提防.分析以上数据可见，上海地面“下沉”，其中40%是来自海平面上升，只有60%才是地面实际下沉的数量，这对治理措施的采取和治理效果的衡量才比较切合实际.1990年代建立岩基标［3］.以岩基基点为标杆来监测，就没有此问题了.这是指沿海城市而言，至于内陆的城市地面“下沉”，没有海平面升高的影响，虽然它以海拔高程测算，不同时期的海平面也有不同，但其危害是相同，也可忽略不计.

至2007年，全国有70多个城市地面“下沉”，“沉降”面积达6.4万km2，“沉降”中心最大超过2m的有天津、太原、西安等城市［1］.

有关部门监测表明，北京地面以每年10～20mm的速度下沉，到2006年，“沉降”面积达800km2，中心区最大“沉降”已近800mm.江苏省的苏、锡、常地区，沉降面积达5 700km2，约占平原面积的50%，沉降中心最大沉降2.8m.在国外的日本地面下沉日趋严重，据日本环境科学省官员介绍，日本已有61个地区发现地面“沉降”，“沉降”面积超过日本可居住面积的12%，1 100km2的地面标高处于海平面以下，“下沉”显著地区属于平原或沼泽地貌，主要存在于城市和人口密集的工业区，被称为软弱地区［4］.

因为地基“下沉”，会造成楼房墙壁开裂，因为海拨高度降低，会使地面排水困难，内涝加重，污水积聚水质恶化，沿海地区会因涨潮使海水倒灌，产生咸害.因为新情况产生新问题会造成新咸害：地下管道、线网增多和密布，会因为地面“下沉”地质变化而造成损毁破坏，测量水准点失准而降低建筑物抗震能力，高楼发生微斜，甚至建筑物倒塌等.

2 城市地面“下沉”诊断的辨析和治理评效

（1）国内外专家业界对地面“下沉”的诊治概况.中科院院士林学钰介绍，“过量抽取地下水，城市不合理的建设是当前产生地面“沉降”的主要原因［1］.上海地质调查研究院研究表明，上海地面沉降有30%来自高层建筑和重大工程项目本身的影响，其余70%则要归因于城市地下水的过份开采.清华大学环境科学与工程系教授许保玖认为，此项研究很可信［5］.以上对地面“下沉”诊断，是至今为止的主流观点.但也强调另一种观点，那就是中科院院士同济大学建筑与城市空间研究所教授郑时龄认为，上海“下沉”怪高楼大多［6］.

2种诊断给出2种处方疗治，前一种是对抽取地下水加以限制，抽用者必须同量回灌补偿，日本人还加上立法控制.在1956年和1962年就分别制订并实施了《工业用水法》和《建筑用地下水关联法》［4］.而对后者，据了解，上海规划工作会议讨论限制建筑物高度问题.后见在限高限密上规定，新建楼凡住宅容积率超过2.5，商办容积率超过4的项目，都要加以整改［3］.

（2）地面“下沉”治理效果分析.上海自从1965年起就开始处理过度开采地下水问题，从原来每年抽取2 000万m3／a减少到2007年800万m3／a，减少了1 200m3／a.采取这一措施进行治理之后，地面“下沉”据说得到一定的遏制，但这是不是验方，对症下药病就治好了，实践的回答是否定的.自20世纪90年代之后，上海高楼越建越多，地面不堪负荷，陆地“沉降”日益严重，因而也就出现了怪大楼建得太多之说.地面“下沉”变成久治不愈的顽疾，而且出现越来越严重的土地危机.因此，必须对原来的诊断进行反思和分析.本研究试用容积替代法来分析，1965年抽取地下水最大量是2 000万m3，到2007年最小量是800万m3，按最大量和最小量取简单平均数是1 400万m3／a.这对于下沉区域达到1 000km2面积来说，平均数是0.014m3／m2（相当于14kg），也即14mm厚度的水层.而从地面下沉的厚度看，近几十年平均是10mm／a扣除4mm／a，是由于海平面升高所致，实际下沉只有6mm／a.上海地研院研究因地下水过分开采影响地面下沉占70%，则只有4.2mm／a，占被抽走的地下水容积14mm厚水层的30%.换言之，在被抽走地下水之后空出来的容积有30%被地层沉实所占，70%的容积和地沉无关.这是以平均数的单年分析，再从最小抽取量的单年分析来看，最小抽取量是800万m3，平均数是0.008m3／m2，即相当于8mm厚度的水层.而实际下沉4.2mm，占这8mm水层厚度也就是52.5%，也就是说近半（47.5%）抽取地下水和地面下沉无关.再从总量来分析，由于抽取地下水过量而致地面下沉每年实沉4.2mm，40年是168 mm，而抽取地下水的量每年平均是14mm，按静态叠加，40年就是560mm.地面沉实沉降可以叠加而且也是不可逆的，而地下水每平抽取量容积是不能叠加，因为它不是静态均匀分布的，而是有地下潜流水路支持的.上海地下的潜流水被抽走，外地的地下水会由潜流水路流来补充，如果不抽不减，或者抽后回灌，也就会将潜流堵截住，维持原来的平衡而减少流入补充之数量.当然如遇干旱等特殊情况，因下渗少和源流少，地下水也有枯竭的时候，此种情况下控抽和回灌就会起作用，但是在此情况下却是水贵如油的救急时候，不得不抽，要回灌也得等待下雨天气才有水源.就是按1965年抽取2 000万m3／a的数量来说，平均也只不过是0.02m3／m2即每平方米面积有20kg的水，而这每平方米面积的地层厚度有几十米之深，就按10m深体积计，平均也只不过是2‰的持水率，按此法平均计算是微不足道的.因为地下水的实际分布和储存不是平均分布的，它是存在有潜流流域的地区，是某些局部而非全局.抽与控抽地下水对于地面“下沉”的影响也只限于这些地区，而非全部，治理的效果也只能体现在这个有影响的地区.由此看来，将地下水当成地面“下沉”的全局性问题诊治，似有以局部当全局之误，以偏概全之嫌.上海市自从1965年就采用限制地下水过量抽取来控制地面下沉据说取得一定的效果.但是不要忘记，在1965年之后的20多年，上海也和全国一样，社会经济和城市建设是处在缓慢发展期，楼层高度和楼群密度是在其地下承压支撑能力范围之内.地面建设所增加的负重压力并没有超过其支撑应力的范围，即在较低水平上取得了暂时的平衡.但是到了90年代，城市建设加快，地面荷重的压力增加，打破了低水平的平衡，问题就暴露了.而对高、大、密集的建筑产生的巨大压力，靠原来软弱的支撑应力是承受不了的，这就是控抽地下水也阻止不了地面“下沉”的原因.

3 地下水已非造成地面“下沉”的主要原因

从地面下沉的历史来看，中国最早发现地面下沉是上海在1921年就发现，但当时利用地下水的能力是打井吊水，并未有推广使用高扬程机械抽水，用量有限，不致引起地面下沉.其下沉原因是中国最早进入有高楼大厦为标志的现代化城市建设，加大地面负重所致.而在华比平原，许多地方靠抽地下水灌溉农田，用量很多，但也不见地面下沉，因为地面是农田，农作物并无多大压力，所以就不“下沉”.发生地面“下沉”多是在平原冲积土土层深厚的城市，在丘陵山地地质坚实，大楼建设再高再重也不“下沉”.就是在平原冲积土地区，经济不发达的小县城镇，高楼建设不多，地面负重不大，也不会“沉降”.由此可见，地面是否“下沉”，是地面荷载的压力和地下受压支撑的应力较劲的结果.荷应失衡，荷载压力大于支撑应力就必然“下沉”.正如郑时龄所说的不堪重负的结果.

4 地面“下沉”的支撑应力剖析及其机理

发生地面“下沉”城市所处的冲积平原地质的特点是深厚、疏松、烂软，沙土质的有一定颗粒间隙的孔隙度，由空气或水分充填，粘土质的颗粒微小成粉状吸水溶解成泥浆或粘软泥状而膨胀，扩大体积占据了空间，冲积平原是由这些成份组成的土层软弱疏松不实，沙、土层受压密实而缩小体积，犹如松羔被压成年羔.粘土层受压会滑溜移动，它们的荷载的支撑力较差，在没有地下水因素影响荷载过重，也会引致地面“下沉”.地下水也是地面支撑应力的一个因素，但它会流动，有潜流流路相通，并不像密封状态之下会产生压力反弹.地下水存留于地层孔隙之间的空间，当地面荷载的压力加大，会被挤走，其所占据的孔隙空间被慢慢压实的土层所代替，地面再加重压，就是处在比较硬实的基础之上.地下水若是强行保持参与加强地层支撑应力，来对付不断加大的地面压力，是使地面荷载的建筑物处于不够硬实稳固的基础之上，也制止不住地面的下沉.地下水抽取影响地面“下沉”之所以构成至今的主流理论，是有一定的科研模型试验［7］.但模型试验是设定条件的某种因素试验，和受各种因素综合影响的现实条件是有差异的，试验结果只能说明其设定条件，难以说明复杂的现实情况.就是能够完全模拟现实地下水情况（事实是不可能的），也只能说明那些条件相同的局部地区，靠此类模型试验来支持地下水影响地沉的主流说是不成立的.为了剖析地面整体荷载压力，便于测试和比较，先将地面容积率压力转化成可衡量的压力强度，以容积率1，即1层楼建筑物的荷载重量，包括构筑物自身的重量和装藏物估算重量，以及地基基础处理平摊的重量，共同构成对地层的压力，除以它所占的面积，求出单位面积的压力强度.这是以单座1层楼计算的.而城市的楼层，则是在1层的基础上叠加，以叠加层数的建筑面积除以所占面积包括楼座间距和道路等计算其容积率.上海市在新建楼限高限密中规定，住宅容积率为2.5，商办为4.将这个数量指标作为满荷不沉的临界点，推算地面荷载压力和地下支撑应力的平衡点，试算如下：以100m2的10层小楼为例，平均每层所需柱梁、框架、楼板等混凝土构件，以及墙体，地板等材料，测估其体积为5m3，平均比重按2.5计重量，则为5×2.5＝12.5t，其装藏负荷以增加60%计，则125×160%＝200t，平均压强是2t／m2.这是对单体而言.而对片区来说，按上海住宅容积率是2.5，片区的压强是5t／m2.将这个指标作为满荷下沉的平衡点，或称荷载压力与应力的平衡点.这只是一种假设，事实并非尽同.因为这仅是从荷载的限压减压上考虑，而对其地下的支撑应力并无了解，也未详勘查，但有了这个数据指标，可以它为据进行测试和勘查.对未建的高楼来说，就可以它为中心进行加减量的试压，并从结果中选优；对于已建的楼宇来说，可查考它的设计荷载和实用结果是否沉降，找到片区满菏不沉的最佳平衡点.建筑地基荷载力试压，早已成为建筑实施的前提程序，在建筑界早已实行，但这多是以单体设计服务的，对片区整体却是未闻.现在几十米深的冲积土层，建设10层左右的多层楼群，其地桩大多没有打到岩质硬基，而是采用摩擦桩加基础设计，把横向摩擦力转化为纵向的荷载压力，因此可以将它视为整个建筑群体对整个地层的总压力，称为整体压强.分析整片地层所荷载的总压力，犹如一艘大轮船的载量，载的越多，吃水越深，超出它的排水量深度，就要沉没，地面之所以“下沉”，也就是这个整体压力超过其整个支撑应力所致.分析片区整体荷载总压力，反映出其地层的支撑应力，可为建筑物荷载设限提供依据更科学，也可指导功能片区的配置更合理的使用地质应力.

5 地面“下沉”防治方法

由于冲积平原地区土层深厚，组成成份复杂，要防治地面“下沉”，必须在摸清地质情况的基础上，根据不同情况，采取针对性措施.

（1）根据片区整体地质支撑应力，配置、调济不同荷载压力要求的功能项目.城市的发展逐步趋向功能区分开，而不同功能区对地面荷载的压力是不同的，甚至有很大差距.例如公园广场、学校、道路、绿地，它们对地面荷载压力很小，甚至趋于0，而住宅、商办大楼，则荷载压力要求很高.而地下的支撑应力，不同地质结构的应力也有很大差异，若能将它们的应力在勘测试压的基础上进行分级，再比对功能区对荷载压力的要求，进行对等的配置，将荷载力要求高的规划配置到应力强的片区，将荷载压力要求低的功能区，配置到应力弱的地段，这就可以节省许多地基处理的费用.但是提高地面容积率是形势发展的要求，更多地是高荷载、超重超压的功能片区，对此可在其片区之内规则配置低压的项目，诸如学校、会堂、广场、绿地之类项目，使片区整体不会超压过重.此外，在同一片区之中规划安排几处能将地桩直接打到岩质硬基的摩天大楼等高大建筑，也可将荷载压力分流，减少该片区的整体压力，即从因荷载超压导致地沉中减源.但对于没有将地桩打到岩质硬基的摩天大楼，则是对片区整体压力的增荷加载，需列入限制容积率之列.毕竟摩天大楼能将重压直传至硬基者数量较少，难以达到分流减荷，则可选择2种情况，倡导使用：某些地质土层离岩基不太远，或者某些次等的摩天高楼，原设计不需将地桩打到岩基者提倡用沙桩加长驳接，实际是将硬基用沙桩抬高这种用沙桩垫底的地桩，可能起到柔性硬基的作用，它相对于刚性的岩质硬基，有较好的弹性，对消减地震振波的传递可能也有防震作用.要做到在片区的整体上减荷、调荷而防治地面“下沉”，首先是要找出一个减调的标准，作为地面负载能力满荷和“不沉”的标准.新开发片区将建筑界所用的事先测试单座地面荷载压力的方法移用扩大到整片同类地质条件下测试找出荷应关系中的最佳点.在已建的老城区，找出不同沉降程度的楼宇进行勘查，同样找出荷应关系的最佳点，然后推算同类地质条件整个片区的最佳点.所谓最佳点即荷载最多而“沉降”最小的汇合交叉点，以此制定标准设槛.作为地面荷载限高限密的科学依据，也可作为旧城治理调整的参数.上述措施是从荷载的减少和调济中对片区整体压力减源，但离解决问题尚远，还需从增强地层支撑应力上找办法.

（2）增强地层支撑应力的方法.要治理因建设日益加大压力而引起的地面“下沉”，其根本的出路在于加强地层的支撑应力，使支撑应力不小于所承载的压力，促成它们之间形成平衡状态，或者是接近平衡状态，就能维持地面不致下沉，至少会减低“下沉”的速度，办法就是用沙子、打沙桩［8］.分析沙桩功能效用，发现它有承担此一重任的能力.因此提出了使用方法的几点构想如下：（a）沙桩的功能效用.近20～30年来，建筑界在打地桩技术上有了长足发展，其中主要的一条是发明了旋转打桩机，它可将桩孔打大，达1.5m直径，来灌注大型地桩，为沙桩的推广应用创造了条件，为地基处理开拓了宽阔道路.沙桩的功能特点是在干沙灌注进桩孔后，能吸收周围粘软泥浆层中的水份，使干沙变成湿沙，湿沙固结力强而硬实，又能将在其周围烂泥的土层中的水份吸收过来，促进烂软土层固结固化，反而增加对沙桩的嵌护力.沙桩还对烂软土层受压滑溜移动，有强力的阻隔和限制，因而它是处理软弱地基的好办法.所以它已在建筑界中推广应用，但只限在单项工程中应用.根据它的功能效用，完全可以将它移植到城市防治地面下沉的宏观领域中应用，这就是本研究所着眼的重点.（b）利用沙桩防治城市地面“下沉”设计的构想.利用沙桩防治城市地面“下沉”的原理，总方针是增强支撑应力，将原来烂软地质的支撑力从软变硬，一是直接支撑，接受地面压力；二是间接支撑，阻隔地下水流动而产生的空间，也阻隔烂软泥层因受压力而滑溜移动，使其限制在一定空间，在受压时会产生反弹压力，就是在某些地段的地下水盈满，也只是渗溢；三是它和地下水、烂软泥层之间相互结合会产生协同效应而促使支撑力增强.至于如何应用问题，对于新建城市或是老城市规划发展新片区来说，在钻探摸清地质情况的基础上，对连片烂软地层片区，要按一定的行列距打下大直径的沙桩，把烂软地层格成各个小方格，沙桩要打到岩基硬地，把烂软地层分别固定，不让它受压滑动，也减少它受震而溶化软化于地下水中，减少溶化而增大的体积.至于沙桩的行列距及桩距多少、小方格大小，要根据烂软地层深度的烂软程度而定.也可结合道路规划作为路基奠基，也可结合方格内高大建筑区位安排打沙桩，使这种沙桩能起到公私兼用，即对单座建筑的地基和市政设施都有用.

6 城市地面“下沉”防治的社会经济问题分析

随着经济、社会的发展，城市建设也快速发展，对自然资源的利用，也到了空前的广度、高度和深度，因而也暴露了不少的新矛盾和新问题，从地面到地下，从空间到空中，都在知识、科技、管理、法规等领域提出挑战，其特点是突破了传统的单挑独战，以交叉综合的形式表现.建立在冲积平原的城市地面“下沉”是交织着诸多矛盾的综合表现，单靠某一行业的专门知识，专家是难以应付，用一种措施、一刀切的方法，不单旧症不能治愈，还会制造出新的矛盾，产生新问题.

（1）新的资源观.在对自然资源的开发利用过程中，产生正面效益的同时，也会产生负面的影响，在小项目小范围内的开发利用，厉害得失在同一主体之内，他会权衡利弊进行取捨，不会形成社会矛盾，而作为重大项目的开发利用，或是开发之后的厉害得失并非同一主体，有人得利，有人受害，社会矛盾也就产生了.

（2）地层荷载应力是一种公共自然资源.地层应力作为一种自然资源，它存在于冲积平原的地层之中，是整个片区连成一体，不因为地皮表面分刈而分离.这种资源是因为地面高楼建设，荷载超重受压而致地面“下沉”才被发现，从而也了解到其支撑应力的极限.正像大邮轮上的排水量和吃水深度，当轮船上的乘客和载重量很小时，对其吃水深度没有多大影响时，乘客并无感觉，乘客你带多重的行李货物，并不计较，因为它并不率涉到他人安全.当它接受了一个大货主的乘客，货物的重量接近其排水量，致使轮船有沉没的危险时，乘客才感知自己的利益受到牵连.城市地面荷载超重致使地面“下沉”，也是相同的道理，地上的居民也开始感知，同片地段的地下支撑应力，对它的开发利用，有自己厉害得失相关的权利.因此对地面“下沉”的防治，应作为本地的社会经济问题，在科技方面弄清地质结构，地下水潜流流域对本地段的影响的程度也是重要的.强调它首先应属本地的社会经济问题进行治理，是因为此前的诊治被误诊为地下水，是全局问题，应由政府包揽买单，导致防治走入歧途而成顽疾难治.而作为社会经济问题进行治理，就要讲究获益和成本合理分摊和匹配，正像搭船乘客要买票，多带超重的行李要多付运费一样公平.

（3）地下水利用的社会经济问题.地下水作为一种自然资源，为人们的生产生活提供需要，人们在开发利用地下水时，也和开发其他自然资源一样，在给人们带来经济效益的同时，会产生一些副作用的负面影响，在城市地面“下沉”并产生危害时，其祸因多被指向地下水的过度开采.究竟对地下水开采的利弊如何，也需考究一番.现仍以上海为例分析，从1965年起，40年平均采集量1 400万m3／a.根据对上海40多年沉降历史的研究，地面沉降造成的经济损失已达1 000亿元，也意味着地面平均每沉降1mm，损失达1 000万元［1］.和上述抽水量比对，40年共抽取地下水5.6亿m3，计算每抽取1m3地下水所损失的代价：在1 000亿元损失之中，是地沉的总量，必须剔除因海平面升高占40%，实际600亿，再因为高楼建得太多而致地沉的担责30%剔除180亿，实存420亿元.420亿元÷560亿m3＝0.75元／m3.若将文中所论述的和抽取地下水与地沉无关的70%剔除，仅存30%的168亿m3来承担420亿元损失的代价，平均也是2.5元／m3.这是抽取地下水使用者应增加的成本.此种成本需要支付，就要考虑投入产出和利润收益，或用其他方法对比择优而行.无偿使用实际上是将损失的代价转嫁由社会公共负担.地下水作为公共资源的价值效用具有多元性，也需要从多元权衡，不能只从一方的利害得失取舍决策，需要社会经济学思想参与的全面研究，在此基础上进行科学决策，才能消减顾此失彼的弊端.

7 结语

（1）对城市地面“下沉”的因果分析发现，对地沉的权威诊治，与实际有些距离：“下沉”量的多少，沿海城市地面“下沉”量有相对和绝对之分.以上海为例，几十年平均得出“下沉”量是10mm／a，其中包括同期海平面上升4mm／a，剔除后的绝对“下沉”量是6mm／a；地沉的原因首指是地下水抽取过量，以上海为例据多年平均地下水抽取量，分析它和地沉量的关系，用容积替换法分析得出，在平均每年地下水抽取量中，仅有30%和地沉有关，70%和地沉无关.因为地下水之所以能被大量抽取，是有潜流水源供应.对地沉有影响的，也只局限于有潜流流域的局部地区.

（2）地沉的第2个主因是怪高楼建得太多，这也有不准之处.在高大楼群中，某些摩天大厦等高大建筑物，其荷载是靠加长地桩直达岩质硬基，将压力垂直直接压在硬基上，不会加大地层的压力，和地面“下沉”并无关系.大楼建多影响到地面“下沉”的原因，不单体现在其单体地下土层被压实，更主要的是体现在大量使用的摩擦桩，用摩擦力把横向压力转换成垂直压力压在整片的地层中，加大整体的荷载重力.

（3）地面“下沉”的机制性原因，是地上荷载压力和地层支撑应力较劲的结果.当荷应平衡时“下沉”就不会发生；荷应失衡，荷载压力大于支撑应力，就发生地面“下沉”.地面压力和地下应力的关系，有一定的规律可寻，故可将它总结成为荷应平衡理论.

（4）在荷应平衡理论中的地层整体支撑应力，是因为荷载超压导致地沉才被发现和认识的，是看不见摸不着的，是很有价值的公共自然资源，分析研究它的特性，是对地面“下沉”科学诊治的知识基础.

（5）根据荷应平衡理论和地层支撑应力原理，防治地沉必分层级，以求不同层级的平衡.要明确不同层级，必先勘查，测试不同地质条件荷载能力的重力量化标准，求出不同层级，土层接近满荷而又不致“下沉”的临界值，充分利用地质条件的地层支撑应力资源，以达到永久平衡而不沉的目标，这应成为治理地沉的方针.在“治沉”中不分层次的划定限荷标准，对应力强的地质可能因不满荷而浪费资源.对软弱地区应力弱，还会继续下沉而治不了.以适应应力限荷求平衡，是属低层次平衡，以加强支撑应力，适应增荷加压要求所求得的平衡才是高层次平衡.

（6）加强地下支撑应力的办法是沙桩，把沙桩在建筑界的基础设计中单项建设的应用，移植扩大到城市，片区防治地沉的整体应用.防沉设计的构想有2个方面：一是用大直径的沙桩套接驳接地桩直达岩基，将高大建筑物荷载的压力垂直传递到岩质硬基，替代摩擦地桩横向传递的压力，从地沉因源上分流荷载压力，也构建成一种人造的柔质硬基，这对消减地震振波也有很好的防震作用.二是将软弱地质分片分段分块隔开，将其锁定在小范围之内，以防烂软泥层因受压而滑溜移动.增强烂软泥层的固结力和反弹力.形成压实底线，即沉到一定的密实度就不再下沉了.

（7）地层支撑应力是一种有价值的自然资源，在治理地沉中开发利用的方向是将它量化参予到地价的评估与交易进行无偿划拨调济，或者有偿转让买卖，可作为防沉措施划定等级的指标，在软弱地区进行基础建设，以提高土地资源价值.

（8）地下水作为一种公共自然资源的价值效用具有多元性，对它的保持维护或者开发利用，不但有效益大小之分，也有效应正负之别.它在不同领域的不同体现，也潜藏着一定的社会问题.不论是维护保护或者是开发利用，都要追求效益，求正避负，就大弃小，而且要以从全局的角度为标准，划界定策.故此就需要进行社会经济的全面研究，弄清它对各个领域利害得失的范围和大小.这也对地下水潜流流域分布图有很大的期望.总之，彻底治理地面“下沉”，都需要较全面的基础研究，提供正确决策的科学依据.

［1］王秉杰.全国70多个城市地面沉降2006年上海“下沉”7.5mm ［EB／OL］.［2007－02－12］.http：／／news.qq.com／a／20070212／002186.htm.

［2］罗 沙.我国海平面上升速率高于全球水平并加剧海洋灾害 ［EB／OL］.［2011－04－20］.http：／／news.xinhuanet.com／society／2011－04／20／c＿121327844.htm.

［3］陈抒怡.上海地面沉降放缓 百年后仍适合人类居住 ［EB／OL］.［2007－11－22］.http：／／news.qq.com／a／20071122／000915.htm.

［4］王新玲.日本人是怎样治理地面下沉 ［EB／OL］.［2012－02－16］.http：／／www people.com.cn／GB／guoji／209／3983／4004／4006／2304623html.

［5］李宏伟.上海下沉怪高楼太多上海很可能“下海”［EB／OL］.［2008－05－30］.http：／／www.chinacitywater.org／zwdt／swyw／28343.shtml.

［6］郑时龄.上海下沉怪高楼太多 ［J］.安全与健康，2004（1）：12.

［7］赵 慧，钱 会，李 渊，等.抽水和荷载双重作用下的地面沉降模型 ［J］.地球科学与环境学报，2008，30（1）：57－59.

［8］汪 静，石 勇，赵 伟，等.最美“外滩”景观明年初现 ［EB／OL］.［2008－11－18］.http：／／www.qzwb.com.

Explanation for and Treatment of Urban Ground Subsidence

HUANG Dun－wen1，Huang Sui－guang2
（1.Insitute of Science and Technology Information，Shantou City，Shantou 515031，Guangdong China；2.Shantou Polytechnic College，Shanto 515041，Guangdong China）

Excessive extraction of groundwater is not the main cause for ground subsidence.The direction of the load pressure of dense high－rises must be taken into consideration.In this paper，a new explanation for the cause is proposed ground load and the ground support，which leads to load－support balance theory.Through the analysis of friction pile load pressure transfer mechanism，it is found that the ground has overall support stress，which is a valuable natural resourece.Applied in geological adjustment，the support stress can play a central role in the prevention of ground subsidence in the urban area.To prevent subsidence，it is necessary to increase the support stress of the ground，which can be achived by using sand pile.The sand pile must maintain a balanced state between the ground and the increased pressure，and thus it is possible to prevent subsidence.

urban ground；subsidence；reason；treatment

TU746.3

A

10.3969／j.issn.1007－2985.2012.03.013

1007－2985（2012）03－0050－07

2012－02－11

黄敦文（1936－），男，广东汕头人，汕头市科技情报研究所副研究员，主要从事地沉方面研究；黄穗光（1966－），男，广东汕头人，汕头职业技术学院讲师，经济师，经济学硕士，主要从事地沉方面研究.