فرونشست زمین درچه صورت قابل بازگشت است؟

سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا، به نقش مصالح ساختمانی به کار رفته در ساختمان‌ها در تشدید فرونشست اشاره کرده است. این موضوع از این منظر که پیش‌تر چنین عاملی در تشدید فرونشست‌ها نادیده گرفته شده بود، مورد توجه قرار گرفته است.
بر اساس این گزارش، شهر نیویورک در ایالات متحده در حال نشست تدریجی به‌دلیل وزن ساختمان‌هایش است. تقریباً 1.68 تریلیون پوند بتن، شیشه و فولاد روی 777 کیلومترمربع از زمین این شهر ساخته شده است. این وزن عظیم می‌تواند باعث فشردگی زمین و فرونشست آن شود. همچنین افزایش سطح آب دریاها و شدت طوفان‌ها نیز شهر را نسبت به سیل آسیب‌پذیرتر کرده و این فرایند را تشدید می‌کند.
بار و جنس مصالح ساختمانی می‌تواند به فرونشست شهرها کمک کند. در مناطق شهری، تجمع وزن عظیم سازه‌ها و زیرساخت‌ها، مانند ساختمان‌های بلندمرتبه، جاده‌ها، پل‌ها و سایر سازه‌ها، می‌تواند به‌مرور زمان باعث فشرده‌شدن خاک زیرین شود. این پدیده به‌ویژه در مناطقی که زمین زیرساخت‌های شهری از خاک نرم، رس یا لایه‌های قابل‌فشردگی تشکیل شده باشد، شدیدتر است.
در این گزارش به نقش، نوع خاک زیرین، وزن ساختمان‌ها و تراکم شهری، ویژگی مصالح ساختمانی و سازه‌های بزرگ و مرتفع اشاره شده است.
در رابطه با این موضوع، مدیرکل دفتر زمین‌شناسی، مهندسی و زیست‌محیطی سازمان زمین‌شناسی گفت: موضوع نشست زمین در مباحث زمین‌شناسی و عمران، پدیده‌ ناشناخته‌ای نیست بلکه به‌طور گسترده‌ای شناخته شده است.
دکتر امیر شمشکی؛ افزود: این پدیده معمولاً به‌دلیل ویژگی‌های خاص خاک، به‌ویژه تراکم‌پذیری آن، رخ می‌دهد. دلیل اصلی این نشست نیز تأثیرگذاری بارگذاری یا وزن سازه است. به عبارت دیگر، زمانی که یک سازه بر روی خاکی که به‌طور طبیعی مستعد تراکم است قرار می‌گیرد، وزن یا بار آن باعث می‌شود که خاک تحت بارگذاری فشرده و متراکم شده و در صورتی که این تراکم نامتقارن باشد، یعنی در قسمتی بیشتر و در قسمتی کمتر باشد، زمین نشست پیدا می‌کند.
وی ادامه داد: این نشست، معمولاً در ابتدا به‌صورت جزئی بلافاصله پس از بارگذاری به وقوع می‌پیوندد و به‌طور موقت و جزئی برطرف می‌شود. با این حال، در مواردی که خاک لایه‌های عمیق‌تری داشته باشد، نشست می‌تواند تا عمق‌های بیشتر ادامه یابد.
وی بیان کرد: همچنین فشاری که به‌واسطه بارگذاری بر آب‌های زیرزمینی وارد می‌شود نیز در تحمل فشار و وزن لایه‌های بالایی خاک مؤثر هستند. زمانی که این آب‌ها کاهش می‌یابند یا به نحوی از بین می‌روند، توان خاک برای تحمل فشار از بین رفته و در نتیجه خاک دچار تراکم بیشتری می‌شود. این تراکم می‌تواند به‌صورت تغییرات ناچیز از چند میلی‌متر تا چند سانتی‌متر باشد.
به گفته مدیرکل دفتر زمین‌شناسی، مهندسی و زیست‌محیطی سازمان زمین‌شناسی، در نتیجه ممکن است زمین نشست کرده و تغییرات سطحی در مناطق مختلف ساختمان‌ها ایجاد شود. این فرآیند گاهی اوقات منجر به اختلاف سطح‌های قابل توجهی در ساختمان‌ها و حتی مشکلات ساختاری می‌شود.
شمشکی گفت: نکته قابل توجه این است که وزن سازه‌ها، معمولاً در مقایسه با وزن طبیعی خاک، تأثیر زیادی ندارد و نمی‌توان آن را عامل مهمی در فرونشست زمین دانست، مگر اینکه سازه‌ها بسیار بزرگ و سنگین باشند.
وی افزود: به‌عنوان مثال، در بسیاری از مناطق دشت‌ها، وزن سازه‌ها از آن‌جا که در مقایسه با وزن طبیعی خاک ناچیز است، معمولاً خاک توان تحمل آن را دارد. بنابراین، خاک می‌تواند به‌طور طبیعی فشار سازه‌ها را بدون مشکل تحمل کند، به‌ویژه زمانی که سازه‌ها عظیم و سنگین نباشند. به همین دلیل، معمولاً خاک توانایی تحمل وزن سازه‌های مختلف را دارد و شاید فقط در مواردی سازه‌های خیلی عظیم و سنگین در برخی لایه‌های تراکم‌پذیر تأثیرگذاری داشته باشند.
وی بیان کرد: اما نکته دیگری که در اینجا باید در نظر گرفته شود این است که فرونشست دشت‌ها، بسته به شرایط خاص هر منطقه و عواملی مانند رطوبت خاک، نوع ساختار آن و شرایط محیطی ممکن است قابل برگشت نباشد. در هر دشتی شرایط متفاوت است؛ به‌عنوان مثال در یک آبخوانی که خاک دانه درشت دارد، بیشتر وزن را بدنه دانه‌ها تحمل می‌کنند و فشاری به آبخوان وارد نمی‌شود و حتی اگر 50 تا 60 متر سطح آبخوان افت بکند، فرونشستی نداریم. در این موارد اگر بحث احیای آبخوان باشد، بازگشت فرونشست در چنین مناطقی ممکن است و اگر تغییر خاصی در الگوی بارش‌ها رخ دهد و مقادیر آب زیادی را در دسترس قرار دهد، امکان احیای آبخوان وجود دارد.
معاون سازمان زمین‌شناسی بیان کرد: در آبخوان‌های ریزدانه که معمولاً هم دچار تراکم شده و فرونشست را نشان می‌دهند، آن تراکم باقی مانده بازهم می‌تواند پذیرای آب باشد اما بخشی که از بین رفته و تخلخل از بین رفته دیگر قابل بازیابی نیست.