| پیام ما | تاثیر مخرب فرونشست بر زیرساخت‌ها به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم وارد می‌شود. از جمله آثار مستقیم می‌توان به ترک خوردن، کج شدن، فروریختگی، فرسودگی بنا‌ها و تخریب و آسیب به شریان‌های حیاتی شامل خطوط حمل و نقل (مترو، جاده، را‌ه‌آهن)، خطوط انتقال برق و مخابرات، شبکه فاضلاب، لوله‌های آب و گاز و نفت، کانال‌های دفع آب‌های سطحی، سازه‌های زیرزمینی (تونل و خطوط مترو)، پایه پل‌ها و شمع‌های مدفون در خاک و توسعه شکاف‌های زمین، شکست زمین یا گسیختگی آن اشاره کرد. از طرفی وقوع فرونشست آثار غیرمستقیم اقتصادی نیز به جای می‌گذارد. افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری زیرساخت‌ها، کاهش ارزش زمین و اموال، ر‌ها کردن ساختمان‌ها و اماکن، اختلال در فعالیت‌های اقتصادی، توقف کسب و کار به دلیل آسیب به ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها، از دست دادن نیروی کار مولد با تلفات و صدمات و هزینه‌های تحمیل شده برای امدادرسانی از جمله تبعات مالی وارده به شبکه زیرساخت در اثر فرونشست هستند. با توجه به اینکه روش‌های معقول مقابله با فرونشست مستلزم برنامه‌ریزی بلندمدت اجتماعی و مدیریتی است، در کوتاه‌مدت قابل‌ دستیابی نیستند و لذا باید راهکار‌های طراحی و تعمیر و مقاوم‌سازی زیرساخت‌ها نیز مورد بررسی قرار گیرد. مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی با انتشار گزارشی با عنوان «تاثیر فرونشست بر زیرساخت‌ها و راهکار‌های کنترل این اثرات» تلاش کرده است که ضمن دسته‌بندی این مقوله، راهکارهای موجود را بررسی کند.

نتیجه تحقیقات نشان می‌دهد که استان‌های اصفهان، تهران، کرمان و خراسان رضوی در معرض خطر شدید فرونشست قرار دارند. این گزارش با بیان این گزاره می‌افزاید: «در اصفهان حدود 10 هزار کیلومتر مربع شامل 30 هزار و 300 واحد مسکونی، به طور ویژه پالایشگاه نیروگاه برق شهید منتظری، ورزشگاه نقش جهان، فرودگاه بین‌المللی شهید بهشتی، پست‌های خطوط انتقال نیرو فشار قوی، شهرک صنعتی محمودآباد، خطوط انتقال سوخت به فرودگاه نائین و سگزی، خطوط قطار شهری به ویژه خط اصفهان به شاهین‌شهر، ابنیه تاریخی مانند پل روی رودخانه زاینده‌رود به شدت در معرض تهدید‌های ناشی از فرونشست هستند. فرونشست در تهران به صورت مستقیم زندگی دو میلیون و 300 هزار نفر را تحت تاثیر قرار داده و مناطق 17، 18، 19، 20 و 21 را به طور جدی تهدید می‌کند. از مهمترین زیرساخت‌هایی که در تهران در معرض خطر فرونشست قرار دارند شامل فرودگاه امام خمینی(ره)، مهرآباد و خطوط انتقال انرژی در بخش جنوب غرب و خطوط قطار شهری و مترو می‌شوند. به صورت کلی حدود ۸ میلیون واحد مسکونی و 24 میلیون نفر در کشور در معرض خطرات و آسیب‌های فرونشست قرار دارند. فرونشست در ایران ۵ تا ۷ برابر متوسط و با نرخ سالیانه 25 تا 30 سانتی‌متر در سال (هر ۵ سال ۱ متر) فرونشست در کشور رخ می‌دهد.»
مهسا پایاب و هیوا صیاف، نویسندگان این گزارش، در ادامه تبعات فرونشست در جهان را شرح می‌دهند. آنها در این زمینه می‌نویسند: «خسارت ناشی از فرونشست در چین یک و نیم میلیارد دلار برآورد شده اســت که حدود 70 تا 80 درصد آن خسارت‌های غیرمستقیم بوده است. شانگهای در سال 2001 تا 2010 دچار ۲ میلیارد دلار خسارت ناشی از فرونشست شده است. در بانکوک نیز بر اثر فرونشست خسارت‌های فراوانی به زیرساخت‌هایی مانند جاده‌ها، پیاده‌رو‌ها، زیرساخت‌های زیرزمینی و ساختمان‌های خصوصی، پایه پل‌ها و قطار‌های شهری وارد شد. میزان خسارت ناشی از فرونشست در سال 2006 در هلند سه و نیم میلیارد یورو در سال برآورد شده است. در آمریکا نیز حدود 3/4 تا 7/8 میلیون نفر در نواحی مرزی و ساحلی تحت تأثیر خسارات فرونشست قرار دارند که در همین راستا عملیات ویژ‌ه‌ای جهت مقابله و کنترل فرونشست در بیشتر ایالت‌های آن در حال اجراست.»

فرونشست در تهران به صورت مستقیم زندگی دو میلیون و 300 هزار نفر را تحت تاثیر قرار داده و مناطق 17، 18، 19، 20 و 21 را به طور جدی تهدید می‌کند. از مهمترین زیرساخت‌هایی که در تهران در معرض خطر فرونشست قرار دارند شامل فرودگاه امام خمینی(ره)، مهرآباد و خطوط انتقال انرژی در بخش جنوب غرب و خطوط قطار شهری و مترو می‌شوند

در جهان چه راهکارهایی برای مواجه با فرونشست انجام می‌شود؟ در این گزارش در این باره آمده است: «اگرچه تلاش اصلی باید بر مدیریت مصرف و احیای سفره‌های آب زیرزمینی باشــد، اما مقاوم‌سازی به عنوان یک روش علاج‌بخش میان‌مدت باید در دستور کار قرار گیرد، به بیان دیگر با ایجاد تغییراتی در ساختار خاک یا طراحی زیرساخت‌ها از آسیب و خرابی زیرساخت‌ها جلوگیری کنیم. این دسته از راهکار‌ها شامل همان روش‌های بهسازی زمین به وسیله تغییر در خصوصیات و جنس خاک(با مخلوط کردن مصالح مناسب، اختلاط عمیق و تراکم سطحی یا استفاده از مواد افزودنی) و یا اضافه کردن المان‌های غیرخاکی به خاک (مانند تزریق با فشار بالا، یا ژئوسنتتیک‌ها، ستون‌های شنی، شمع‌های عمیق و ریزشمع‌ها، انکراژ یا میخکوبی، ژئوفوم) است. همچنین در برخی از راهکار‌ها، تغییر در روند طراحی سازه بر اساس فرونشست یا اضافه کردن المان‌های تقویتی پیشنهاد می‌شود. از مهمترین روش‌های بهسازی خاک عبارتند از: روش تزریق، روشﻣﯿﮑﺮوﭘﺎﯾﻞ، روشﺷﻤﻊﮔﺬاری، روشﻧﯿﻠﯿﻨﮓ، ﺑﻬﺴﺎزی ﺑﻪ کمک ژئوگرید و ژئوتکستایل، ﺑﻬﺴﺎزی با هدایت و تزریق آب‌های سطحی به داخل زمین و بهسازی پی زیرساخت‌ها و ساختمان‌های در معرض فرونشست.»
«بهسازی خاک به روش تزریق» یکی از راهکارهای پیشنهاد شده در این گزارش است که درباره آن آمده است: «ﺑﻬﺴﺎزی ﺧﺎک ﺑﻪ روش ﺗﺰرﯾﻖ ﺟﻬﺖ اﻓﺰاﯾﺶ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎرﺑﺮی ﺧﺎک، اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎرﮔﺬاری ﺟﺎﻧﺒﯽ شمع‌ها، ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﻧﺸﺖ آب و ﻧﺸﺴﺖ در ﺳﺎزه ﺑﻪﮐﺎر می‌رود. در اﯾﻦ روش، اﺑﺘﺪا چاله‌هایی ﺑﻪ ﻓﻮاﺻﻞ ﻣﻌﯿﻦ ﺣﻔﺮ ﮐﺮده، ﺳﭙﺲ درون چاله‌ها را ﺑﺎ دوﻏﺎب ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﻓﺸﺎر و سرعت بالا ﭘﺮ می‌کنند. در کشور‌هایی مانند چین با استفاده از روباره تولید شده در منطقه، دوغاب تهیه و با فشار بالا به داخل گمانه تزریق می‌شود که باعث ایجاد ستون‌های قوی می‌شود. با پر شدن فضای خالی یک لایه سخت میانی به وجود آمده و ناحیه ایزوله و محافظت شده ایجاد می‌شود که باعث کاهش نرخ فرونشست و حفظ زیرساخت‌های منطقه می‌شود. اﯾﻦ روش، ﭘﺮﻫﺰﯾﻨﻪ ﺑﻮده و در ﻣﻮاﻗﻊ ﺧﺎص ﺑﻪﮐﺎر می‌رود و ﺑﻪ ﭼﻬﺎر دﺳﺘﻪ ﺗﺰرﯾﻖ ﺗﺮاﮐﻤﯽ در ﺧﺎک، ﺗﺰرﯾﻖ ﻧﻔﻮذی در ﺧﺎک، ﺗﺰرﯾﻖ ﺟﺖ درﺧﺎک و ﺗﺰرﯾﻖ ﺷﮑﺴﺖ ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ در ﺧﺎک ﺗﻘﺴﯿﻢ می‌شوند.»

در اصفهان حدود 10 هزار کیلومتر مربع شامل 30 هزار و 300 واحد مسکونی، به طور ویژه پالایشگاه نیروگاه برق شهید منتظری، ورزشگاه نقش جهان، فرودگاه بین‌المللی شهید بهشتی، پست‌های خطوط انتقال نیرو فشار قوی، شهرک صنعتی محمودآباد، خطوط انتقال سوخت به فرودگاه نائین و سگزی، خطوط قطار شهری به ویژه خط اصفهان به شاهین‌شهر، ابنیه تاریخی مانند پل روی رودخانه زاینده‌رود به شدت در معرض تهدید‌های ناشی از فرونشست هستند

در روش «بهسازی خطوط انتقال گاز» به عنوان دیگر راهکار برای نگهداری و بررسی دوره‌ای برای کنترل فرونشست و اندازه‌گیری آن از سوی این نگارندگان این گزارش مطرح شده آمده است: «در این روش «همچنین مقادیر آنالیز المان محدود نشان داده که هنگام فرونشست لوله‌ها وارد تغییر شکل پلاستیک می‌شوند. اگرچه لوله‌ها کارایی خود را حفظ می‌کنند، اما بررسی دقیق‌تر تأثیر نگهداری‌های دور‌ه‌ای و کنترل دور‌ه‌ای تنش‌های وارده بر لوله بر کاهش تغییر شکل پلاستیک آن در اثر فرونشست پیشنهاد شده است.»
«بهسازی فرونشست با انحراف مسیر آب» سومین راهکار است. بر اساس این گزارش «پکن کلان‌شهری است که با کمبود جدی منابع آب همراه است و سرانه منابع آبی 8/1 سرانه ملی چین است و دوسوم منابع آبی آن از آب‌های زیرزمینی تأمین می‌شود. به همین علت بر خلاف سایر نقاط چین که فرونشست عمدتاً در اثر استخراج معادن ایجاد شده است، برداشت منابع آب زیرزمینی از عمده دلایل فرونشست در پکن است که طی سال‌ها با یک روند افزایشی درحال توسعه بود. در نهایت با اجرای طرح انحراف آب از جنوب به شمال، میزان استخراج آب‌های زیرزمینی تغییر پیدا کرده و باعث کاهش نرخ فرونشست شد.»
استفاده از شمع برای بهسازی خطوط راه‌آهن راهکاری است که در بریتانیا آزموده شده است. این گزارش در این زمینه می‌نویسد: «یکی از راه‌های کنترل فرونشست در خطوط راه‌آهن بریتانیا، ساخت یک راه انحرافی به طول 8/1 کیلومتر بود که بر روی شمع‌های بتنی ساخته شود. با توجه به نتایج مدل‌سازی، اثر پارامتر‌ها نیز بررسی شد. یکی از نتایج قابل‌توجه مدلسازی اثر منفی افزایش سطح آب زیرزمینی بر ناپایداری شرایط فعلی بود.»
در پل‌ها می‌توان با تزریق مصالح مناسب باعث کاهش نشست‌ پایه‌های آن شد. پایاب و صیاف، نویسندگان این گزارش همچنین برای کاهش اثر فرونشست بر لوله‌های انتقال آب و گاز می‌نویسند: «در جابه‌جایی افقی لوله‌های باریک، کافی است حداقل نصف بالای مسیر لوله‌ها پر نشود و اجازه حرکت کوتاهی را به لوله بدهد؛ اما در لوله‌های بزرگ انتقال آب یا گاز لازم است در چاله خط لوله، آب ریخته شود، زیرا آب باعث کاهش اصطکاک خاک و لوله خواهد شد. برای جلوگیری از آسیب رسیدن به لوله‌ها در اثر نشست زیاد در راستای قائم، باید لوله‌ها با مقداری فاصله از سطح (رواداری دو و نیم الی ۵ سانتی‌متر) اجرا شود.»
«بهسازی پی ساختمان‌ها در برابر فرونشست» از دیگر مواردی است که این گزارش به آن توجه نشان داده است. بر این اساس «در مناطق دارای فرونشست تا زمانی که آیین‌نامه‌های برای طراحی پی در دسترس نیست باید فرونشست مجاز بر مبنای بررسی محلی تعیین شود. در طراحی و انتخاب پی در مناطق دارای فرونشست توصیه شده که پی منفرد به کار نرود و برای ابعاد بیش از 20 متر از درز جدایی استفاده شود. همچنین در مناطق با احتمال شکاف از پی عمیق استفاده شود. به طور کلی در متغیر‌های ژئوتکنیکی عدم قطعیت‌های مختلفی وجود دارد، اما مهمترین متغیر نامطمئن در طراحی پی در مناطق دارای فرونشست، میزان مصرف آب زیرزمینی در یک منطقه و تغییرات تراز آب زیرزمینی در آینده است». از همین روست که در این گزارش طراحی پی بر اساس ریسک توصیه شده است.
اداره کل بنیاد مسکن انقلاب اسلامی استان اصفهان در سال 1400 مطالعات موردی بر روی نواحی با خطر بالای فرونشست در این استان انجام داد. در گزارش نهایی این بنیاد مواردی برای طراحی و اجرای فونداسیون ساختمان به عنوان زیرساز مهمترین بخش ساختمان در مواجهه با پدیده فرونشست، ارائه شد. در گزارش «تاثیر فرونشست بر زیرساخت‌ها و راهکار‌های کنترل این اثرات» در این باره آمده است: «حتی‌الامکان در طرح‌های توسعه شهری و ملی از احداث سازه‌های مهم و دارای اهمیت بالا در مناطق با احتمال فرونشست زیاد خودداری شود، استفاده از سیستم‌های ساختمانی و با جزئیات اجرایی جهت سبک‌سازی سازه بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد، در مناطق با احتمال خطر بالای فرونشست و مشاهده سوابق این پدیده حتی‌الامکان از احداث ساختمان‌های سنگین و بلندمرتبه با تعداد طبقات زیاد اجتناب شود، از به کارگیری پی‌های منفرد با شناژ پرهیز شــود و از پی‌های نواری دو طرفه در کلیه مناطق به جز شهر‌ها یا روستا‌های با سابقه فرونشست که در آنها توصیه بر طراحی پی گسترده با صلبیت کافی است، حداقل استفاده شود، ضمن شناسایی خاک‌های مسئله‌دار از جمله خاک‌های واگرا، رمبنده و حساس به آب شستگی، با اتخاذ تدابیر لازم از تشدید مخاطرات ژئوتکنیکی جلوگیری به عمل آید.»
موارد دیگری که بنیاد مسکن برای جلوگیری از فرونشست پیشنهاد داده شامل استفاده از سیستم‌های ترکیبی و با دیوار‌های باربر و افزایش تعداد ستون‌ها می‌شود. همچنین آنها پیشنهاد کردند: « در ساختمان‌های دارای طبقات زیرزمین حتی در صورت وجود یک طبقه مدفون، می‌توان جهت افزایش صلبیت سازه از دیوار‌های حائل محیطی استفاده کرد، درز انقطاع با فاصله مناسب جهت امکان جابه‌جایی هر یک از بخش‌های ساختمان‌های با پلان بزرگ تعبیه شود».
پیاده‌روها و خیابان‌ها یکی از مناطقی هستند که بارها تصاویر فرونشست آنها را دیده و به صدمات آن آگاهیم. در این گزارش نیز بخشی به فرونشست در این مکان‌ها اختصاص داده شده و در این باره نویسندگان آورده‌اند: «استفاده از بتن یا مصالح متخلخل در پیاده‌رو‌ها و خیابان‌ها جهت هدایت آب‌های سطحی به منظور هدایت نزولات جوی و جلوگیری از هدررفت و خروج آنها از منطقه، استفاده از مصالح با درصد تخلخل بالا مانند بتن‌های متخلخل یا آسفالت متخلخل در اجرای پیاده‌رو یا خیابان‌های شهری در کشور‌های پیشرفته در حال گسترش است. به کمک این روش می‌توان روان‌آب‌های سطحی و حتی فاضلاب‌های خاکستری را جمع آوری و در محل‌های مورد نظر به لایه‌های زیرین خاک تزریق کرد. همچنین به منظور جلوگیری از نشست در جاده‌ها، باند فرودگاه، خطوط را‌ه‌آهن و پی‌های گسترده و سطحی از ژئوگرید‌ها در لایه‌بندی بستر و روسازی راه‌ها و پی‌ها استفاده می‌شود».
از دیدگاه مهسا پایاب و هیوا صیاف فناوری‌های پیشرفته، غیرتهاجمی و مقرون به صرفه هستند و بهره برداری کامل از جاده یا پل را می‌توان به کمک آنها در طول پایدارسازی حفظ کرد. آنها در این باره می نویسند: « عملیات بهسازی را می توان در طول شب و در صورت نیاز بین ساعات شلوغی ترافیک انجام داد. همچنین وسایل نقلیه می‌توانند بلافاصله بر روی ناحیه اصلاح شده حرکت کنند. این روش تثبیت نیازی به حفاری ندارد و عملیات بهسازی را می‌توان در زمان کوتاهی انجام داد. در آمریکا از این روش برای جبران نشست تا میزان 3/1 متر استفاده شده است. از تزریق رزین‌های ویژه می‌توان برای بهسازی و جبران نشست در خطوط را‌ه‌آهن، شمع‌ها، زیرساخت فرودگاه‌ها، تراز کردن سریع دال‌ها، پایه پست‌های انتقال برق و غیره استفاده کرد. همچنین می توان لوله‌های زیرزمینی مدفون در زمین را که تحت تأثیر آسیب‌های ناشی از فرونشست قرار گرفته‌اند، بهسازی کرد.»