地基不均匀沉降意大利比萨斜塔
地基不均匀沉降——意大利比萨斜塔
举世闻名的意大利比萨斜塔是建筑物倾斜的典型实例。
1(工程概况
比萨市位于意大利中部,而比萨斜塔位于比萨市
北部,它是比萨大教堂的一座钟塔,在大教堂东南方
向相距约25m。
比萨斜塔是一座独立的建筑,周围空旷, 比萨斜
塔建造,经历了三个时期:
第一期,自1173年9月8日至1178年,建至第4
层,高度约29m时,因塔倾斜而停工。
第二期,钟塔施工中断94年后,于1272年复工,
至1278年,建完第7层,高48m,再次停工。
第三期,经第二次施工中断82年后,于1360年再复工,至
比萨斜塔全景
1370年竣工,全塔共八层,高度为55m。
全塔总荷重约为145MN,塔身传递到地基的平均压力约500kPa。目前塔北侧沉降量约90cm,南侧沉降量约270cm,塔倾斜约5.5?,十分严重。
比萨斜塔向南倾斜,塔顶离开垂直线的水平距离已达5(27m,等于我国虎丘塔倾斜后塔顶离开水平距离的2(3倍。幸亏比萨斜塔的建筑材料大理石条石质量优,施工精细,尚未发现塔身有裂缝。
比萨斜塔基础底面倾斜值,经计算为0.093,即93,我国国家
《建筑0,
地基基础设计规范》GBJ 7,89中规定:高耸结构基础的倾斜,当建筑物高度Hg为:50m
方法
(1)卸荷处理
为了减轻钟塔地基荷重,1838年至1839年,于钟塔周围开挖一个环形基坑。基坑宽度约3.5m,北侧深0。9m,南侧深2.7m。基坑底部位于钟塔基础外伸的三个台阶以下,铺有不规则的块石。基坑外围用规整的条石垂直向砌筑。基坑顶面以外地面平坦。
(2)防水与灌水泥浆
为防止雨水下渗,于1933—1935年对环型基坑做防水处理,同时对基础环周用水泥浆加强。
(3)为防止比萨斜塔散架,于1992年7月开始对塔身加固。 以上处理方法均非根本之计。其关键应是对地基加固而又不危及塔身安全。其难度是很大。
此外,比萨斜塔贵在斜,因为1590年伽利略曾在此塔做落体实验,创立了物理学上著名的落体定律。斜塔成为世界上最珍贵的历史文物,吸引无数国内外游客。如果把塔扶正,实际破坏了珍贵文物。因此,比萨斜塔的加固处理难度大,既要保持钟塔的倾斜,又要不扰动地基避免危险,还要加固地基,使斜塔安然无恙。有志之土如能研究出一个切实可行的方案(则是一大贡献。