一蓑秋雨分享 http://blog.sciencenet.cn/u/gongshiliang 博士/教授,主要从事城市地质、地面沉降、资源与环境等方面研究

博文

意大利比萨斜塔纠偏工程简介

已有 6151 次阅读 2010-8-26 07:23 |个人分类:异域风情|系统分类:论文交流| 意大利, 比萨斜塔, 纠偏工程

       马靴状的意大利,因不可一世的罗马帝国和二战时期的战犯墨索里尼而让人们记忆深刻,而文艺复兴的圣地更使人心驰神往。曾有幸从北到南、自西向东游历了境内的众多名胜,先说些枯燥的——当时正在实施的比萨斜塔的纠偏工程。 
       去比萨是坐的火车,穿过了亚平宁平原和横亘意大利的南北山脉。

意大利比萨斜塔纠偏工程简介

 
        比萨斜塔始建于1174年,于1350年完工。其是比萨大教堂的钟楼,为八层圆柱形建筑,高54.5米,直径16米。2~7层为空廊,第8层为钟厅。塔体共有213个由圆柱构成的拱形券门,塔内有螺旋状楼梯294级。斜塔通体由大理石建成,重达1.42万吨。比萨斜塔是意大利优秀的古代文化遗产,被誉为中世纪七大建筑奇迹之一。
        1174年开始建造时,由于造基不慎,在第三层完工时出现地基沉陷不均匀而向南倾斜,随将下陷一侧的层高加大以资补救,但沉陷更甚,故被迫停工达一个世纪之久。以后工程时断时续,到1350年竣工时,塔顶中心线已偏离垂直中心线2.1米,以后塔身虽不断向南倾斜,却依然屹立了600多年。但是随着时间的推移,比萨斜塔倾斜不断加剧,最大时达5米多。
        从1918年开始测量以来,塔身每年平均向南倾斜约1毫米。其顶部中心点偏离垂直中心线最大已达5.5米以上,塔基最大沉降量3米,南北沉降差异达1.8米,塔体倾角5。30’(1991年),倾斜速率为4”~ 6”/年。
        为了挽救这座著名建筑,意大利政府采取了种种措施。早在1930年,塔基周围就被灌浆加固。1973年又禁止在以斜塔为中心,半径1.5公里范围内抽水。1972年,意大利政府为比萨斜塔向全世界寻求帮助,收到几十个国家900多个保护方案。当时斜塔纠偏工地的维护栏上,展示了世界各地工程技术人员提交的部分纠偏技术方案,其中也包括中国的。
       1990年1月斜塔被关闭,意大利政府随即成立了由13名专家组成的比萨斜塔拯救委员会。拯救工程分3个阶段进行:第一阶段主要是在塔身上端安装5道厚度为10至40厘米的不锈钢圈;第二阶段主要是将600吨铅锭挂压在塔基的北侧;第三阶段主要是在塔基北侧地下打入10根长50米的钢柱,上端同固定在塔底部的钢环相连接。
        比萨斜塔纠偏工程从现场观察主要采用如下技术手段:
        一是加箍。在斜塔上端紧箍数层不锈钢圈,在塔身外墙用钢索包裹。由于有钢筋捆绑,而且内衬钢板,使塔体上下刚度整体增大,也能有效防止纠偏过程中产生的次应力对建筑结构的破坏。
        二是斜拉。借助布设于塔身上端的箍圈,通过钢缆在北侧拉住斜塔。钢缆一端与紧箍及保护大理石外墙的钢丝相连,另一端与设在地面上的地锚及附近建筑物上的固定支点连接,并施加拉力,使塔身不致继续倾斜。
        三是堆载。在斜塔北侧,利用铅锭等重物对塔基予以施压。
        四是取土。使用斜钻,对塔底软土进行定期抽取。斜钻布设于重压物外围,斜钻与地面夹角30。,取土采用内径150毫米的套管螺旋钻。斜钻呈一字排开,共计36孔,取土部位为塔北侧距塔基1米处,深度为6米。1999年4月底,先期投入的12孔取出浅层的淤泥与砂后,使斜塔回倾了7毫米。当年5月底,又增加24孔。
        五是塔基处理。在斜塔回倾一定程度以后,对塔基础进行加宽加厚处理,再去除铅块反压荷载。
        因比萨斜塔向南倾斜,故其纠偏工程集中于塔北侧。
        比萨斜塔的建筑地基为淤泥质粘性土,其是导致塔身倾斜的主要原因。比萨斜塔施工期历时近180年,施工过程实际上也是一个纠偏过程,这从斜塔南北两侧砌石厚薄不一及层高差异可以看出。另外由于斜塔是举世闻名的文化遗传,对塔实施的各种工程措施均十分谨慎,基本禁止对塔身进行试验性工作,甚至有的勘探孔也被限定在附近的广场上进行。
        经过11年的努力,纠偏工程现已结束。目前塔顶中心点偏离垂直中心线的距离为4.5米,比拯救前减少43.8厘米,足以确保它在300年内不会发生倒塌的危险。
        比萨斜塔于2001年11月重新向公众开放。作为对本次维修的支持,参观者将支付2.5万里拉(约12美元)的门票费用。

【此文主要内容刊于《上海地质》2001年第4期 第62页】



https://wap.sciencenet.cn/blog-465562-356407.html

上一篇:地震次生地质灾害风险评估集对态势分析
下一篇:夜幕下的彼得堡(图片ppt)
收藏 IP: .*| 热度|

0

发表评论 评论 (1 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-29 06:35

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部