地基不均匀沉降造成的严重倾斜——苏州市虎丘塔
15515899_一座古城的保护心路
别策划记者 丁云别策划 ＳＰＥＣＩＡＬ 058 MODERN SUZHOU中央领导批示后的1982年春节过后，由国家建委、经委、计委、城建总局、旅游总局、文物局、财政部、国务院环境保护办公室等部门组建的中央调查组抵达苏州。
同时抵达的还有江苏省委成立的调查组，深入现场观察踏勘并分专业召开了多种类型的座谈会，了解摸清古城保护所存在的问题。
中共江苏省委随后根据苏州市实际困难专题向中央写了报告。
1982年5月12日，国务院于批复了中共江苏省委《关于保护苏州古城风貌和今后建设方针的报告》，文件指出:资金问题主要是依靠苏州自力更生解决，国家和省适当给予补助不足部分。
解决了苏州的燃眉之急，保护苏州古城开始出现了转机。
1982年6月7日，吴亮平随考察团再度来到苏州，除了吴亮平以外，考察团成员中还有钱伟长、沈其宸、单士元、郑孝燮等，均对苏州无不关心。
古塔，苏州的精神之塔不能倒不止苏州园林。
早在1936年，刘敦桢即对苏州玄妙观大殿、虎丘二山门、报恩寺塔和大殿、罗汉院双塔、瑞光塔、文庙以及开元寺无梁殿，做了实地勘察。
随后勘察了拙政园、怡园、狮子林、环秀山庄、留园等古典园林，撰写了《苏州古建筑调查记》，这也是有关苏州古建筑最早的一份系统勘察报告。
在建国初期大拆大建的背景下，苏州古城的保护和更新主要集中在对单个文物古迹的保护和修复，对古城内具有重大历史意义以及宗教文化意义的建筑例如忠王府、双塔、报恩寺塔、玄妙观三清殿等进行保护维修。
“破四旧”时，全市文物、古迹、寺庙、园林遭严重破坏，但一些文物建筑亦坚持保护修缮，如报恩寺塔、灵岩寺塔。
解放后，虎丘塔千疮百孔，几乎变成两半。
从东面往西面看，对面的光线从塔身中间透过。
虎丘塔前有石观音殿遗址，台阶下来东面有块外面方，中间圆的石头，也有裂缝。
当时传说，如果阳光照到这里，虎丘塔就要倒了。
1953年春，苏州虎丘云岩寺塔底层塔墩部分突然崩塌，出现了显著倾斜，当时，刘敦桢还受聘为苏州市政府顾问，实地调查勘察后写出维修建议书。
土力学第四章土的变形性质及地基沉降计算【优秀完整版】可编辑全文
s
VV1e0
Vs 1
压缩前
VV2 e
Vs 1
压缩后
H0 Hi H0si 1e0 1ei 1ei
si
e0 ei 1 e0
H0
ei
e0
si H0
1e0
e0
ds10w1
压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线称为压缩曲线。
a图：压力与加荷历时 关系。
b图：各级压力下，试 样孔隙比随时间的变化 过程。
(1) 压缩系数
P1——一般指地基某深度处土中竖向自重应力； P2——地基某深度处自重应力与附加应力之和； e1——相应于p1作用下压缩稳定后土的孔隙比； e2——相应于p2作用下压缩稳定后土的孔隙比；
ataα nΔee1e2 Δp p2p1
用单位压力增量 所引起的孔隙比的改 变，即压缩曲线的割 线坡度表征土的压缩 性的高低。
原始压缩曲线是由直线或折线组成，通过Cc或Ce两个压缩性指标即可计算，使用方便。
分层总和法计算地基的最终沉降量
1 Mpa-1
属低压缩性土。
1、土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的特性。
由e~p或e~lgp曲线求得
土体在无侧向变形条件下，竖直应力与竖向应变之比。
该式称为一维固结微分方程，
OCR>1 超固结状态
在整个固结过程中，土的渗透系数、压缩系数视为常数。
土层的平均固结度是时间因数Tv的单值函数，它与所加的附加应力的大小无关，但与土层中附加应力的分布形态有关。
分层总和法计算地基的最终沉降量
我国《建筑地基基础设计规范》规定
变形模量与压缩模量之间的关系
压缩模量Es：土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应 的变形稳定情况下的竖向应变的比值。
苏州云岩寺塔
云岩寺塔是古城苏州现存的五座古塔之一，位于城北风景秀丽的闾门外虎丘山顶，故名虎丘塔。
据史料记载，东晋时司徒王珣和其弟在虎丘山上营建别墅，后来舍宅为寺，称“虎丘寺”，宋代改称“云岩禅寺”，清咸丰十年（公元1860年）焚毀。
云岩寺塔于五代末后周显德六年（公元959年）动工兴建，北宋建隆二年（公元961
602020年第23期
以“七朱八白”，壶门藻井有卷草、金钱、如意等装饰，这在其他塔柱中很少见。
塔身壁十一年（公元1638年）改建第7层时，已明显倾斜。
关于云岩寺塔为什么倾斜，民间还流传着一个故事，相传太湖边的官山下，。
智慧树知到《土力学》章节测试答案
1、土力学学科的单独建立以下列哪个为标志（）。
A:朗肯理论B:有效应力原理C:库伦理论D:本构模型答案: 有效应力原理2、土力学的主要研究对象包括土的（）。
A:强度B:变形C:渗透D:化学性质E:物理性质答案: 强度,变形,渗透,物理性质3、美国Teton坝的破坏主要反映的是土的哪种特性（）。
A:渗透B:变形C:强度D:可塑性答案: 渗透4、我国土力学学科的奠基人是黄文熙院士。
A:对答案: 对5、比萨斜塔建筑“斜”的主要原因是发生了地震。
A:对B:错答案: 错6、在古典土力学中研究土时,不能很好顾及土的固有本质的完整性。
A:对B:错答案: 对7、现代土力学的特点之一就是把土在受力以后所表现出来的（）、（）、（）和稳定以及时间因素的影响等特征作为一个整体来研究其本构关系。
A:应力B:变形C:强度D:渗透E:温度答案: 应力,变形,强度8、1963年，罗斯科(Roscoe)发表了著名的（），才提出第一个可以全面考虑土的压硬性和剪胀性的数学模型，因而可以看作现代土力学的开端。
A:太沙基模型B:剑桥模型C:库伦模型D:朗肯模型答案: 剑桥模型9、苏州市的虎丘塔产生严重倾斜的主要原因是坐落于不均匀粉质粘土层上，产生了均匀沉降。
A:对B:错答案: 错10、土力学的奠基人是（）。
A:太沙基B:黄文熙C:郑颖人D:龚晓南答案: 太沙基第二章1、土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（）。
A:土粒大小均匀，级配良好B:土粒大小不均匀，级配不良C:土粒大小不均匀，级配良好。
D:无法判断答案: 土粒大小不均匀，级配良好。
2、土的三相是哪些（）。
A:固相B:液相D:土相答案: 固相,液相,气相3、在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）。
A:ds，w,eB:ds，w, ρC: ds，e, ρD:ρ，w, e答案: ds，w, ρ4、土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒。
虎丘塔的倾斜控制和加固技术
· 45 ·
图 1 虎丘塔现状 (2001 年) Fig.1 The current status of Huqiu Pagoda (2001)
图 3 虎丘塔结构 (立 、 剖面图) Fig.3 The structure of Huqiu Pagoda (elevation ;section)
· 4 6 · 土 木 工 程 学 报
2004 年
多 , 裂缝最大长度达 2m 。 (4) 塔墩的砖砌体损坏严 重 , 北墩底部 40cm 左右的砖块大部分已经酥碎 , 承 载力下降 , 部 分外 圈砖 体 回弹 仪测 试强 度接 近零 。 (5) 东 北 、 西 北 两 个 塔 心 墩 破 损 严 重 , 在 1.8 鶫 2.0m 左右高度处 , 外圈一砖深度内 95 %以上的砖已 压碎龟裂 , 丁砌的砖几乎全部剪断 ;内壁半砖深度内 裂缝宽约 1cm 左右 , 最宽达 2cm ;墩边倚柱也拉裂 。 (6)东西北三个 门拱顶的木过梁 、 木挑梁已腐朽或 压损 。
工程 中 共 布 桩 44 根 , 桩 中 心 距 离 塔 底 形 心 10.45m , 距离 塔外 壁 2.9m (见 图 7)。 单 桩 直 径为 1.4m (包括护壁厚 15cm , 桩净直 径为 1.1m , 见图 8 (a)), 桩底穿过风化岩插入基岩 , 然后在桩顶浇筑高
(a) 轴测图 (b) 剖面图 图 5 虎丘塔加固前的地基变形 Fig.5 The deformation of ground before strengthening of Huqiu Pagoda
1956 年至 1957 年 , 苏州市政府拨款对虎丘塔进 行围箍喷浆和铺设楼面加固 , 但未能取得稳定效果 。 随着塔身倾斜的发展 , 塔体于 1965 年复现裂缝 ;至 1978 年 , 塔顶已向北东偏移 2.325m , 倾斜角达 2°48′, 险情发展加剧 。 1981 年至 1986 年 , 中国国家文物局 和苏州市政府组织力量 , 对这座千年古塔进行了全面 加固 , 基本控制了塔基沉降 , 稳定了塔身倾斜[ 2] 。
基于虎丘塔工程事故引起的地基基础工程事故问题分析
基于虎丘塔工程事故引起的地基基础工程事故问题分析作者：邓婷来源：《科学与财富》2020年第11期摘要：在建筑结构的建造的使用过程中，由于地基和基础工程的质量问题，使建筑物墙体和楼盖开裂影响使用的，有碍观瞻并使人有不安全感觉的，更有甚者使建筑物倒塌的事故，近几年有上升的趋势，根据统计资料显示，其中地基和基础工程的质量问题，占总事故的21%。
因此对地基基础工程事故采取有效的防止措施，是一个值得重视的课题。
本文通过对虎丘塔工程实例进行分析，将之与建设法规相联系，从而有利地基安全与稳定。
关键词：地基;基础;不均匀沉降;建设法规一.前言在建筑结构的设计和施工过程中，人们普遍认为最难驾驭的并不是上部结构，而是该工程的地基和基础工程的问题。
建筑物的上部结构尽管千变万化，但是在电子计算机得普遍应用的今天，它们基本上都在设计和施工中可以被预知和掌握。
人们只能在设计前通过几个钻孔的土样的试验得知地基少数信息，也只能在施工后，槽底的钎探结果了解其表层信息，至于更深层更全面的情况却不能全面的掌握，往往凭经验加以处理，这就产生误差，造成对建筑物建成后的损坏，而且，地基基础都是地下隐蔽工程，建筑工程竣工后，难以检查，一旦发生事故难以补救，甚至造成灾难性的后果。
地基基础工程事故发生可能是因勘测、设计、构造、制造、安装与使用等因素相互作用弓|起的。
所以，研究并探讨地基基础工程事故发生的原因，更具有普遍性，地方性和经验性，对它的分析后得到的经验教训，更是建筑工程技术人员需要不断积累的知识财富。
二.虎丘塔工程事故实例及分析2.1虎丘塔不均匀沉降事故的具体情况虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔。
全塔七层，高47.5m。
塔的平面呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。
虎丘塔全部砖砌，外型完全模仿楼阁式木塔，每层都有八个壶门，拐角处的砖特制成圆弧形。
1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达 ; 2. 31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。
中国历史-“中国斜塔”：虎丘塔风姿
中国历史:“中国斜塔”：虎丘塔风姿虎丘塔，原名云岩寺塔，乃中国古塔中一大奇观，人称“中国斜塔”。
意大利有一座比萨塔，举世闻名。
比萨塔坐落于意大利北部海滨城市比萨，它原是比萨教堂建筑群的组成部分。
斜塔高55米，平面为圆形，共8层，第八层为钟亭，向内缩进。
塔内设有螺旋形扶梯通达顶层。
斜塔于1174年动工，由于设计者对塔基地质状况不够了解，建到第三层，就出现倾斜现象，只得停工。
许多年之后复工，至1350年才告完成。
虽然采取了补救措施，但建成后，塔顶中心点还是偏离塔体中心垂直线有2。
1米之多。
600多年来，因地基松散难负重压，塔身继续缓慢向南倾斜。
其间官方也采用了多种保护、补救办法，至20世纪末塔身中心线偏离垂直中心线4。
4米，斜度达5。
3度。
有趣的是，新世纪以来，它的斜度有缓慢的减小，似有“改邪归正”的趋势。
云岩寺塔斜立虎丘其实我们中国也有斜塔，据我所知，在江南就有两座，一座是苏州的虎丘塔；另一座是上海松江的护珠宝光塔。
虎丘塔耸立在苏州名胜虎丘山的山巅。
虎丘山历史悠久，早在春秋时代，就曾是吴王的行宫所在，传说吴王阖闾死后，其子夫差将其遗体埋葬于此，并以三千名剑殉葬。
这座历史名山，因其风景旖旎，古迹荟萃，被称为“吴中第一名胜”。
宋代大诗人苏东坡曾说：“到苏州而不游虎丘，乃是憾事”。
虎丘山有十八景，古塔便是主要景观之一。
虎丘塔，原名云岩寺塔，始建于五代末期周显德六年(公元959年)，北宋建隆二年(961)落成，至今已有一千多年的历史。
虎丘塔呈平面八角形、七层、砖建仿楼阁式。
塔身由外壁、回廊、塔心三部分组成。
从塔底至塔顶有扶梯盘旋而上。
原来塔顶有铁剎，已毁。
现存塔身高48米，由底向上逐层收小，轮廓呈微微鼓出的曲线，造型极为美观。
塔身虽用砖砌，但仿木塔式样，绘有彩画及红、白、黑制成的各种花纹，色泽瑰丽多彩。
它是江南最古老的一座大型砖塔，也是唯一保存至今的五代建筑。
雄浑古朴的虎丘塔，已成为苏州这座历史文化名城的标志。
地基基础工程事故案例---文本资料
地基基础工程事故案列1、1913年加拿大特朗斯康谷仓，当谷仓装到31822m³时由于地基强度破坏发生整体滑动。
2、香港宝城附近由于边坡残积土的强度本来就不高，加之雨水的渗入使强度更低从而发生滑坡。
3、阪神大地震中的地基液化。
4、某电站汇合渠3号渡槽进口槽台因地基承载力不足而发生坍塌事故。
5、比萨斜塔，地基的不均匀沉降使塔体倾斜。
6、虎丘塔，大量雨水下渗加剧地基的不均匀沉降。
7、关西机场，沉降大且不均匀沉降。
8、墨西哥市艺术宫的地基沉降。
9、浙江萧甬铁路地基整体下沉。
10、陕西韩城市人民医院住院部病房突发坍塌11、徐州繁华路段淮海东路上的济众桥因地基渗流造成工程事故。
12、宁德蕉城区金乡琼堂104国道旁一栋五层民房因软土地基下陷导致工程事故。
13、湖南桂阳县城郊乡中心小学教室倒塌。
由于没有正式设计，没有进行结构计算，砖基础的承载能力大大低于规范要求；再加施工质量低劣，砂浆标号很低，又不饱满，进一步削弱了砖基础的承载能力。
14、福建闽侯县青口乡信用社办公楼的倒塌。
因为地基是软土地基没有处理好，最终地基承载力远远不够造成地基严重下沉，房屋倾倒。
这还是一起无证设计和无证施工造成的重大事故。
15、湖南沅江县建委办公楼倒塌。
主要原因是砖柱基础的设计安全系数只有0.92～1.35，大大低于规范要求的2.42；再加施工采用包心砌筑，进一步削弱其承载能力。
倒塌时，首先是某基础破坏，立即引起其他砖柱基础的连锁破坏。
此外，基础虽埋置在老土层上，但传到地基上的最大荷载大大超出允许地耐力。
这样基础的沉陷又进一步促使砖柱基础的破坏。
这是一起无证设计和无证施工造成的特大事故。
16、河北遵化县西铺村织布厂布机车间倒塌案例。
倒塌的主要原因是质量低劣的毛石基础，在承载能力不足的地基上，在上部结构荷载的作用下，首先发生破坏，随之房屋整体倒塌。
事后现场检查，毛石基础采用块石和卵石混合砌筑，也无拉结石，又是白灰砂浆，毛石基础的整体性很差，强度也很低，基础上也没有钢筋混凝土圈梁，使荷载不能均匀传递到地基上，发生不均沉降。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地基不均匀沉降造成的严重倾斜——苏州市虎丘塔
l．工程事故概况
虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。
全塔七层，高47.5m。
塔的平面呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。
虎丘塔全部砖砌，外型完全模仿楼阁式木塔，每层都有八个壶门，拐角处的砖特制成圆弧形，十分美观，在建筑艺术上是一个创造。
中外游人不绝。
1961年3月4日国务院将此塔列为全国重点文物保护单位。
虎丘塔倾斜全景（1980年6月）虎丘塔Ⅰ-Ⅰ地质剖面图
1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。
仔细观察塔身的裂缝，发现一个规律，塔身的东北方向为垂直裂缝，塔身的西南面却是水平裂缝。
2．事故原因分析
经勘察，虎丘山是由火山喷发和造山运动形成，为坚硬的凝灰岩和晶屑流纹岩。
山顶岩面倾斜，西南高，东北低。
虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。
人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。
下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。
底部即为风化岩石和基岩。
塔底层直径13．66m范围内，覆盖层厚度西南为2．8m，东北为5．8m，厚度相差3．0m，这是虎丘塔发生倾斜的根本原因。
此外，南方多暴雨，源源雨水渗入地基块石填土层，冲走块石之间的细粒土，形成很多空洞，这是虎丘塔发生倾斜的重要原因。
在十年“文革”期间，无人管理，树叶堵塞虎丘塔周围排水沟，大量
雨水下渗，加剧了地基不均匀沉降，危及塔身安全。
从虎丘塔结构设计上看有很大缺点，没有做扩大的基础，砖砌塔身垂直向下砌八皮砖，即埋深0．5m，直接置于上述块石填土人工地基上。
估算塔重63000kN，则地基单位面积压力高达435kPa，超过了地基承载力。
塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。
3．事故处理方法：
首先采取加固地基的办法。
第一期加固工程是在塔四周建造一圈桩排式地下连续墙，其目的为减少塔基土流失和地基土的侧向变形。
在离塔外墙约3m处，用人工挖直径1.4m的桩孔，深入基岩50cm，浇筑钢筋混凝土。
人工挖孔灌注桩可以避免机械钻孔的振动。
地基加固先从不利的塔东北方向开始，逆时针排列，一共44根灌注桩。
施工中，每挖深80cm即浇15cm厚井圈护壁。
当完成6－7根桩后，在桩顶浇筑高450mm 圈梁，连成整体。
第二期加固工程进行钻孔注浆和树根桩加固塔基。
钻孔注水泥浆位于第一期工程桩排式圆环形地下连续墙与塔基之间，孔径90mm，由外及里分三排圆环形
注浆共113孔，注入浆液达26637rn3。
树根桩位
于塔身内顺回廊中心和八个壶门内，共做32根垂
直向树根桩。
此外，在壶门之间8个塔身，各做
2根斜向树根桩。
总计48根树根桩，桩直径90mm，
安设3Ф16受力筋，采用压力注浆成桩。
这项虎丘塔地基加固工程，由上海市特种基础工程
研究所改装了XJ．100－1型钻机，用干钻法完成，效果
良好。
虎丘塔地基加固布置图。