黄土地区砖石古塔钻孔取土纠倾技术研究*

张卫喜， 陈 平， 赵 冬

(西安建筑科技大学理学院， 西安 710055)

0 引言

古塔多用砖石、土及土木混用，以砖石结构遗存的古塔最为多见。砖石古塔在陕西、山西等黄土地区分布较为集中。砖石古塔具有脆性、变形能力较差、自重大等特点，其稳定破坏的成因以以下两类最为常见：1)由于土体强度不足而导致承载力破坏；2)由于土体刚度不足而导致倾斜失稳[1]。近年来，随着人类活动的加剧，塔地基受到扰动，甚至地基局部失效而引起塔体失稳的事故时有发生，砖石古塔纠倾保护技术的系统研究已成为亟待解决的课题。

自1962年意大利工程师Terracina针对比萨斜塔的倾斜加剧问题提出取土纠倾法(1999年施工)以来[2-3]，针对取土纠倾的数值分析、理论分析及试验的研究进行得较多[4-8]。但砖石古塔因其文物属性、自身结构特点等原因，纠倾往往具有较高的风险，有关研究成果较为少见。本文结合陕西万寿寺砖石古塔纠倾的工程实践，通过原位测试、正演与反演分析等方法，对钻孔取土纠倾设计、施工的技术参数、影响因素及力学机理等主要问题进行了讨论。

1 砖石古塔钻孔取土纠倾的机理

砖石古塔钻孔取土纠倾是指经过特别设计，在砖石古塔回倾方向的地基高应力区按一定速率抽出一部分土，形成特定深度、直径、方向和空间分布的(单层或多层)洞室，使基底下土体部分临空，减小这部分地基的接触面积，使之接触应力缓慢增加，当上覆荷载压力过大时，洞室将会合拢(坍陷)，导致其上部地基表面产生沉降，迫使基础下沉，引起塔体按既定的轨迹产生近似“刚体”转动，从而使不均匀沉降得到调整，达到纠倾的目的，属迫降纠倾[9](图1)。……