CN115305934A - 一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其包括以下步骤：S1：在既有建筑物周侧的预定位置上安装围护结构；S2：在围护结构内左侧回填一层砂层；S3：在围护结构内右侧回填一层砂层；S4：重复S2‑S3，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差在80cm‑120cm之间；S5：在围护结构内侧的砂层中插入排水板；S6：在围护结构外左侧回填一层砂层；S7：在围护结构外右侧回填一层砂层；S8：重复S6‑S7，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为0‑10cm之间；S9：重复S2‑S8，直至围护结构内侧以及外侧的砂层回填至预定标高处。本申请具有在筑岛施工时能有效地对既有建筑物进行保护的效果。
Description
技术领域
本申请涉及工程施工技术的领域，尤其是涉及一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法。
背景技术
近年来，随着我国经济快速发展，大量临海或海中工程施工日渐增多，在工程施工过程中经常会遇到在既有建筑物周边进行筑岛施工的情况，相关技术中，在进行筑岛施工时，会先通过对既有建筑物所在淤泥层进行换填的方式对原有地层进行加固，从而减少筑岛对既有建筑物的影响。
针对上述中的相关技术，存在有该种筑岛方法在对既有建筑物所在地层进行加固时，既有建筑物的桩基会部分裸露出来，从而在施工时无法有效地对既有建筑物进行保护的缺陷。
发明内容
为了在筑岛施工时能有效地对既有建筑物进行保护，本申请提供一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法。
本申请提供的一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法采用如下的技术方案：
一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，包括以下步骤：
S1：在既有建筑物周侧的预定位置上安装围护结构；
S2：在围护结构内左侧回填一层砂层；
S3：在围护结构内右侧回填一层砂层；
S4：重复S2-S3，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差在80cm-120cm之间；
S5：在围护结构内侧的砂层中插入排水板；
S6：在围护结构外左侧回填一层砂层；
S7：在围护结构外右侧回填一层砂层；
S8：重复S6-S7，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为0-10cm之间；
S9：重复S2-S8，直至围护结构内侧以及外侧的砂层回填至预定标高处。
通过采用上述技术方案，其一，围护结构内侧的回填砂层是直接在原有地层上进行的，所以不会使既有建筑物的桩基裸露出来，其二，通过围护结构内侧左右先后各自回填，且同时使内侧与外侧的砂层高度差在80cm-120cm之间的方式，则不会出现既有建筑物被其中一个砂层挤压而倾倒的情况，所以能通过回填砂层加强既有建筑物与地层之间的连接稳定性，其三，排水板能对内侧砂层起到聚拢的作用，所以能提升砂层的沉降固结程度，则能使围护结构内侧的砂层能更好地与围护结构外侧的砂层相互抵消，从而使得围护结构不会发生倾倒，其四，围护结构外侧左右先后各自回填，且同时使内侧与外侧的砂层高度差在0-10cm之间的方式，则不会出现围护结构便其中一个砂层挤压而出现自身移动的情况，所以也便不会影响到围护结构内侧的既有建筑物，综上围护结构内侧的回填砂层是用来保护既有建筑物，围护结构外侧的回填砂层是用来完成筑岛工作，从而在筑岛施工时能对既有建筑物进行有效的保护。
优选的，所述S1中围护结构由钢板桩制作而成，所述S1中还包括步骤：
S11：在既有建筑物周侧的预定位置上进行旋喷桩施工，以形成旋喷桩加固体；
S12：将多个钢板桩拼接成环状；
S13：通过锤击沉桩法将钢板桩插接在旋喷桩所在的位置上，以形成钢板桩围堰。
通过采用上述技术方案，其一，围护结构选择钢板桩围堰的方式，则在围护结构内侧的砂层先达到预定标高处时，围护结构外侧的海水不会进入围护结构内侧，所以不会影响围护结构内侧的砂层沉降固结，从而在围护结构外侧的砂层达到预定标高处时，围护结构内侧砂层所施加的作用力能更好地与围护结构外侧砂层所施加的作用力平衡，进而使围护结构不易出现倾倒的情况，其二，因围护结构是安装在海域淤泥层上，同时围护结构内侧的砂层也会挤压围护结构，所以围护结构安装在旋喷桩加固体上的方式，能增加钢板桩与海域淤泥层之间的连接强度，则后续在围护结构内侧进行回填砂层时，每层砂层的高度能够更大一些，从而能提升筑岛施工的工作效益。
优选的，所述S13中，在钢板桩从原有地层的表面插入至既有建筑物桩基础的桩高处时，低锤低击钢板桩；在钢板桩从既有建筑物桩基础的桩高处插至桩底处时，低锤重击钢板桩，同时钢板桩多次插入深度之间的线性关系呈斜向下的直线。
通过采用上述技术方案，因原有地层越靠近海水的部分含水量会越高，其一，在钢板桩从原有地层插入至既有建筑物桩基础的桩高处时，通过低锤低击的方式，则使得钢板桩插入过程中，旋喷桩加固体的扩散幅度不会过大，从而使旋喷桩加固体的桩高处能更紧密地与钢板桩相连接；其二，在钢板桩从既有建筑物桩基础的桩高处插至桩底处时，通过低锤重击的方式，则旋喷桩加固体的扩散幅度能适当增加一些，所以原有地层较深处的淤泥能更聚拢一些，从而能加强既有建筑物桩基础与原有地层之间的连接强度，此外在该过程中，钢板桩每次下插深度逐渐减小的方式，则原有地层较深处的淤泥对既有建筑物桩基础的挤压力度不会过大，从而不易损坏既有建筑物的桩基础。
优选的，所述S13中，在表面海流的流速为3cm/s-100cm/s时，钢板桩一次从原有地层的表面插入至既有建筑物桩基础的桩高处；在表面海流的流速为100cm/s-300cm/s时，钢板桩以多次分段的方式从原有地层的表面插入至既有建筑物桩基础的桩高处，每完成一段深度的插入后拔出钢板桩，并重新对准旋喷桩加固体的桩心。
通过采用上述技术方案，其一，在表面海流的流速较小时，钢板桩以一次插入至既有建筑物桩基础的桩高处的方式，则能提升筑岛施工的工作效率；其二，在表面海流的流速较大时，钢板桩以多次分段的方式插入至既有建筑物桩基础的桩高处，同时每完成一端深度的插入后拔出钢板桩，并重新对准旋喷桩加固体的桩心的方式，则钢板桩能更准确地安装在预定位置上，所以后续在对围护结构内侧回填砂层时，围护结构内左侧与内右侧之间的砂层能更加均匀，从而使既有建筑物的受力能更加均匀，进而能更有效地对既有建筑物进行保护。
优选的，所述S5包括以下步骤：
A1：在围护结构内左侧插入排水板；
A2：在围护结构内右侧插入排水板；
A3：以下一个排水板在上一个排水板靠近既有建筑物一侧的方式重复A2-A3，直至完成所有排水板的插入。
通过采用上述技术方案，位于围护结构内同一侧排水板以靠近既有建筑物的方向逐个插入的方式，则砂层靠近既有建筑物一侧的沉降固结程度略大于远离既有建筑物一侧的沉降固结程度，同时还因围护结构与原有地层之间具有一定的连接强度，所以能更充分地利用围护结构内侧的砂层，从而能在保持围护结构内外平衡的基础上加强对既有建筑物的保护。
优选的，所述A3中，以既有建筑物朝向围护结构的方向作为排水板的分布方向时，多组相邻两个排水板间距之间的线性关系呈开口向下的抛物线。
通过采用上述技术方案，则围护结构内侧砂层靠近围护结构一侧以及靠近既有建筑物一侧的沉降固结程度略大于位于围护结构与既有建筑物之间中部位置的沉降固结程度，所以围护结构内侧砂层能充分地运用来保护既有建筑物以及平衡围护结构外侧的砂层，此外因围护结构内侧中部位置的砂层较松散，则不同层砂层之间的中部位置能够部分交叠，从而能提升上下相邻两层砂层之间的连接强度。
优选的，所述S9中，围护结构内侧中不同高度的砂层之间的排水板呈错位设置。
通过采用上述技术方案，以砂层为三层为例来看，则位于中间的砂层会被上方砂层以及下方砂层的排水板夹持住，所以每层砂层中的排水板既可提升所在砂层的沉降固结程度，也能提升上下相邻两层砂层的沉降固结程度，从而使围护结构内侧的砂层能更好地对既有建筑物进行保护。
优选的，所述S2中，在围护结构内左侧回填砂层时，砂层从围护结构内侧远离既有建筑物的一侧向靠近既有建筑物的方向回填；所述S3中，在围护结构内右侧回填砂层时，砂层从围护结构内侧靠近既有建筑物的一侧向远离既有建筑物的方向回填。
通过采用上述技术方案，因在围护结构内左侧以及内右侧的砂层均会对既有建筑物施加挤压作用力，故采用左侧先由外向内回填，右侧由内向外回填的方式，可在围护结构内侧回填砂层的过程中，使既有建筑物处于所受合力最大值的时间能被缩短，从而更加不易出现既有建筑物被砂层挤压而被倾倒的情况。
优选的，所述S8中，在围护结构内侧以及外侧的砂层未回填至预定标高处时，围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为10cm；在围护结构内侧以及外侧的砂层回填至预定标高处时，围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为0。
通过采用上述技术方案，因围护结构外侧砂层要比围护结构内侧砂层多得多，故在砂层未达到预定标高处时，可让内侧砂层高于外侧砂层10cm，既能使得围护结构内外受力平衡，也能减少在未达到预定标高前的施工难度，从而有助于提升回填效率；而在砂层达到预定标高处时，内侧砂层与外侧砂层等高，从而能使所筑岛屿更加平整。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过在围护结构内侧左右先后各自回填砂层，还有围护结构外侧左右先后各自回填砂层，同时内侧结束回填的临界参数的设置，甚至排水板的设置，则既不会出现既有建筑物被其中一个砂层挤压而倾倒的情况，也不会出现围护结构便其中一个砂层挤压而出现自身移动的情况，同时还不会出现围护结构发生倾倒的情况，所以围护结构内侧的回填砂层能用来保护既有建筑物，围护结构外侧的回填砂层能用来完成筑岛工作，从而在筑岛施工时能对既有建筑物进行有效的保护；
2.通过围护结构选择钢板桩围堰的方式，则在围护结构内侧的砂层先达到预定标高处时，围护结构外侧的海水不会进入围护结构内侧，所以不会影响围护结构内侧的砂层沉降固结，从而在围护结构外侧的砂层达到预定标高处时，围护结构内侧砂层所施加的作用力能更好地与围护结构外侧砂层所施加的作用力平衡，进而使围护结构不易出现倾倒的情况；
3.通过排水板的插入方式的设置，则砂层靠近既有建筑物一侧的沉降固结程度略大于远离既有建筑物一侧的沉降固结程度，同时还因围护结构与原有地层之间具有一定的连接强度，所以能更充分地利用围护结构内侧的砂层，从而能在保持围护结构内外平衡的基础上加强对既有建筑物的保护。
附图说明
图1是本申请实施例中一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法中钢板桩围护施工完成后的示意图。
图2是本申请实施例中一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法中钢板桩内回填后插打排水板的示意图。
图3是本申请实施例中一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法中钢板桩外回填结束而开始准确回填钢板桩内的示意图。
附图标记说明：1、原有地层；2、既有建筑物；3、旋喷桩加固体；4、钢板桩；5、围护结构内左侧砂被；6、围护结构内右侧砂被；7、排水板；8、围护结构外左侧砂被；9、围护结构外右侧砂被。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法。参照图1，保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法包括以下步骤：前期基础准备，具体的，先在既有建筑物2所在的原有地层1的周侧上确认旋喷桩加固区域以及钢板桩4的插打位置，接着已经确定好的位置施工旋喷桩，以形成环状的旋喷桩加固体3，然后在旋喷桩加固体3初凝前将多个钢板桩4拼接成环状，最后再将钢板桩4插打在旋喷桩加固体3上，以形成钢板桩4围堰，从而便完成了既有建筑物2周侧围护结构的建造。
参照图1，在本实施例中，钢板桩4是通过锤击沉桩法的方式将自身插打在旋喷桩加固体3上的，其中因原有地层1是海中的淤泥层，并且海上的环境错综复杂，所以钢板桩4在插打过程需要根据不同的情况进行应变，具体的，因原有地层1越靠近海水的部分含水量会越高，含水量越高则地层的松散程度会越高，故在钢板桩4从原有地层1的表面插入至既有建筑物2桩基础的桩高处时，选择低锤低击钢板桩4的方式，则在钢板桩4插入旋喷桩加固体3的过程中，旋喷桩加固体3的扩散幅度不会过大，从而使旋喷桩加固体3的桩高处能更紧密包覆住钢板桩4。
参照图1，在钢板桩4从既有建筑物2桩基础的桩高处插至桩底处时，选择低锤重击钢板桩4的方式，则在钢板桩4下插的过程中旋喷桩加固体3的扩散杜幅度能适当增加一些，所以原有地层1较深处的淤泥能更聚拢一些，从而使既有建筑物2的桩基础与原有地层1之间的连接更加地紧密，此外在这个过程中还需要注意的是，钢板桩4每次下插深度需要逐渐减小，则原有地层1更深处的淤泥对既有建筑物2桩基础的挤压力度不会过大，从而不会损坏既有建筑物2的桩基础，进而也能起到对既有建筑物2的保护作用。
参照图1，在钢板桩4从原有地层1的表面插入至既有建筑物2桩基础的桩高处时，表面海流的流速是影响钢板桩4的插打准确性的主要因素，具体的，在表面海流的流速为3cm/s-100cm/s时，此时表面海流对钢板桩4的影响较小，故钢板桩4直接一次插入至既有建筑物2桩基础的桩高处即可，从而使筑岛施工的工作效率得到提升；而在表面海流的流速为100cm/s-300cm/s时，钢板桩4以多次分段的方式从原有地层1的表面插入至既有建筑物2桩基础的桩高处，其中每完成一端深度的插入后需要拔出钢板桩4，并重新让钢板桩4对准旋喷桩加固体3的桩心位置，从而在钢板桩4完成插打工作后，既有建筑物2能更准确地位于钢板桩4所围区域的中心位置处，进而为筑岛施工的后续工作提供了更好的基础环境。
参照图1和图2，在前期基建准备完成后，便开始进行在围护结构的内侧以及外侧进行回填砂层的工作，其中围护结构内侧的砂层用来保护既有建筑物2，外侧的砂层用来完成筑岛工作，具体的，包括以下步骤：第一，在围护结构内左侧回填一层砂层，以形成围护结构内左侧砂被5；第二，在围护结构内右侧回填一层砂层，以形成围护结构内右侧砂被6，其中在上述两个步骤中需要注意的是，在围护结构内左侧回填砂层时，砂层从围护结构内侧远离既有建筑物2的一侧向靠近既有建筑物2的方向回填，在围护结构内右侧回填砂层时，砂层从围护结构靠近既有建筑物2的一侧向远离既有建筑物2一侧的方向回填，所以既有建筑物2处于所受合力最大值的时间会被缩短，从而不易出现既有建筑物2被其中一侧砂层挤压而被倾倒的情况。
参照图1和图2，第三，重复第一到第二的步骤，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差在80cm-120cm，其中砂层高度差选择100cm，则既不会出现钢板桩4被内侧砂层挤压而倾倒，同时还能提升筑岛效率；第四，在围护结构内侧的砂层中插入多个间隔分布的排水板7，以提升砂层的沉降固结程度，所以使围护结构内侧砂层的作用力更好地与围护结构外侧砂层的作用力抵消，以使围护结构不会发生倾倒的情况，从而围护结构外侧的砂层回填量能够增加，进而能在保护既有建筑物2的基础上通过更简单的方式增加筑岛面积。
参照图1和图2，在上述这个步骤中需要注意的是，先在围护结构内左侧插入排水板7，再在围护结构内右侧插入排水板7，同时在这个过程中，同一侧的砂层中下一个排水板7插入至上一个排水板7靠近既有建筑物2的一侧上，直至完成所有排水板7的插入，此时砂层靠近既有建筑物2一侧的沉降固结程度要略大于远离既有建筑物2一侧的沉降固结程度，同时还因围护结构与原有地层1之间具有一定的连接强度，所以能更充分地利用围护结构内侧的砂层，从而能在保持围护结构内外平衡的基础上加强对既有建筑物2的保护。
参照图2和图3，第五，在围护结构外左侧回填一层砂层，以形成围护结构外左侧砂被8；第六，在围护结构外右侧回填一层砂层，以形成围护结构外右侧砂被9，所以围护结构外左侧与外右侧的砂层对围护结构的作用力便能抵消，从而不会因砂层挤压而出现围护结构发生水平移动的情况，进而能保护围护结构内的既有建筑物2；第七，重复第五到第六，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差在0-10cm之间，从而使围护结构内侧与外侧的受力能够平衡；第八，重复第一到第七，直至围护结构内侧以及外侧的砂层回填至预定标高处，便完成了回填砂层的工作。
参照图2和图3，因在回填砂层的过程中，因结束回填外侧砂层而去回填内侧砂层是有一个临界参数，其中临界参数为围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为0-10cm之间，具体的，在内侧砂层与外侧砂层均未达到预定标高处时，因此时围护结构外侧砂层要比围护结构内侧砂层多得多，故内侧砂层相比于外侧砂层可高10cm，以使围护结构内侧与外侧更好地平衡，而在内侧砂层以及外侧砂层达到预定标高处时，内侧砂层与外侧砂层的高度差为0，以使所筑岛屿更加平整。
参照图2和图3，在本实施例中，因围护结构内侧的砂层既需要用来保护既有建筑物2，也需要与围护结构外侧的砂层相平衡，同时因能排水板7提升围护结构内侧砂层的强度，所以为了满足围护结构内侧砂层所需的要求，故多个排水板7的设置方式存在以下优化，具体的，其一，以既有建筑物2朝向围护结构的方向作为排水板7的分布方向时，多组相邻两个排水板7间距之间的线性关系呈开口向下的抛物线，所以围护结构内侧砂层靠近围护结构一侧以及靠近既有建筑物2一侧的沉降固结程度要略大于，围护结构与既有建筑物2之间中部位置的沉降固结程度，从而围护结构内侧砂层既能充分地保护既有建筑物2也能去平衡围护结构外侧的砂层，此外还因围护结构内侧中部位置的砂层较松散，则不同层砂层之间在中部位置处能发生部分交叠，从而能提升上下相邻两层之间的连接强度。
参照图2和图3，其二，围护结构内侧不同砂层之间的排水板7呈错位设置，则位于中间的砂层会被上方砂层以及下方砂层的排水板7夹持住，所以每层砂层中的排水板7既可提升所在砂层的沉降固结程度，也可提升上下相邻两层砂层的沉降固结程度，从而使围护结构内侧的砂层更好地对既有建筑物2进行保护。
本申请实施例一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法的实施原理为：因在筑岛施工时，先在围护结构内侧左右先后回填砂层，同时还有围护结构内侧结束回填的临界参数，甚至还有排水板的设置，所以不会出现既有建筑物2被砂层挤压倾倒的情况，以及围护结构发生倾倒的情况，接着在围护结构外侧左右先后回填砂层，所以不会出现围护结构被砂层挤压而自身移动的情况，则围护结构内侧的回填砂层能用来保护既有建筑物2，围护结构外侧的回填砂层能用来完成筑岛工作，从而在筑岛施工时能对既有建筑物2进行有效的保护。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在既有建筑物(2)周侧的预定位置上安装围护结构；
S2：在围护结构内左侧回填一层砂层；
S3：在围护结构内右侧回填一层砂层；
S4：重复S2-S3，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差在80cm-120cm之间；
S5：在围护结构内侧的砂层中插入排水板(7)；
S6：在围护结构外左侧回填一层砂层；
S7：在围护结构外右侧回填一层砂层；
S8：重复S6-S7，直至围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为0-10cm之间；
S9：重复S2-S8，直至围护结构内侧以及外侧的砂层回填至预定标高处。
2.根据权利要求1所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S1中围护结构由钢板桩(4)制作而成，所述S1中还包括步骤：
S11：在既有建筑物(2)周侧的预定位置上进行旋喷桩施工，以形成旋喷桩加固体(3)；
S12：将多个钢板桩(4)拼接成环状；
S13：通过锤击沉桩法将钢板桩(4)插接在旋喷桩加固体(3)上，以形成钢板桩(4)围堰。
3.根据权利要求2所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S13中，在钢板桩(4)从原有地层(1)的表面插入至既有建筑物(2)桩基础的桩高处时，低锤低击钢板桩(4)；在钢板桩(4)从既有建筑物(2)桩基础的桩高处插至桩底处时，低锤重击钢板桩(4)，同时钢板桩(4)多次插入深度之间的线性关系呈斜向下的直线。
4.根据权利要求2所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S13中，在表面海流的流速为3cm/s-100cm/s时，钢板桩(4)一次从原有地层(1)的表面插入至既有建筑物(2)桩基础的桩高处；在表面海流的流速为100cm/s-300cm/s时，钢板桩(4)以多次分段的方式从原有地层(1)的表面插入至既有建筑物(2)桩基础的桩高处，每完成一段深度的插入后拔出钢板桩(4)，并重新对准旋喷桩加固体(3)的桩心。
5.根据权利要求1所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S5包括以下步骤：
A1：在围护结构内左侧插入排水板(7)；
A2：在围护结构内右侧插入排水板(7)；
A3：以下一个排水板(7)在上一个排水板(7)靠近既有建筑物(2)一侧的方式重复A2-A3，直至完成所有排水板(7)的插入。
6.根据权利要求5所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述A3中，以既有建筑物(2)朝向围护结构的方向作为排水板(7)的分布方向时，多组相邻两个排水板(7)间距之间的线性关系呈开口向下的抛物线。
7.根据权利要求5所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S9中，围护结构内侧中不同高度的砂层之间的排水板(7)呈错位设置。
8.根据权利要求1所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S2中，在围护结构内左侧回填砂层时，砂层从围护结构内侧远离既有建筑物(2)的一侧向靠近既有建筑物(2)的方向回填；所述S3中，在围护结构内右侧回填砂层时，砂层从围护结构内侧靠近既有建筑物(2)的一侧向远离既有建筑物(2)的方向回填。
9.根据权利要求1所述的保护海域淤泥层上既有建筑物的筑岛方法，其特征在于：所述S8中，在围护结构内侧以及外侧的砂层未回填至预定标高处时，围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为10cm；在围护结构内侧以及外侧的砂层回填至预定标高处时，围护结构内侧与外侧之间的砂层高度差为0。
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