Det hele startede i 1173. De oprindelige to niveauer af Pisa-tårnet lænede sig ikke, men strukturen begyndte at skråne, da byggeriet flyttede til det tredje niveau og videre i 1178. Forskellige løsninger blev prøvet, da arkitekten i 1185 opdagede, at jorden på det valgte sted var for ustabil til at understøtte en så stor struktur.
Byggeriet af Pisa-tårnet stoppede i næsten et århundrede på grund af Pisas krige med nabobyen Firenze. Arbejdet startede igen i 1272 og fire etager blev bygget i en ændret vinkel i forhold til de tidligere niveauer, men det skæve tårn i Pisa begyndte at hælde i retning af den højere side. I 1284 stoppede byggeriet igen, fordi Pisa blev erobret af Genova i en anden krig. I 1370 stod tårnet, nu otte etager og 200 fod højt, officielt færdigt.
Problemet
Eksperter har været uenige om, hvorvidt lean var en effekt designet af arkitekterne, eller om lean var et resultat af strukturelle problemer relateret til jorden i bunden af tårnet. Forsøg i det 20. århundrede har dog endegyldigt bevist, at hældningen begyndte efter konstruktionen. Undersøgelsen af undergrunden afslørede et mellemlagsmateriale af lertypen vasket af underjordiske vand.
Grunden til Pisa-tårnet blev lagt i 1173, hovedsagelig bygget af marmor og kalk; tårnet blev bygget i en cirkulær grøft, omkring fem fod dyb, over jord bestående af ler, fint sand og skaller. Årsagen til magringen skyldes en reaktion af kompositten af ler, fint sand og skaller, som tårnet er bygget på. Denne jordblanding er mere komprimerbar på sydsiden, men i årenes løb er hældningen steget Tower of Pisa holdt op med at synke og begyndte at rotere, hvilket fik nordsiden til at bevæge sig op mod overflade.
Løsningen
Tårnet i Pisa's struktur var genstand for to hovedrisici: strukturelt svigt af de skrøbelige murværk, og kollaps på grund af nedbrydning af undergrunden omkring fundamenterne. En nylig mulig løsning indebar at lede ved at installere en modvægt på omkring 660 tons på nordsiden af tårnets base for at stoppe rotationen. Det mislykkedes. Derefter forsøgte man i løbet af 1995 frysning af de indstikkende stålkabler og frysning af undergrunden, men det fik lænet til at øges.
Senere opdagede forskere og ingeniører, at jordudvinding var nøglen til at bringe hældningen tilbage til stabile forhold. Jord blev udvundet fra to lag jord: det øverste lag af sandjord og det andet lag af havler. Teorien var, at mens jorden blev fjernet, ville jordkompressionen stige, og leret ville konsolidere, hvilket gav et stærkere fundament.
Borene udtog jord inde fra et foringsrør uden at virke på andre elementer eller uden for det. Borehulrummet lukker derefter jævnt, når boret trækkes tilbage, og jorden sætter sig, og danner en vugge, der dæmper tårnet, når det flytter sig lidt mod nord.
Ved at bruge denne metode har ingeniører reduceret lænet tilbage mod midten med 20 tommer, tilbage til hvor det var i 1838. Toppen af tårnet hælder nu lidt over 13 fod fra midten.
Lektion lært
Fodpunkter er den vigtigste og vigtigste del af enhver bygning – det kan garantere projektets succes eller total fiasko. Selvom problemet med at vippe er løst, er det et problem, der kan påvirke en række forskellige projekter. Her er nogle tips til at håndtere blød jord:
- Når man bygger over blød jord, kan det være nødvendigt at grave ned forbi det bløde sted og sætte et dybere fodfæste.
- Udskift den bløde jord med tilstrækkelig jord, der vil producere den bæreevne, der er specificeret i designet.
- Byg en større fod og forstærk den med ekstra stål (i betonfod).
- Brug friktion pæling eller endebærende pæle, hvis nedenstående jordtype er egnet.
- Oversvømme jorden, når skyttegravene er gravet, og komprimer derefter grundigt. Denne almindelige praksis forbedrer sammenhængskraften og gør jorden betydeligt mere stabil at bygge på.
- Injicer en jord/cementopslæmning. Denne proces kræver fire nøgleudstyr: en borerig til at føre gyllen frem til designdybde, et batchanlæg eller en tank til at blande cementgyllen, en pumpe at skubbe gyllen til boreriggen og specialiseret værktøj til at blande cementgyllen med jord in situ.
- Brug geonet til at give et effektivt middel til at reducere trykket under trafikoverfladen.
Hvert projekt er unikt og vil kræve en anden kombination af teknikker afhængigt af typen af materialer, der anvendes, typen af struktur og de specifikke jordbundsforhold i hvert enkelt tilfælde. Husk, at de påkrævede regler og koder skal overholdes under alle forhold.
