Tout a commencé en 1173. Les deux niveaux originaux de la Tour de Pise ne penchaient pas, mais la structure a commencé à s'incliner lorsque la construction a été déplacée vers le troisième niveau et au-delà en 1178. Diverses solutions furent tentées une fois que l'architecte remarqua l'inclinaison en 1185, déterminant que le sol du site choisi était trop instable pour supporter une structure aussi grande.
La construction de la Tour de Pise s'est arrêtée pendant près d'un siècle en raison des guerres entre Pise et la ville voisine de Florence. Les travaux reprirent en 1272 et quatre étages furent construits selon un angle modifié par rapport aux niveaux précédents, mais la tour penchée de Pise commença à s'incliner vers le côté le plus haut. En 1284, la construction s'arrêta de nouveau parce que Pise fut conquise par Gênes lors d'une autre guerre. En 1370, la tour, aujourd'hui de huit étages et haute de 200 pieds, fut officiellement achevée.
Le problème
Les experts sont divisés sur la question de savoir si l'inclinaison était un effet conçu par les architectes ou si l'inclinaison était le résultat de problèmes structurels liés au sol à la base de la tour. Cependant, des tests effectués au cours du XXe siècle ont prouvé de manière concluante que l'inclinaison avait commencé après la construction. L'étude du sous-sol a révélé un matériau interstratifié de type argileux lavé par les eaux souterraines.
Les fondations de la Tour de Pise ont été posées en 1173, construites principalement en marbre et en chaux; la tour a été construite dans un fossé circulaire d'environ cinq pieds de profondeur, sur un sol composé d'argile, de sable fin et de coquillages. La cause de l'inclinaison est due à une réaction du composite d'argile, de sable fin et de coquillages sur lequel la tour est construite. Ce mélange de sol est plus compressible du côté sud, mais au fil des années, à mesure que l'inclinaison augmentait, la La tour de Pise a cessé de couler et a commencé à tourner, faisant remonter le côté nord vers le surface.
La solution
La structure de la Tour de Pise était soumise à deux risques principaux: une défaillance structurelle des éléments fragiles maçonnerie, et effondrement dû à la fragmentation du sous-sol autour des fondations. Une solution possible récente consistait à installer un contrepoids d'environ 660 tonnes sur le côté nord de la base de la tour afin d'arrêter la rotation. Ça a échoué. Puis, au cours de l'année 1995, on a tenté de geler les câbles d'acier qui les inséraient et de geler le sous-sol, mais cela a provoqué une augmentation de l'inclinaison.
Plus tard, des scientifiques et des ingénieurs ont découvert que l’extraction du sol était la clé pour ramener l’inclinaison à des conditions stables. Le sol a été extrait de deux couches de terre: la couche supérieure de sol sableux et la seconde d'argile marine. La théorie était que pendant que le sol était enlevé, la compression du sol augmenterait et l'argile se consoliderait, fournissant ainsi une fondation plus solide.
Les foreuses extrayaient la terre de l'intérieur d'un tubage sans agir sur d'autres éléments ou à l'extérieur de celui-ci. La cavité du foret se ferme ensuite en douceur lorsque le foret est rétracté et que le sol se stabilise, formant un berceau qui amortit la tour lorsqu'elle se déplace légèrement vers le nord.
En utilisant cette méthode, les ingénieurs ont réduit l’inclinaison vers le centre de 20 pouces, pour revenir à son niveau de 1838. Le sommet de la tour s’incline désormais d’un peu plus de 13 pieds par rapport au centre.
Leçon apprise
Semelles sont la partie la plus principale et la plus importante de tout bâtiment: elles peuvent garantir le succès ou l’échec total du projet. Bien que le problème de l’inclinaison soit résolu, c’est un problème qui peut affecter une variété de projets. Voici quelques conseils pour gérer les sols meubles:
- Lors de la construction sur des sols meubles, il peut être nécessaire de creuser au-delà du point meuble et de placer une fondation plus profonde.
- Remplacez le sol meuble par un sol adéquat qui produira la capacité portante spécifiée dans la conception.
- Construisez une fondation plus grande et renforcez-la avec de l'acier supplémentaire (dans des semelles en béton).
- Utiliser la friction empiler ou des pieux porteurs d'extrémité si le type de sol ci-dessous convient.
- Inonder le sol une fois les tranchées creusées puis compacter soigneusement. Cette pratique courante améliore la cohésion et rend le sol considérablement plus stable pour la construction.
- Injecter un coulis de terre/ciment. Ce processus nécessite quatre équipements clés: un appareil de forage pour faire avancer le coulis jusqu'à la profondeur prévue, une centrale à béton ou un réservoir pour mélanger le coulis de ciment, un pompe pour pousser le coulis jusqu'à l'appareil de forage, et un outillage spécialisé pour mélanger le coulis de ciment avec le sol in situ.
- Utilisez des géogrilles pour fournir un moyen efficace de réduire la pression sous la surface de circulation.
Chaque projet est unique et nécessitera une combinaison différente de techniques en fonction du type de matériaux utilisés, du type de structure et des conditions spécifiques du sol dans chaque cas. Gardez à l’esprit que les réglementations et codes requis doivent être respectés dans toutes les conditions.
