Fase di costruzione
Tutto iniziò nel 1173.
I due livelli originali della Torre di Pisa non si piegarono, ma la struttura cominciò a inclinarsi quando la costruzione si spostò al terzo livello e oltre nel 1178. Varie soluzioni furono provate quando l'architetto prese nota della magra nel 1185, determinando che il terreno nel sito prescelto era troppo instabile per supportare una struttura così grande.
La costruzione della Torre di Pisa si è fermata per quasi un secolo a causa delle guerre di Pisa con la vicina città di Firenze. I lavori iniziarono di nuovo nel 1272 e quattro piani furono costruiti in un angolo alterato rispetto ai livelli precedenti, ma la Torre di Pisa iniziò a inclinarsi nella direzione del lato più alto. Nel 1284 la costruzione si fermò di nuovo perché Pisa fu conquistata da Genova in un'altra guerra. Nel 1370 la torre, ora otto piani e alta 200 piedi, fu ufficialmente completata.
Il problema
Gli esperti sono stati divisi sulla questione se l'inclinazione fosse dovuta al problema del terreno che affonda o in realtà un effetto progettato dagli architetti.
Tuttavia, i test del XX secolo hanno definitivamente dimostrato che l'inclinazione è iniziata dopo la costruzione. Lo studio del sottosuolo ha rivelato un materiale di tipo argilloso interastrato lavato da acque sotterranee.
La fondazione per la Torre di Pisa fu posta nel 1173, costruita principalmente in marmo e calce; la torre fu costruita in un fossato circolare, profondo circa un metro e mezzo, sul terreno costituito da argilla, sabbia fine e conchiglie.
La causa della magra è dovuta a una reazione del composito di argilla, sabbia fine e gusci su cui è costruita la torre. Questa mescolanza di terreno è più comprimibile sul lato sud, ma col passare degli anni l'inclinazione aumentò, la Torre di Pisa smise di affondare e iniziò a ruotare, facendo sì che il lato nord si muovesse verso la superficie.
La soluzione
La struttura della Torre di Pisa era soggetta a due principali rischi: il cedimento strutturale della fragile muratura e il collasso dovuto alla disgregazione del sottosuolo attorno alle fondamenta. Una recente soluzione possibile ha comportato l'installazione di un contrappeso di circa 660 tonnellate sul lato nord della base della torre per arrestare la rotazione. E 'fallito. Poi, durante il 1995, si tentò il congelamento dei cavi d'acciaio e il congelamento del sottosuolo, ma questo fece aumentare la magra.
Successivamente, scienziati e ingegneri hanno rilevato che l'estrazione del terreno era la chiave per riportare l'inclinazione in condizioni stabili. Il suolo è stato estratto da due strati di terra: lo strato superiore di terra sabbiosa e il secondo di argilla marina. La teoria era che mentre il terreno veniva rimosso, la compressione del terreno aumentava e l'argilla si consolidava, fornendo una base più solida.
I trapani hanno estratto il terreno dall'interno di un involucro senza agire su altri elementi o al di fuori di esso. La cavità di perforazione si chiude poi senza intoppi quando il trapano viene ritratto e il terreno si deposita, formando una culla che attutisce la torre mentre si sposta leggermente verso nord.
Usando questo metodo, gli ingegneri hanno ridotto l'inclinazione all'indietro verso il centro di 20 pollici, verso il luogo in cui si trovava nel 1838. La parte superiore della torre ora pende poco più di 13 piedi dal centro.
Lezione appresa
Le basi sono la parte più importante e importante di qualsiasi edificio: possono garantire il successo o il fallimento totale del progetto. Sebbene il problema di inclinazione sia risolto, è un problema che può interessare una varietà di progetti. Ecco alcuni suggerimenti per affrontare i terreni morbidi:
- Quando si costruisce su terreni morbidi, potrebbe essere necessario scavare verso il basso oltre il punto morbido e posizionare un basamento più profondo.
- Sostituire il terreno soffice con un terreno adeguato che produrrà la capacità portante specificata nel progetto.
- Costruisci un basamento più grande e rinforzalo con l'acciaio aggiuntivo (nelle fondamenta di cemento).
- Utilizzare l' accumulo di attrito o l' accumulo di carico finale se il tipo di terreno sottostante è adatto.
- Inondare il terreno una volta che le trincee sono state scavate e poi compattare a fondo. Questa pratica comune migliora la coesione e rende il suolo considerevolmente più stabile su cui costruire.
- Iniettare un impasto di terra / cemento. Questo processo richiede quattro parti chiave dell'attrezzatura: una piattaforma di perforazione per far avanzare la sospensione per progettare la profondità; un impianto discontinuo o un serbatoio per miscelare la sospensione di cemento; una pompa per spingere la sospensione verso la piattaforma di perforazione e attrezzature specializzate per miscelare la sospensione di cemento con il terreno in situ.
- Utilizzare le geogriglie per fornire un mezzo efficace per ridurre la pressione al di sotto della superficie del traffico.
Ogni progetto è unico e richiederà una combinazione diversa di tecniche a seconda del tipo di materiali utilizzati, del tipo di struttura e delle condizioni specifiche del suolo in ciascun caso. Tenere presente che i regolamenti e i codici richiesti devono essere soddisfatti in ogni condizione.