为了直起来,比萨斜塔花了800年

来源: 狂丸科学

发布日期: 2018-11-30 12:43:11

比萨斜塔在改「斜」归正的路上又前进了4厘米,背后是工程师和学者们多年的努力和智慧。从1173年开始建造至今,比萨斜塔经历了多次倾斜和修复,最终在1999年至2001年的工程中被扶正了近40厘米,委员会宣称其在未来300年内都是安全的。

比萨斜塔最近爆出新闻,在改「斜」归正的路上又前进了4厘米。也就一根火柴的长度吧,值得上新闻?然而狂丸深入研究之后发现,这「4厘米」,背后的故事还真不简单。

让我们从比萨斜塔的建造开始讲起。比萨钟塔从1173年开始建造,然而开工建到第三层的时候,人们发现由于地基不均匀和土质松软,钟楼已经开始往北歪了。说歪就歪,难道建造的时候对地基土壤的勘测不是基本要求吗?事实上,那个时候人们还真没有这种意识。

尤其是圆柱形的筒子建筑,这种形制更容易遇到地基失稳的问题。而当时的比萨人民对于歪掉的建筑早已是见怪不怪了,因为比萨城里还有其他几座倾斜的塔楼:圣米歇尔德斯卡尔齐教堂的钟楼和圣尼古拉教堂的钟楼。如此之多的烂尾楼,得归咎于比萨城那糟糕的地理位置。比萨在希腊词中意为「沼泽地」,顾名思义,它的土地十分松软,土层结构也比较复杂。

所以,钟楼歪了怎么办?建造者们也是见招拆招。

之前在建造第三层的时候,人们尝试通过对下沉侧的拱门和柱子进行增高来补偿倾斜。后来在1231年钟楼继续建造的时候,他们刻意将上层建筑往反方向倾斜。结果一不小心用力过猛,在建造到第七层的时候,塔身已经不再是直线,而是变成了凹形——香蕉的样子大家了解一下。而在这个过程中,比萨塔的倾斜方向也由向北变成了向南。不愧是神奇的意大利人,愣是把塔掉了个头。

这些变化让工程足足延期了近一个世纪,直到1360年斜塔才开始重新建造。最终,斜塔在1372年完工了,但无论如何努力,在往后的几个世纪里,倾斜的情况依然在恶化。顺便说一句,为了避免「刺激」到比萨斜塔,悬挂在钟室内的七口钟愣是从没有被撞响过,一直被当做摆设。

时间快进到1838年,一位好奇心过重的建筑师Alessandro della Gherardesca为了研究地基的形态,把比萨塔的周边挖开了。

这一行为直接让整个塔的倾斜加剧了20厘米,人们不得不采取紧急维护措施——真是好奇差点害死「塔」。不过比萨塔的灾难还没有结束,接下来跑过来祸害它的人是意大利独裁者墨索里尼。1934年,他认为这座「歪塔」丢了意大利的脸,于是决定把它给拉直。他让工程师们在地基周围打了361个洞,然后往洞里面注入了90立方米的水泥。结果,塔身倾斜更严重了。

到了1990年,随着塔身变得越来越危险,意大利政府不得不关闭了比萨斜塔。负责维护工作的委员会主席Salvatore Settis宣称「如果我们没有介入,那么该塔将在2030年至2040年之间倒塌」。

到了1998年,让事情迎来转机的是一位英国工程师John Burland。他提出的解决方案是土壤开采——通过把斜塔北部的土壤掏掉一部分,让塔身自动回正。

这个思路实际上是由维多利亚时代的工程师James Trubshaw,于1832年在修正Nantwich倾斜的教堂塔楼时开创的。该方案得到了委员会的一致认可,它的好处在于不用触及斜塔本身,意味着不用再往伤痕累累的比萨斜塔上添更多伤口。这项工程于1999年开始并于2001年结束,为了避免重蹈覆辙,挖掘工作进行的十分谨慎,工程人员在宽度仅为18英尺的地方开了十几个钻孔,每天严格控制挖取的速度和土壤体积。

现场还有技术人员在对120个传感器的数据进行监控。到工程结束后,共有77吨的土壤被从北侧移除,斜塔也被扶正了近40厘米,整体恢复到了1838年的水平。对此,委员会信心十足地宣称:比萨斜塔在未来300年内都是安全的。即便再次发生倾斜,工程师也可以采取同样的方式进行挽救。

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