比萨斜塔逾千年斜而不倒未解之谜

2017-12-15 15:21:43作者：网络

　　比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，是着名的历史建筑，在动工五六年之后，塔身从三楼开始倾斜，一直持续到完工，但是可以保持一直不会坍塌，那么这是为什么呢？一起看看世界未解之谜比萨斜塔不坍塌的原因。

世界未解之谜

　　比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，位于意大利托斯卡纳省比萨城背面的奇迹广场上，修建于1173年，有着名建筑师那诺？皮萨诺主持修建。

　　比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米从地面到塔顶高55米，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米，在塔顶宽2.48米，总重约14453吨，重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米，对地面的平均压强为497千帕。倾斜角度3.99度，偏离地基外沿2.5米，顶层突出4.5米。

　　比萨斜塔原来设计的高度是100米，但是在动工五六年后，塔身从第三层开始倾斜，一直持续到完工，在修建完成之后，塔顶已经南倾3.5米。1990年，意大利政府才将其关闭，开始进行整修。经过将近11年的时间，花费了2500万才将比萨斜塔扶正44厘米，专家称，能够保持300年不会坍塌。

　　比萨斜塔是着名的历史古建筑，能够继续保持这座古建筑的完整性是非常重要的，那么比萨斜塔为何会倾斜呢？是建筑技术问题还是那块土壤的地质问题？既然倾斜了又为何不会倒呢？下面我们一起来研究比萨斜塔的神奇之处。

　　比萨斜塔倾斜原因
　　对于比萨斜塔的建造最开始的时候并不是故意建造成倾斜的形状，而是在建造的过程中莫名的产生了倾斜。经过专家的研究发现，比萨斜塔之所以会倾斜，是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层，各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成，而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明，钟楼建造在了古代的海岸边缘，因此土质在建造时便已经沙化和下沉。

　　然而1838年的一次工程导致了比萨斜塔突然加速倾斜，人们不得不采取紧急维护措施。当时建筑师AlessandrodellaGherardesca在原本密封的斜塔地基周围进行了挖掘，以探究地基的形态，揭示圆柱柱础和地基台阶是否与设想的相同。这一行为使得斜塔失去了原有的平衡，地基开始开裂，最严重的是发生了地下水涌入的现象。这次工程后的勘测结果表明倾斜加剧了20厘米，而此前267年的倾斜总和不过5厘米。

　　1838年的工程结束以后，比萨斜塔的加速倾斜又持续了几年，然后又趋于平稳，减少到每年倾斜约0.1厘米，塔身偏离“自然姿势”已有5米多。

　　倾斜为何不会倒？
　　关于比萨斜塔为何斜而不倒，专家们研究给出了答案：第一位建筑师皮萨诺当时已了解到，建塔的地方与整个比萨城一样，都处於一条河谷的冲积地上，土壤为粘土和砂土，再下面是潜水层，表面坚固层较薄。所以他对地基的地质结构并非一无所知，而且他在建至三层发现倾斜时，采取停工等待地基沉降稳定的做法已有效地解决了一些问题。

　　第二位建筑师续建时，又注意到调整倾斜高度，同时采取措施，减轻塔身重量。

　　第三位建筑师建筑第七八层之间，钟楼来个转折，第八层倾向北面。建钟楼时，还吸收了清真寺尖塔的一些特点，也没设楼顶，以此减轻塔的重量和平衡倾斜。建筑师的做法正是与在比萨城其他地方建培的做法相似。

　　在意大利的另一个城市佛罗伦萨，於1420年建造的圣玛丽亚？德尔--斐奥雷大教堂，选址就在一片沼泽地上，土层更软，下陷危险更大，但至今几百年来丝毫没有倾斜。一些专家学者由此推测出，比萨塔的倾斜是建筑师意料之中，几百年来斜塔斜而不倒与设计、建筑者有关。

　　比萨斜塔的拯救
　　恢复比萨斜塔的主要方法是地基应力解除法，人们在斜塔倾斜的反方向（北侧）塔基下面掏土，利用地基的沉降，使塔体的重心后移，从而减小倾斜幅度。

　　由于倾斜程度过于危险，比萨斜塔曾在1990年1月7日停止向游客开放，经过11年的修缮，耗资约2500万，斜塔被扶正44厘米，基本达到了预期的效果。专家认为，只要不出现不可抗拒的自然因素，经过修复的比萨斜塔，300年内将不会倒塌。2001年12月15日起再次向游人开放。

　　由于比萨斜塔距离地中海较近，频繁的暴雨袭击让重达14500吨的塔身受损和褪色。从2001年开始，一个10人的强力修复小组开始利用激光、凿子和注射器清洗塔身，他们花费了八年零三个月的时间，清洗了24424块石头才让这座独立的八层钟楼看起来焕然一新。

　　据媒体报道，意大利比萨斜塔在2001年至2013年间，倾斜程度减少了2.5厘米，看上去比萨斜塔似乎已经止住了倾斜的趋势。

　　小结：比萨斜塔在建的时候才开始慢慢倾斜的，并不是故意建成倾斜的，据专家研究发现，比萨斜塔之所以会倾斜是因为地基下面的特殊土层导致。