比薩斜塔為何逾千年斜而不倒?神奇之處在哪兒?

2023-03-30 16:51:09

　　比薩斜塔是義大利比薩城大教堂的獨立式鐘樓，位於義大利託斯卡納省比薩城背面的奇蹟廣場上，修建於1173年，有著名建築師那諾•皮薩諾主持修建。

　　比薩斜塔從地基到塔頂高58.36米從地面到塔頂高55米，鐘樓牆體在地面上的寬度是4.09米，在塔頂寬2.48米，總重約14453噸，重心在地基上方22.6米處。圓形地基面積為285平方米，對地面的平均壓強為497千帕。傾斜角度3.99度，偏離地基外沿2.5米，頂層突出4.5米。

　　比薩斜塔原來設計的高度是100米，但是在動工五六年後，塔身從第三層開始傾斜，一直持續到完工，在修建完成之後，塔頂已經南傾3.5米。1990年，義大利政府才將其關閉，開始進行整修。經過將近11年的時間，花費了2500萬才將比薩斜塔扶正44釐米，專家稱，能夠保持300年不會坍塌。

　　比薩斜塔是著名的歷史古建築，能夠繼續保持這座古建築的完整性是非常重要的，那麼比薩斜塔為何會傾斜呢?是建築技術問題還是那塊土壤的地質問題?既然傾斜了又為何不會倒呢?下面我們一起來研究比薩斜塔的神奇之處。

　　比薩斜塔傾斜原因

　　對於比薩斜塔的建造最開始的時候並不是故意建造成傾斜的形狀，而是在建造的過程中莫名的產生了傾斜。經過專家的研究發現，比薩斜塔之所以會傾斜，是由於它地基下面土層的特殊性造成的。比薩斜塔下有好幾層不同材質的土層，各種軟質粉土的沉澱物和非常軟的粘土相間形成，而在深約一米的地方則是地下水層。這個結論是在對地基土層成份進行觀測後得出的。最新的挖掘表明，鐘樓建造在了古代的海岸邊緣，因此土質在建造時便已經沙化和下沉。

　　然而1838年的一次工程導致了比薩斜塔突然加速傾斜，人們不得不採取緊急維護措施。當時建築師Alessandro della Gherardesca在原本密封的斜塔地基周圍進行了挖掘，以探究地基的形態，揭示圓柱柱礎和地基臺階是否與設想的相同。這一行為使得斜塔失去了原有的平衡，地基開始開裂，最嚴重的是發生了地下水湧入的現象。這次工程後的勘測結果表明傾斜加劇了20釐米，而此前267年的傾斜總和不過5釐米。

　　1838年的工程結束以後，比薩斜塔的加速傾斜又持續了幾年，然後又趨於平穩，減少到每年傾斜約0.1釐米，塔身偏離「自然姿勢」已有5米多。

　　傾斜為何不會倒?

　　關於比薩斜塔為何斜而不倒，專家們研究給出了答案：第一位建築師皮薩諾當時已了解到, 建塔的地方與整個比薩城一樣, 都處於一條河谷的衝積地上, 土壤為粘土和砂土, 再下面是潛水層, 表面堅固層較薄.所以他對地基的地質結構並非一無所知, 而且他在建至三層發現傾斜時, 採取停工等待地基沉降穩定的做法已有效地解決了一些問題。

　　第二位建築師續建時, 又注意到調整傾斜高度, 同時採取措施, 減輕塔身重量。

　　第三位建築師建築第七八層之間, 鐘樓來個轉折, 第八層傾向北面.建鐘樓時, 還吸收了清真寺尖塔的一些特點, 也沒設樓頂, 以此減輕塔的重量和平衡傾斜.建築師的做法正是與在比薩城其他地方建培的做法相似。

　　在義大利的另一個城市佛羅倫斯, 於1420 年建造的聖瑪麗亞•德爾--斐奧雷大教堂, 選址就在一片沼澤地上, 土層更軟, 下陷危險更大, 但至今幾百年來絲毫沒有傾斜.一些專家學者由此推測出, 比薩塔的傾斜是建築師意料之中, 幾百年來斜塔斜而不倒與設計、建築者有關。更多科學發現詳見外星探索網www.ufo-1.cn。

　　比薩斜塔的拯救

　　恢復比薩斜塔的主要方法是地基應力解除法，人們在斜塔傾斜的反方向(北側)塔基下面掏土，利用地基的沉降，使塔體的重心後移，從而減小傾斜幅度。

　　由於傾斜程度過於危險，比薩斜塔曾在1990年1月7日停止向遊客開放，經過11年的修繕，耗資約2500萬，斜塔被扶正44釐米，基本達到了預期的效果。專家認為，只要不出現不可抗拒的自然因素，經過修復的比薩斜塔，300年內將不會倒塌。2001年12月15日起再次向遊人開放。

　　由於比薩斜塔距離地中海較近，頻繁的暴雨襲擊讓重達14500噸的塔身受損和褪色。從2001年開始，一個10人的強力修復小組開始利用雷射、鑿子和注射器清洗塔身，他們花費了八年零三個月的時間，清洗了24424塊石頭才讓這座獨立的八層鐘樓看起來煥然一新。

　　據媒體報導，義大利比薩斜塔在2001年至2013年間，傾斜程度減少了2.5釐米，看上去比薩斜塔似乎已經止住了傾斜的趨勢。