为什么比萨斜塔会倾斜一千多年?魔法是

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发布于2023-06-28

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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，有著名建筑师那诺•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。

比萨斜塔是著名的历史古建筑，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Alessandro della Gherardesca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問题。

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, 钟楼來个转折, 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, 但至今几百年來丝毫没有倾斜.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, 几百年來斜塔斜而不倒与设计、建筑者有关。更多科学发现详见途说历史网。

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。

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