Zašto se toranj u Pisi počeo naginjati i na koji način se stabiliziralo naginjanje?
Kako se stabiliziralo naginjanje tornja u Pisi
Toranj u Pisi je zvonik katedrale te jedan od spomenika u sklopu srednjovjekovne Piazza dei Miracoli. Njegova izgradnja je počela 1173., a nastavljena je (s dva dugotrajna razdoblja prekida) u periodu oko 200 godina do 1370. Proces gradnje je prikazan niže na fotografiji.
Kako je vidljivo iz fotografije, naginjanje tornja prema jugu započelo je tijekom druge faze izgradnje. Nakon toga, njegov nagib se nastavio povećavati, a kako se stabiliziralo naginjanje tornja u Pisi pročitajte u nastavku.
Donja fotografija prikazuje poprečni presjek tornja u ravnini maksimalnog nagiba kakav je bio 1993., prije početka radova na stabilizaciji.
Uzrok naginjanja je mekani estuarijski depozit u horizontu A (prikazano niže na fotografiji) na kojemu je izgrađen toranj.
Horizont A je stišljiviji na južnoj strani zbog promjenjive razine podzemne vode uslijed jakih sezonskih padalina.
Privremena stabilizacija temelja je postignuta tijekom druge polovice 1993., primjenom olovnih utega na sjevernoj strani temelja što je uzrokovalo smanjenje nagiba i još važnije smanjenje momenta prevrtanja za oko 10 %. U rujnu 1995. (“crni rujan”) dodatni pokušaji stabiliziranja tornja nažalost su povećali naginjanje te gotovo uzrokovali njegovo rušenje.
Pronalaženje metode za stabilizaciju naginjanja tornja u Pisi bilo je daleko od uspješnog.
Nakon određenog broja početnih pokušaja, odabrana je konačna mjera ispravljanja nagiba tornja, a ispravljanje se sastojalo od postupnog iskopa tla iz donjeg dijela horizonta A na sjevernom dijelu tornja. Ova metoda poznata kao podiskopavanje (under-excavation, eng.) uključuje postavljanje nekoliko susjednih cijevi za vađenje tla ispod sjeverne strane temelja.
koje je provedeno u veljači 1999. na ograničenoj širini od 6 m sjeverno od tornja, korištenjem dvanaest bušotina je bilo uspješno. Ova metoda je uvjerila komisiju da je sigurno izvesti iskop tla duž cijele širine temelja.
U skladu s tim, između prosinca 1999. i siječnja 2000., postavljena je 41 rupa za izvlačenje sjeverno od tornja na međusobnom razmaku od 0,5 m, sa svrdlom i zacjevljenjem u svakoj rupi.
Slika 7. Zakretanje podnožja tornja tijekom podiskopavanja
Krajni rezultat potpunog podiskopavanja i provedbe dodatnih mjera kontrole podzemne vode u horizontu A bilo je smanjenje nagiba temelja tornja u Pisi sredinom 2002. za 1880 lučnih sekundi – oko 10% maksimalne vrijednosti dosegnute 1993. godine.
U narednih šest godina, toranj se nastavio zakretati prema sjeveru smanjenom brzinom. Do rujna 2008. akumulirano smanjenje nagiba temelja dosegnulo je 1948 lučnih sekundi. U dvije godine, od rujna 2006. do rujna 2008., rezidualna brzina rotacije prema sjeveru je smanjena na manje od 0,2 sekunde godišnje.
Slika 8. Rotacija temelja tornja kao rezultat radova na stabilizaciji
Ostaje pitanje kako će se toranj ponašati u budućnosti? Najpesimističniji scenarij pretpostavlja da će vremensko razdoblje potrebno da se toranj vrati u nagib iz 1993. biti najmanje 200 godina. Naposlijetku, valja naglasiti da se zahvaljujući neinvazivnoj prirodi metode podiskopavanja, u bilo kojem trenutku takva intervencija može ponoviti kako bi se smanjio nagib temelja za potrebnu vrijednost.
