Bouwfase
Het begon allemaal in 1173.
De oorspronkelijke twee niveaus van de Toren van Pisa leunden niet, maar de structuur begon te hellen toen de bouw in 1178 naar het derde niveau en verder ging. Verschillende oplossingen werden geprobeerd zodra de architect in 1185 kennis nam van de lean, waarbij werd vastgesteld dat de grond op de gekozen locatie was te onstabiel om zo'n groot bouwwerk te ondersteunen.
De bouw van de toren van Pisa stopte bijna een eeuw vanwege de oorlogen in Pisa met de naburige stad Florence. Het werk begon opnieuw in 1272 en vier verdiepingen werden gebouwd in een veranderde hoek ten opzichte van de vorige niveaus, maar de scheve toren van Pisa begon te leunen in de richting van de hogere kant. In 1284 stopte de bouw weer omdat Pisa in een nieuwe oorlog door Genua werd veroverd. In 1370 werd de toren, nu acht verdiepingen en 200 voet hoog, officieel voltooid.
Het probleem
Deskundigen zijn verdeeld over de vraag of de lean was te wijten aan zinken grond probleem of eigenlijk een effect ontworpen door de architecten.
Testen in de 20e eeuw hebben echter overtuigend bewezen dat de helling na de constructie begon. De studie van de ondergrond onthulde een gelaagd materiaal van het kleistype gewassen door ondergrondse wateren.
De basis voor de toren van Pisa werd gelegd in 1173, voornamelijk gebouwd van marmer en kalk; de toren werd gebouwd in een cirkelvormige sloot, ongeveer vijf voet diep, boven de grond bestaande uit klei, fijn zand en schelpen.
De oorzaak van de magerheid is te wijten aan een reactie van het composiet van klei, fijn zand en schelpen waarop de toren is gebouwd. Deze grondmix is aan de zuidzijde comprimeerbaar, maar in de loop van de jaren toen de helling toenam, stopte de toren van Pisa met zinken en begon te draaien, waardoor de noordkant naar het oppervlak omhoog bewoog.
De oplossing
De structuur van de Toren van Pisa was onderhevig aan twee belangrijke risico's: structureel falen van het fragiele metselwerk en instorten als gevolg van het uiteenvallen van de ondergrond rond de fundamenten. Een recente mogelijke oplossing omvatte het installeren van een contragewicht van ongeveer 660 ton aan de noordkant van de voet van de toren om de rotatie te stoppen. Het is mislukt. Toen, in 1995, werd het bevriezen van de stalen invoegkabels en het bevriezen van de ondergrond geprobeerd, maar dit zorgde ervoor dat de magerheid toenam.
Later ontdekten wetenschappers en ingenieurs dat bodemwinning de sleutel was om de helling terug naar stabiele omstandigheden te brengen. De bodem werd gewonnen uit twee lagen aarde: de bovenste laag zandgrond en de tweede zeeklei. De theorie was dat terwijl de grond werd verwijderd, de compressie op de grond zou toenemen en de klei zou consolideren, waardoor een sterker fundament zou worden verkregen.
De boren halen grond uit een behuizing zonder op andere elementen of daarbuiten in te werken. De boorholte sluit dan soepel wanneer de boor wordt teruggetrokken en de grond bezinkt, waardoor een wieg wordt gevormd die de toren dempt terwijl deze enigszins naar het noorden verschuift.
Door deze methode te gebruiken, hebben ingenieurs de helling naar het centrum verminderd met 20 centimeter, terug naar waar het was in 1838. De bovenkant van de toren leunt nu iets meer dan 13 voet uit het midden.
Les geleerd
Werkzaamheden zijn het belangrijkste en belangrijkste onderdeel van elk gebouw - het kan het succes of totale falen van het project garanderen. Hoewel het probleem van kantelen is opgelost, is het een probleem dat verschillende projecten kan beïnvloeden. Hier zijn enkele tips voor het omgaan met zachte bodems:
- Wanneer u over zachte grond bouwt, kan het nodig zijn om langs de zachte plek naar beneden uit te graven en een diepere voet te plaatsen.
- Vervang de zachte grond door een geschikte grond die het in het ontwerp gespecificeerde draagvermogen zal produceren.
- Bouw een grotere voet en versterk het met extra staal (in betonnen fundering).
- Gebruik wrijvingspalen of dragende damwand als het bodemtype hieronder geschikt is.
- Overgiet de grond nadat de greppels zijn gegraven en vervolgens grondig worden gecomprimeerd. Deze gangbare praktijk verbetert de cohesie en maakt de bodem aanzienlijk stabieler om op te bouwen.
- Injecteer een grond / cement-suspensie. Dit proces vereist vier belangrijke onderdelen: een boorinstallatie om de slurry naar de ontwerpdiepte te brengen; een batchfabriek of tank om de cementslurrie te mengen; een pomp om de slurry naar de boorinstallatie te duwen, en gespecialiseerde gereedschappen om de cementslurrie in situ met de grond te mengen.
- Gebruik geogrids om een effectief middel te bieden voor het verminderen van de druk onder het verkeersoppervlak.
Elk project is uniek en vereist een andere combinatie van technieken afhankelijk van het type materiaal dat wordt gebruikt, het type structuur en de specifieke bodemgesteldheid in elk geval. Houd er rekening mee dat aan de vereiste voorschriften en codes moet worden voldaan in elke situatie.