互动科普

这座著名的塔从12世纪起便开始倾斜。现在，工程师们希望利用20世纪的技术来挽救这一古代建筑。

比萨斜塔从来就没有真正直立过。在1173年开始动工后不久，地基就打得不平，塔就开始向北倾。相隔了近100年后，建塔工程继续进行，该建筑又开始位移，于是到了 1272年人们能看得出它向南倾斜。今天，塔顶偏心达5.227米，朝南倾斜。

在这座纪念碑的整个历史上，建筑师和工程师一直试图中止这种倾斜，但自从1911年开始作定期监测以来，塔顶的位差以每年1.2 毫米的比较恒定的速度增加。当1989年帕维亚大教堂里的一座类似钟塔突然倒塌后，关于这一著名古建筑的安全性的担忧变得越来越强烈了。此后不久，比萨斜塔就对参观者关上了大门。

1990年，意大利政府召集了包括结构工程、地质技术工程，工艺史和古迹修复领域的意大利和外国专家，组成了一个专门委员会，来确定拯救比萨斜塔的新方法。我所参加的那个组是比萨斜塔项目国际小组（Consorzio Progetto Torre di Pisa）,负责监管几个项目。那些项目已经稳定了建筑结构，并延缓了斜塔的倾斜速率。

最初的努力集中在塔的外部，但在随后的几个月里，我们计划用另一种更为治本的技术来中止塔的倾斜，这些方法将直接施加在土坡中，来改善该古迹的底脚。大规模的现场试验现在正在斜塔所在的米粒可利广场(Piazza dei Mircoli)进行,但所有试验都远离古迹本身。我们必须防止这样一种可能性，即改变太接近斜塔的地面最终可能危害建筑物。

我们的最终目标并不是把斜塔扶正。因为在建设该塔的最初阶段，塔的结构曾向不同方向倾斜，它已变得象香蕉那样弯曲，将永远不会真正直立。相反，我们只希望让它的顶端轻微地往回移动10或 20厘米。运气好的话,我们的努力将让这一古迹耸立到下个世纪。到那时，新一代的科学家将会解决比萨斜塔这一800年的难题。

地基

比萨斜塔底下的粘土和沙土压实得不平，导致了它的倾斜。建筑之下的头7米左右由泥浆，黏土和沙土组成。在此之下直到大约20米，是当地称之为Pancone的粘土，以它的灰蓝色而著名，在这头两层之间的沙质边界在米粒可利广场的地下大多数地方都是水平的，只有在塔下是例外，在那里它形成了一种弓状凹陷，粘土层和沙层向下交替排列到大约70米。整个广场地区都在逐渐下沉。但显然有些地点比其他地点下沉得更快些。早期的设计者并设意识到他们为此塔选择了个不幸的地址。

8个世纪的傾斜

起初，塔向北倾斜，但在它的大部分历史上，该建筑是向南倾斜的。在14世纪初期，倾斜率最陡峭。从1911年(开始进行仔细的监测）到1990年，塔顶每年以大约1.2毫米的速率移动。1993年，控制倾斜速率的种种努力开始生效。

封闭塔基

在历史上，挽救斜塔的努力造成了一些未曾预料的副作用。例如在1935年，有些人认为塔底下的过量水会使地基强度降低。于是工人们试图把塔基封闭起来，以防止水从下面渗上来。这一计划涉及到以某角度反复在地基上钻孔，然后在这些孔上注入水泥浆混合料。其后果可以从左边的图表上看到:1935年的倾斜速率猛增到前一年的6倍以上。

现代的纠偏努力

目前受命挽救比萨斜塔的国际委员会研究了许多不同的工艺来稳定这一古迹。例如，倾斜的严重程度已经在南倾的塔墙上施加了极大的应力，它最终会使塔倒塌。1992年，工人们用钢带箍住了塔的二层墙体，以防止那里的砖石墙体断裂。

在实施了这一安全措施后，本文作者及其同事们现在正着手研究如何制止塔的移动，在塔的基部浇注了一圈混凝土环。在环的北倾堆积了750公吨以上的铅锭。这些重量使得塔停止了倾斜，并且在从1993年6月到1994年2月的9个月中，把塔顶朝北扳回了大约2.5厘米。

1995年6月，这些工程师开始在这一古迹周围浇注第二个混凝土环。他们要用钢缆从北侧把混凝土环与地下50米深的一层沙连接起来。这第二个混凝土环最终将替代那些铅锭，并能产生更强的平衡效果。本 文作者希望，这一方法至少还能把塔顶再扳回2.5厘米。

正在考虑的更大胆的工艺，要改变塔下的泥土的性质。比萨斜塔项目国际小组正在研究这样一种可能 性，即利用电渗技术来固化塔下10到20米深的粘土层，用钢管做的大电极被插到地下深处，会在粘土中产生一个电场。这个电场会将水吸引到电极上来。工程师就能够从地基的北侧之下的粘土中抽取少量的水。粘土层被压紧，从而使斜塔的北侧墙体慢慢下沉， 变得几乎处于与南侧墙体同样的水平位置上。同样，精密的钻掘方法有可能从北侧地下采挖出少量的泥土、降低那里的泥土层厚度，从而让塔更平稳。