Vue d'ensemble de la construction de la tour penchée de Pise

La tour penchée de Pise, bien que n'étant pas l'une des Sept Merveilles du Monde Ancien, a fait son chemin sur plusieurs autres listes "Merveilles du Monde" d'autres époques. Selon l'histoire, la conception est quelque peu similaire à la conception de la Tour de Babel. La tour de Pise est de 55 mètres de haut avec 284 marches et le clocher a sept cloches qui sont accordées à une échelle musicale et compte.

Étape de construction

Tout commence en 1173.

Les deux niveaux d'origine de la tour de Pise ne s'inclinent pas mais la structure commence à s'incliner lorsque la construction passe au troisième niveau et au-delà en 1178. Les solutions ont été essayées une fois que l'architecte a remarqué le maigre en 1185, en déterminant que le sol sur le site choisi était trop instable pour supporter une structure aussi grande.

La construction de la Tour de Pise s'est arrêtée pendant près d'un siècle à cause des guerres de Pise avec la ville voisine de Florence. Les travaux reprirent en 1272 et quatre étages furent construits dans un angle modifié par rapport aux niveaux précédents, mais la tour penchée de Pise commença à se pencher en direction du côté le plus grand. En 1284, la construction s'arrêta à nouveau parce que Pise fut conquise par Gênes dans une autre guerre. En 1370, la tour, maintenant huit étages et 200 pieds de haut, a été officiellement achevée.

Le problème

Les experts ont été divisés sur la question de savoir si le maigre était dû à un problème de sol qui coulait ou à un effet conçu par les architectes.

Cependant, des essais effectués au cours du 20ème siècle ont prouvé de manière concluante que l'inclinaison a commencé après la construction. L'étude du sous-sol a révélé une matière argileuse interstratifiée baignée par les eaux souterraines.

Les fondations de la tour de Pise furent posées en 1173, principalement en marbre et en chaux; la tour était construite dans un fossé circulaire d'environ cinq pieds de profondeur, sur un sol d'argile, de sable fin et de coquillages.

La cause du maigre est due à une réaction du composite d'argile, de sable fin et de coquilles sur lequel la tour est construite. Ce mélange de sol est plus compressible du côté sud, mais au fil des années, lorsque la pente s'est accentuée, la tour de Pise a cessé de couler et a commencé à tourner, faisant remonter le côté nord vers la surface.

La solution

La structure de la tour de Pise était soumise à deux risques principaux: la rupture structurelle de la maçonnerie fragile et l'effondrement dû à la fragmentation du sous-sol autour des fondations. Une solution possible récente consistait à installer un contrepoids d'environ 660 tonnes du côté nord de la base de la tour afin d'arrêter la rotation. Ça a échoué. Puis, en 1995, on a tenté de geler les câbles d'acier d'REPLACEion et de geler le sous-sol, mais cela a provoqué une augmentation du maigre.

Plus tard, les scientifiques et les ingénieurs ont découvert que l'extraction du sol était la clé pour ramener l'inclinaison à des conditions stables. Le sol a été extrait de deux couches de terre: la couche supérieure du sol sablonneux et la seconde de l'argile marine. La théorie était que pendant que le sol était enlevé, la compression du sol se précipiterait et l'argile se consoliderait, fournissant une base plus forte.

Les foreuses ont extrait la terre de l'intérieur d'une enveloppe sans agir sur d'autres éléments ou à l'extérieur de celle-ci. La cavité de forage se referme ensuite doucement lorsque la foreuse est rétractée et que le sol s'installe, formant un berceau qui amortit la tour lorsqu'elle se déplace légèrement vers le nord.

En utilisant cette méthode, les ingénieurs ont ramené l'inclinaison vers le centre de 20 pouces, pour la ramener à 1838. Le sommet de la tour se trouve maintenant à plus de 13 pieds du centre.

Leçon apprise

Les semelles sont la partie la plus importante et la plus importante de tout bâtiment - elles peuvent garantir le succès ou l'échec total du projet. Bien que le problème de l'inclinaison soit résolu, c'est un problème qui peut affecter une variété de projets. Voici quelques conseils pour traiter les sols mous:

1. Lorsque vous construisez sur des sols meubles, il peut être nécessaire de creuser au-delà du point faible et de poser des pieds plus profonds.
2. Remplacez la terre molle par de la terre adéquate qui produira la capacité de charge spécifiée dans la conception.
3. Construisez une plus grande base et renforcez-la avec de l'acier supplémentaire (dans des semelles en béton).
4. Utiliser un empilage à friction ou un empilage de palier de charge si le type de sol ci-dessous convient.
5. Inondez le sol une fois les tranchées creusées et ensuite compactez soigneusement. Cette pratique courante améliore la cohésion et rend le sol considérablement plus stable.
6. Injecter une suspension de sol / ciment. Ce processus nécessite quatre pièces d'équipement clés: une plate-forme de forage pour faire avancer le coulis jusqu'à la profondeur de conception; une usine discontinue ou un réservoir pour mélanger la boue de ciment; une pompe pour pousser la boue vers la foreuse, et un outillage spécialisé pour mélanger la boue de ciment avec le sol in situ.
7. Utilisez des géogrilles pour fournir un moyen efficace de réduire la pression en dessous de la surface de circulation.

Chaque projet est unique et nécessitera une combinaison différente de techniques en fonction du type de matériau utilisé, du type de structure et des conditions spécifiques du sol dans chaque cas. Gardez à l'esprit que les règlements et codes requis doivent être respectés dans toutes les conditions.