Étape de construction
Tout a commencé en 1173.
Les deux niveaux originaux de la Tour de Pise ne se sont pas penchés mais la structure a commencé à pencher lorsque la construction a déménagé au troisième niveau et au-delà en 1178. Diverses solutions ont été essayées lorsque l'architecte a pris conscience du maigre sur le site choisi était trop instable pour supporter une structure aussi importante.
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 si le maigre était dû au problème de sol de naufrage ou en fait un effet conçu par les architectes.
Cependant, des essais au cours du 20ème siècle ont prouvé de façon 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.
La fondation de la tour de Pise a été posée en 1173, construite principalement de marbre et de 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 lesquelles 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. Ensuite, en 1995, on a tenté de geler les câbles d'acier d'insertion et de geler le sous-sol, mais cela a provoqué une augmentation du maigre.
Plus tard, les scientifiques et les ingénieurs ont détecté 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 le sol de l'intérieur d'une enveloppe sans agir sur d'autres éléments ou à l'extérieur de celui-ci. La cavité de forage se referme ensuite doucement lorsque le foret est rétracté et que le sol s'installe, formant ainsi un berceau qui amortit la tour lorsqu'elle se déplace légèrement vers le nord.
En utilisant cette méthode, les ingénieurs ont réduit l'inclinaison vers le centre de 20 pouces, à l'endroit où il était en 1838. Le sommet de la tour se penche 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:
- Lors de la construction sur des sols mous, il peut être nécessaire de creuser au-delà du point faible et de placer un pied plus profond.
- Remplacez le sol meuble par un sol adéquat qui produira la capacité de charge spécifiée dans la conception.
- Construire un plus grand pied et le renforcer avec de l'acier supplémentaire (dans les semelles de béton).
- Utiliser un empilage à friction ou un empilage de palier de charge si le type de sol ci-dessous convient.
- Inonder le sol une fois les tranchées creusées et ensuite compacter complètement. Cette pratique courante améliore la cohésion et rend le sol considérablement plus stable.
- Injecter une boue 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.
- 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 matériaux utilisés, 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.