為什麼比薩斜塔逾千年斜而不倒

關於世界建築史上有很多奇觀，很多建築的出現和建造年代的科技水平至今也沒辦法解釋清楚。説起意大利，都會想起古羅馬帝國的強大文明，其實意大利也是文藝復興的中心點，關於意大利的建築也沿襲了鮮明的宗教標誌，米蘭、聖彼得大教堂等也是歷歷在目，但今天世界未解之謎要帶大家來看的是一座曾一度被認為是故意設計傾斜的鐘樓——比薩斜塔。

比薩斜塔從地基到塔頂高58.36米從地面到塔頂高55米，鐘樓牆體在地面上的寬度是4.09米，在塔頂寬2.48米，總重約14453噸，重心在地基上方22.6米處。圓形地基面積為285平方米，對地面的平均壓強為497千帕。傾斜角度3.99度，偏離地基外沿2.5米，頂層突出4.5米。

比薩斜塔原來設計的高度是100米，但是在動工五六年後，塔身從第三層開始傾斜，一直持續到完工，在修建完成之後，塔頂已經南傾3.5米。1990年，意大利政府才將其關閉，開始進行整修。經過將近11年的時間，花費了2500萬才將比薩斜塔扶正44釐米，專家稱，能夠保持300年不會坍塌。

比薩斜塔是著名的歷史古建築，能夠繼續保持這座古建築的完整性是非常重要的，那麼比薩斜塔為何會傾斜呢?是建築技術問題還是那塊土壤的地質問題?既然傾斜了又為何不會倒呢?下面我們一起來研究比薩斜塔的神奇之處。

比薩斜塔傾斜原因
　　對於比薩斜塔的建造最開始的時候並不是故意建造成傾斜的形狀，而是在建造的過程中莫名的產生了傾斜。經過專家的研究發現，比薩斜塔之所以會傾斜，是由於它地基下面土層的特殊性造成的。比薩斜塔下有好幾層不同材質的土層，各種軟質粉土的沉澱物和非常軟的粘土相間形成，而在深約一米的地方則是地下水層。這個結論是在對地基土層成份進行觀測後得出的。最新的挖掘表明，鐘樓建造在了古代的海岸邊緣，因此土質在建造時便已經沙化和下沉。

然而1838年的一次工程導致了比薩斜塔突然加速傾斜，人們不得不採取緊急維護措施。當時建築師Alessandro della Gherardesca在原本密封的斜塔地基周圍進行了挖掘，以探究地基的形態，揭示圓柱柱礎和地基台階是否與設想的相同。這一行為使得斜塔失去了原有的平衡，地基開始開裂，最嚴重的是發生了地下水湧入的現象。這次工程後的勘測結果表明傾斜加劇了20釐米，而此前267年的傾斜總和不過5釐米。

1838年的工程結束以後，比薩斜塔的加速傾斜又持續了幾年，然後又趨於平穩，減少到每年傾斜約0.1釐米，塔身偏離“自然姿勢”已有5米多。

傾斜為何不會倒?
　　關於比薩斜塔為何斜而不倒，專家們研究給出了答案：第一位建築師皮薩諾當時已瞭解到,建塔的地方與整個比薩城一樣,都處於一條河谷的沖積地上,土壤為粘土和砂土,再下面是潛水層,表面堅固層較薄.所以他對地基的地質結構並非一無所知,而且他在建至三層發現傾斜時,採取停工等待地基沉降穩定的做法已有效地解決了一些問題。

第二位建築師續建時,又注意到調整傾斜高度,同時採取措施,減輕塔身重量。

第三位建築師建築第七八層之間,鐘樓來個轉折,第八層傾向北面.建鐘樓時,還吸收了清真寺尖塔的一些特點,也沒設樓頂,以此減輕塔的重量和平衡傾斜.建築師的做法正是與在比薩城其他地方建培的做法相似。

在意大利的另一個城市佛羅倫薩,於1420年建造的聖瑪麗亞·德爾--斐奧雷大教堂,選址就在一片沼澤地上,土層更軟,下陷危險更大,但至今幾百年來絲毫沒有傾斜.一些專家學者由此推測出,比薩塔的傾斜是建築師意料之中,幾百年來斜塔斜而不倒與設計、建築者有關。

比薩斜塔的拯救
　　恢復比薩斜塔的主要方法是地基應力解除法，人們在斜塔傾斜的反方向(北側)塔基下面掏土，利用地基的沉降，使塔體的重心後移，從而減小傾斜幅度。

由於傾斜程度過於危險，比薩斜塔曾在1990年1月7日停止向遊客開放，經過11年的修繕，耗資約2500萬，斜塔被扶正44釐米，基本達到了預期的效果。專家認為，只要不出現不可抗拒的自然因素，經過修復的比薩斜塔，300年內將不會倒塌。2001年12月15日起再次向遊人開放。

由於比薩斜塔距離地中海較近，頻繁的暴雨襲擊讓重達14500噸的塔身受損和褪色。從2001年開始，一個10人的強力修復小組開始利用激光、鑿子和注射器清洗塔身，他們花費了八年零三個月的時間，清洗了24424塊石頭才讓這座獨立的八層鐘樓看起來煥然一新。

據媒體報道，意大利比薩斜塔在2001年至2013年間，傾斜程度減少了2.5釐米，看上去比薩斜塔似乎已經止住了傾斜的趨勢。

小結：真實的情況就是地表下的土壤質地，土質沙化的作用而形成，造成了一邊塔基下沉，就有了我們視覺上傾斜的效果。