Tutto ebbe inizio nel 1173. I due livelli originali della Torre di Pisa non si inclinavano, ma la struttura cominciò a inclinarsi quando la costruzione si spostò al terzo livello e oltre nel 1178. Furono provate varie soluzioni una volta che l’architetto si accorse dell’inclinazione nel 1185, determinando che il terreno del sito scelto era troppo instabile per sostenere una struttura così grande.
La costruzione della Torre di Pisa si fermò per quasi un secolo a causa delle guerre di Pisa con la vicina città di Firenze. I lavori ripresero nel 1272 e furono costruiti quattro piani con un angolo alterato rispetto ai livelli precedenti, ma la Torre di Pisa cominciò ad inclinarsi in direzione del lato più alto. Nel 1284 la costruzione si fermò di nuovo perché Pisa fu conquistata da Genova in un’altra guerra. Nel 1370 la torre, ora di otto piani e alta 200 piedi, fu ufficialmente completata.
Il problema
Gli esperti si sono divisi se l’inclinazione fosse un effetto progettato dagli architetti o se fosse il risultato di problemi strutturali relativi al terreno alla base della torre. Tuttavia, i test effettuati nel corso del XX secolo hanno definitivamente dimostrato che l’inclinazione è iniziata dopo la costruzione. Lo studio del sottosuolo ha rivelato un materiale interstrato di tipo argilloso lavato dalle acque sotterranee.
Le fondamenta della Torre di Pisa furono gettate nel 1173, costruite principalmente in marmo e calce; la torre fu costruita in un fossato circolare, profondo circa un metro e mezzo, su un terreno composto da argilla, sabbia fine e conchiglie. La causa della magra è dovuta a una reazione del composto di argilla, sabbia fine e conchiglie su cui la torre è costruita. Questa miscela di terreno è più comprimibile sul lato sud, ma nel corso degli anni, con l’aumentare dell’inclinazione, la Torre di Pisa ha smesso di sprofondare e ha iniziato a ruotare, causando la risalita del lato nord verso la superficie.
La soluzione
La struttura della Torre di Pisa era soggetta a due rischi principali: il cedimento strutturale della fragile muratura, e il collasso dovuto alla rottura del sottosuolo attorno alle fondamenta. Una recente possibile soluzione prevedeva di guidare installando un contrappeso di circa 660 tonnellate sul lato nord della base della torre per fermare la rotazione. Non ha funzionato. Poi, durante il 1995, fu tentato il congelamento dei cavi d’acciaio di inserimento e il congelamento del sottosuolo, ma questo causò l’aumento dell’inclinazione.
In seguito, scienziati e ingegneri scoprirono che l’estrazione del suolo era la chiave per riportare l’inclinazione a condizioni stabili. Il suolo fu estratto da due strati di terra: lo strato superiore di terreno sabbioso e il secondo di argilla marina. La teoria era che mentre il terreno veniva rimosso, la compressione del terreno sarebbe aumentata e l’argilla si sarebbe consolidata, fornendo una fondazione più forte.
Le trivelle hanno estratto il terreno dall’interno di un involucro senza agire su altri elementi o all’esterno di esso. La cavità della trivella si chiude dolcemente quando la trivella viene ritirata e il terreno si deposita, formando una culla che ammortizza la torre mentre si sposta leggermente verso nord.
Utilizzando questo metodo, gli ingegneri hanno ridotto l’inclinazione verso il centro di 20 pollici, fino a dove era nel 1838. La cima della torre ora sporge di poco più di 13 piedi dal centro.
Lezione appresa
Le fondamenta sono la parte più principale e importante di qualsiasi edificio – possono garantire il successo o il fallimento totale del progetto. Anche se il problema del ribaltamento è risolto, è un problema che può colpire una varietà di progetti. Ecco alcuni consigli per affrontare i terreni morbidi:
- Quando si costruisce su terreni morbidi, può essere necessario scavare oltre il punto morbido e mettere un basamento più profondo.
- Sostituire il terreno morbido con terreno adeguato che produrrà la capacità portante specificata nel progetto.
- Costruire un basamento più grande e rinforzarlo con acciaio aggiuntivo (nei basamenti in cemento).
- Utilizzare palificazioni per attrito o palificazioni portanti di estremità se il tipo di terreno sottostante è adatto.
- Inondare il terreno una volta che le trincee sono state scavate e poi compattare accuratamente. Questa pratica comune migliora la coesione e rende il terreno molto più stabile per costruirci sopra.
- Iniezione di un impasto di terra/cemento. Questo processo richiede quattro attrezzature chiave: un impianto di trivellazione per far avanzare lo slurry alla profondità di progetto, un impianto di dosaggio o un serbatoio per miscelare lo slurry di cemento, una pompa per spingere lo slurry all’impianto di trivellazione e attrezzi specializzati per miscelare lo slurry di cemento con il terreno in situ.
- Utilizzare le geogriglie per fornire un mezzo efficace per ridurre la pressione sotto la superficie del traffico.
Ogni progetto è unico e richiederà una diversa combinazione di tecniche a seconda del tipo di materiali utilizzati, il tipo di struttura e le condizioni specifiche del suolo in ogni caso. Tenete a mente che i regolamenti e i codici richiesti devono essere rispettati in ogni condizione.