Tudo começou em 1173. Os dois níveis originais da Torre de Pisa não se inclinaram mas a estrutura começou a inclinar-se quando a construção passou para o terceiro nível e mais além, em 1178. Várias soluções foram tentadas uma vez que o arquitecto tomou conhecimento da inclinação em 1185, determinando que o solo no local escolhido era demasiado instável para suportar uma estrutura tão grande.
A construção da Torre de Pisa parou durante quase um século devido às guerras de Pisa com a vizinha cidade de Florença. Os trabalhos recomeçaram em 1272 e quatro andares foram construídos num ângulo alterado em relação aos níveis anteriores, mas a Torre de Pisa começou a inclinar-se na direcção do lado mais alto. Em 1284 a construção parou novamente porque Pisa foi conquistada por Génova noutra guerra. Em 1370 a torre, agora com oito andares e 200 pés de altura, foi oficialmente concluída.
O Problema
Experts foram divididos sobre se a inclinação era um efeito concebido pelos arquitectos, ou se a inclinação era resultado de questões estruturais relacionadas com o solo na base da torre. Contudo, os testes realizados durante o século XX provaram conclusivamente que a inclinação começou após a construção. O estudo do subsolo revelou um material do tipo argiloso entre camadas lavado por águas subterrâneas.
A fundação da Torre de Pisa foi colocada em 1173, construída principalmente em mármore e cal; a torre foi construída numa vala circular, com cerca de um metro e meio de profundidade, sobre o solo constituído por argila, areia fina, e conchas. A causa da inclinação deve-se a uma reacção do composto de argila, areia fina, e conchas sobre as quais a torre é construída. Esta mistura de solo é mais compressível no lado sul, mas ao longo dos anos à medida que a inclinação aumentava, a Torre de Pisa deixou de se afundar e começou a rodar, fazendo com que o lado norte subisse em direcção à superfície.
A Solução
A estrutura da Torre de Pisa estava sujeita a dois riscos principais: falha estrutural da frágil alvenaria, e colapso devido à ruptura do subsolo em redor das fundações. Uma solução recente possível envolveu a liderança através da instalação de um contrapeso de cerca de 660 toneladas no lado norte da base da torre, a fim de parar a rotação. Falhou. Depois, durante 1995, foi tentada a congelação dos cabos de aço de inserção e o congelamento do subsolo, mas isto fez aumentar a inclinação.
Later on, cientistas e engenheiros detectaram que a extracção do solo era a chave para trazer a inclinação de volta a condições estáveis. O solo foi extraído de duas camadas de terra: a camada superior de solo arenoso e a segunda de argila marinha. A teoria era que enquanto o solo estava a ser removido, a compressão do solo iria aumentar e a argila iria consolidar-se, fornecendo uma base mais forte.
As brocas extraíam o solo do interior de um invólucro sem agir sobre outros elementos ou fora dele. A cavidade da broca fecha-se então suavemente quando a broca é retraída e o solo assenta, formando um berço que amortece a torre à medida que esta se desloca ligeiramente para norte.
Ao utilizar este método, os engenheiros reduziram a inclinação para trás em direcção ao centro em 20 polegadas, de volta ao local onde se encontrava em 1838. O topo da torre inclina-se agora pouco mais de 13 pés do centro.
Lição aprendida
Os pés são a parte mais principal e importante de qualquer construção – pode garantir o sucesso ou o fracasso total do projecto. Embora o problema da inclinação esteja resolvido, é um problema que pode afectar uma variedade de projectos. Aqui estão algumas dicas para lidar com solos macios:
- Quando se constrói sobre solos macios, pode ser necessário escavar para baixo para além do ponto macio e colocar uma base mais profunda.
- Substituir o solo macio por solo adequado que produza a capacidade de suporte especificada no projecto.
- Build uma base maior e reforçá-la com aço adicional (em sapatas de betão).
- Utilizar estacas de fricção ou estacas de suporte de carga final se o tipo de solo abaixo for adequado.
- Inundar o solo uma vez escavadas as trincheiras e depois compactar completamente. Esta prática comum melhora a coesão e torna o solo consideravelmente mais estável para construir em.
- Injectar uma lama de solo/cimento. Este processo requer quatro peças-chave de equipamento: uma plataforma de perfuração para avançar a lama até à profundidade de projecto, uma planta de lote ou tanque para misturar a lama de cimento, uma bomba para empurrar a lama para a plataforma de perfuração, e ferramentas especializadas para misturar a lama de cimento com o solo in situ.
- Utilizar geogrelhas para fornecer um meio eficaz para reduzir a pressão abaixo da superfície do tráfego.
Cada projecto é único e exigirá uma combinação diferente de técnicas dependendo do tipo de materiais utilizados, do tipo de estrutura, e das condições específicas do solo em cada caso. Tenha em mente que os regulamentos e códigos necessários devem ser cumpridos em todas as condições.