Etapa de construcción
Todo comenzó en 1173.
Los dos niveles originales de la Torre de Pisa no se inclinaron, pero la estructura comenzó a inclinarse cuando la construcción se trasladó al tercer nivel y más allá en 1178. Se probaron varias soluciones una vez que el arquitecto se dio cuenta de la escasez en 1185, determinando que el suelo en el sitio elegido era demasiado inestable para soportar una estructura tan grande.
La construcción de la Torre de Pisa se detuvo durante casi un siglo debido a las guerras de Pisa con la vecina ciudad de Florencia. El trabajo comenzó de nuevo en 1272 y se construyeron cuatro pisos en un ángulo alterado a los niveles anteriores, pero la Torre Inclinada de Pisa comenzó a inclinarse en la dirección del lado más alto. En 1284 la construcción se detuvo nuevamente porque Pisa fue conquistada por Génova en otra guerra. En 1370 la torre, ahora de ocho pisos y 200 pies de alto, se completó oficialmente.
El problema
Los expertos se han dividido sobre si el magro se debió a un problema de hundimiento del terreno o en realidad un efecto diseñado por los arquitectos.
Sin embargo, las pruebas durante el siglo 20 han demostrado de manera concluyente que la inclinación comenzó después de la construcción. El estudio del subsuelo reveló un material intercalado de tipo arcilloso lavado por aguas subterráneas.
La fundación de la Torre de Pisa fue colocada en 1173, construida principalmente de mármol y cal; la torre fue construida en una zanja circular, de aproximadamente cinco pies de profundidad, sobre un suelo compuesto de arcilla, arena fina y conchas.
La causa del magro se debe a una reacción del compuesto de arcilla, arena fina y proyectiles sobre los que está construida la torre. Esta mezcla de suelo es más compresible en el lado sur, pero con los años a medida que la inclinación aumentaba, la Torre de Pisa dejó de hundirse y comenzó a girar, causando que el lado norte se moviera hacia la superficie.
La solución
La estructura de la Torre de Pisa estaba sujeta a dos riesgos principales: falla estructural de la mampostería frágil y colapso debido a la ruptura del subsuelo alrededor de los cimientos. Una posible solución reciente involucró la instalación de un contrapeso de aproximadamente 660 toneladas en el lado norte de la base de la torre para detener la rotación. Falló. Luego, durante 1995, se intentó congelar los cables de acero de inserción y congelar el subsuelo, pero esto hizo que aumentara la inclinación.
Más tarde, científicos e ingenieros detectaron que la extracción del suelo era la clave para devolver la inclinación a condiciones estables. El suelo se extrajo de dos capas de tierra: la capa superior de suelo arenoso y la segunda de arcilla marina. La teoría era que, mientras se eliminaba el suelo, la compresión del suelo aumentaría y la arcilla se consolidaría, proporcionando una base más sólida.
Los taladros extrajeron tierra desde el interior de una carcasa sin actuar sobre otros elementos o fuera de ella. La cavidad del taladro se cierra suavemente cuando el taladro se retrae y la tierra se asienta, formando una cuna que amortigua la torre cuando se desplaza ligeramente hacia el norte.
Al usar este método, los ingenieros han reducido la inclinación hacia el centro en 20 pulgadas, regresando a donde estaba en 1838. La parte superior de la torre ahora se inclina un poco más de 13 pies fuera del centro.
Lección aprendida
Las zapatas son la parte más importante e importante de cualquier edificio: pueden garantizar el éxito o la falla total del proyecto. Aunque el problema de la inclinación está resuelto, es un problema que puede afectar una variedad de proyectos. Aquí hay algunos consejos para tratar suelos blandos:
- Al construir sobre suelos blandos, puede ser necesario excavar más allá del punto blando y colocar una base más profunda.
- Reemplace el suelo blando con tierra adecuada que produzca la capacidad de carga especificada en el diseño.
- Construya una base más grande y refuerce con acero adicional (en zapatas de concreto).
- Use apilamiento de fricción o apilamiento de carga final si el tipo de suelo a continuación es adecuado.
- Inunde el suelo una vez que se hayan excavado las zanjas y luego compacte a fondo. Esta práctica común mejora la cohesión y hace que el suelo sea considerablemente más estable para construir.
- Inyecte una lechada de suelo / cemento. Este proceso requiere cuatro piezas clave de equipo: un equipo de perforación para avanzar la lechada para diseñar la profundidad; una planta o tanque de lote para mezclar la lechada de cemento; una bomba para empujar la lechada al equipo de perforación y herramientas especializadas para mezclar la lechada de cemento con el suelo in situ.
- Use geomallas para proporcionar un medio eficaz para reducir la presión debajo de la superficie del tráfico.
Cada proyecto es único y requerirá una combinación diferente de técnicas según el tipo de materiales que se usen, el tipo de estructura y las condiciones específicas del suelo en cada caso. Tenga en cuenta que las regulaciones y códigos requeridos deben cumplirse en todas las condiciones.