挽救比萨斜塔的两种方案

【英国《新科学家》周刊８月２４日文章】挽救比萨斜塔使它免于倒塌的预备工作已经完全准备就绪。今年秋天，科学家们将在该塔附近开始实验，以便对永久校正斜塔的两项技术作出评估：一项依靠电解原理；另一项是移去地基下的泥土。只要其中一项有效，该塔可望在１９９５年前完全稳固下来。
比萨斜塔始建于１１７４年，历时约两个世纪才完工，塔高５８．４米，重１４７００吨。它的倾斜度——已达５．５°，导致南侧比北侧低２．５米——每年大约以６弧秒的速度倾斜。这额外的重负可能会把整座塔拉倒，连“根”拔起；也可能使南侧底部的大理石建筑受到的挤压越来越大，使之突然破裂。
斜塔加固委员会已经批准并采用了两项保护该建筑物的临时措施，今秋将对两项永久选择方案作出评估，然后在明年年初从中挑选一个方案。
第一项防止倒塌的临时措施是环绕底层檐口箍一圈钢索。伦敦帝国大学土壤力学教授伯兰特说：“这有些像桶箍。”另一项临时措施是在北侧上翘的地基上堆放６００吨铅，以抵消倾斜产生的拉力。伯兰特解释说：“永久解决方案将把倾斜角度减少０．５°—１°，从而把这座建筑物承受的巨大压力减少１０％。”
考虑中的这两种方法目的都是要压缩位于北侧上升地基下的粘土，使地基下沉，扳正整个建筑。
两种方法都不会触及塔本身。第一种称为电渗透法，迫使水分沿着粘土里电的梯度移动，通过电化学处理使土壤干燥。伯兰特解释说：“粘土充满了水分，如果让土壤干掉，它就会收缩。”
这项将由那不勒斯大学的卡洛·维贾尼进行评估的技术，是指把３０个左右的电极穿透位于１０米深的粘土层而达到２０米处。在它们之间通以电流，按一种并未完全被理解的过程，迫使水分在土层里由阳极向阴极迁移，远离斜塔。实验室里用粘土进行的试验是成功的，今秋在离塔５０至１００米处将进行一个与实际运用时完全一样的实验。
另一项技术已用于加固墨西哥约３０座在地震中倾斜的建筑物。它将逐渐从北侧底部“吮吸”出粘土。“底部挖掘”将在底部以和水平线成３０°的角度插入２０厘米宽的套管。套管有内部钻头，所以插入时对地面影响很小。
一旦套管安装好，工程师用它吸出泥土，产生的一个个小洞穴会逐渐压实并稳固土层。伯兰特说：“我们可把它们安置在离塔基两米以内的地方，而且这些套管受到严格控制，一次只吸走一立方厘米的碎块并随时观察所发生的情况。这是一项非常细致的工作。”