1. 義大利比薩中央教堂廣場的比薩斜塔
比薩塔在建塔時因地基沉降不均勻鍾塔即已傾斜,但將錯就錯繼續將塔建成。進入20世紀,傾斜加速。2000年施工將塔的傾斜度減少後,重新向公眾開放。
比薩塔是一座鍾塔,建於公元1174-1350年,由奧地利因斯布魯克市的韋利格爾穆和柏南努斯創作而成。鍾塔共8層,高56米。水平截面為圓形,通體用大理石建成,重1.42萬噸,每層外圍呈拱形券門狀,底層有15根柱。各層均以連列拱作裝飾主題,底層牆上作連續券浮雕, 塔內有螺旋形樓梯294級,可盤旋而上直至塔頂。由於比薩位於阿爾諾河下游的沖積平原上,土質疏鬆,在第3層完成前已經開始傾斜,負責建造的建築師皮薩諾將下陷的一邊的層高加大以補救,但結果沉陷更甚。之後為了要阻止斜塔繼續傾斜,建築師曾使用特殊的建築設備和圓柱,以替代其它損壞的部分,但徒勞無功。工程曾多次停頓,但建築工程仍繼續進行至1350年全部完工。建成時,塔頂中心已偏離垂直中心線2.1米。傳說1590年義大利物理學家伽利略曾在斜塔上做過著名的自由落體實驗。此後,塔身繼續而緩慢地向外傾斜,因而獲得斜塔美名。斜塔蓋好後,大多數人都以為傾斜度是設計中的一部份,事後才知道根本不是這么回事,原本斜塔是被設計成垂直的。倘若它沒有傾斜,可說是歐洲最卓越的鍾塔之一。自1918年開始測量以來,發現塔身每年平均向南傾斜1毫米,至1980年代,塔身向南傾斜5.3度,頂部中心點偏離垂直中心線達4.86米。從1173年至今,因為它的傾斜及壯觀,比薩塔受到遊客莫大的關注,成為義大利最吸引人的景點之一。1990年代傾斜加劇,所以不再對外開放,直到找出方法防止進一步傾斜,或是完全崩塌為止;比薩塔僅以3米厚的牆體為支撐,位於塔頂的鍾室直徑小於其它7層,在1350年增建使總高度達到54.5公尺,卻也增加了斜塔所承受的壓力。比薩塔近20年每年以平均1厘米的角度傾斜,頂端已離開垂直中心線5米。義大利政府曾經懷疑鍾塔傾斜度,與土壤有極大的關聯,為防止其繼續傾斜,及延長它的壽命,便展開一連串調查斜塔地底下土質的行動。同時義大利政府也向全世界徵求保護方案,據說多年來共收到近千個方案,可見人們對它命運的關切。在1990年,比薩塔即已對外宣布關閉,而專家也做過評估,比薩塔隨時都可能會倒下。為避免比薩塔繼續傾斜,在關閉參觀期間,義大利政府試圖把它扶正。他們在斜塔第2層用兩條不銹鋼索纏繞加固了塔身,在1993年為斜塔底座加上水泥套,其中用了670噸鉛,希望能抑制斜塔進一步傾斜。之後又有國際拯救歷史建築專家委員會小組參加,竭力阻止塔底地面沉降。後來採用了墨西哥所用的方案,從沉降少的一側抽取泥土,使塔身逐漸回歸垂直的中線,經過1年多施工,塔頂向中線靠近了40厘米,已差不多恢復到三百年前的輕微傾斜程度,塔身回到了安全范圍內,達到了預定的目標。現在已經停止施工。預料200年內不會有倒塌的危險。關閉11年的比薩塔已於2001年重新開放。
2. 介紹一下義大利的比薩斜塔
比薩(Pissa-Pisa)是義大利的文化名城,因其比薩斜塔而聞名全世界。其實比薩早在羅馬帝國時代就是重要的海軍基地和非常繁榮的海港。它曾經是地中海的強大航海國家,與熱亞納和威尼斯爭霸一時。當時,比薩控制了周圍許多鄰國;但是,13世紀末的時候比薩被熱亞納和佛羅倫薩所壓倒,最後不得不臣服於佛羅倫薩。比薩在全盛時期留下了眾多的古代建築和藝術,建築上形成了獨特的比薩羅馬式樣。比薩的教育發達,在12-13世紀就建立了大學。今天的比薩是義大利的著名大學城和重要的鐵路樞紐。
擁有比薩斜塔的比薩大教堂廣場非常著名,1987年聯合國教科文組織將其列入《世界遺產名錄》。比薩教堂廣場擁有一組中世紀的建築傑作:大教堂、洗禮堂、鍾樓(the Campanile即斜塔)、與公墓(the Camposanto);他們對11-14世紀義大利紀念性建築的藝術,發生過深刻的影響。
比薩斜塔 (Leaning Tower of Pisa) 位於比薩古城內的教堂廣場上,是比薩大教堂的一座鍾樓。斜塔全部用白色大理石砌成,呈圓筒形;直徑16米,共8層,2-7層是空廊培沖,第8層是鍾廳。塔內有螺旋式階梯294級,遊人由此登上塔頂或各層環廊,可盡覽比薩城區風光。但是最近為了保護斜塔,限制每天登塔的人數;如果想上斜塔,必須鄭中數提前去排隊。在底層有圓柱15根,中間6層各31根,頂層12根,這些圓形石柱自下而上一起構成了8重213個拱形券門;大鍾置於斜塔頂層。由於傾斜,塔的北側高度為55.8米,南面高55.3米。塔身牆壁底部厚約4米,頂部厚約2米余,塔體總重量1.42萬噸。整個建築,造型古樸精美,為羅馬式喊首建築藝術之典範。
比薩斜塔於1174年動工興建,1350年完工,歷時170年才建好。建塔之初,塔體還是筆直向上的。但興建至第三層時,發現塔體開始傾斜,工程被迫停工。塔體出現傾斜的主要原因是土層強度差,塔基的基礎深度不夠,再加上用大理石砌築的塔身非常重,因而造成塔身不均衡下沉所致。工程師想在繼續建造時,將下陷一邊的層高加大以資補救,但結果沉陷更甚。在尋求解決辦法過程中,工程曾數次停頓。塔停建96年後,又開始繼續施工。為了防止塔身再度傾斜,工程師們採取了一系列補救措施。如,採用不同長度的橫粱和增加塔身傾斜相反方向的重量等來設法轉移塔的重心。但由於建成的三層傾斜已成事實,所以,全塔建成後,塔頂中心點還是偏離塔體中心垂直線2.1米。600多年來,因鬆散的地基難以承受塔身的重壓,仍然繼續而緩慢地向南傾斜。塔基南面已開始下沉。特別是近一個世紀以來,塔已向南傾斜了大約30厘米,斜度達到5.3度,塔身超過垂直平面5.1米。1972年10月,義大利發生的一次大地震使斜塔受到了強大的沖擊,整個塔身大幅度搖晃達22分鍾之久,極其危險。幸運的是,該塔仍巍然屹立。
為了使這座世界聞名的歷史建築物免遭坍塌之厄運,從19世紀開始,人們就對其採取了各種挽救措施。1930年,有關部門在塔基周圍施行灌漿法加以保護。義大利政府還於1965年和1973年兩次出高價向各界徵求合理的建設性意見。有趣的是,經比薩大學用高精度電子儀器測定證明,1978年該塔僅傾斜0.027毫米,幾乎自動停止了傾斜。而最近兩年,居然朝垂直方向回轉3.15毫米。據分析這主要是由於1984年以來該地連續多場大雨,造成比薩周圍地面的濕度增加,水分滲入地下,使塔基發生變化所致;這可真是及時雨!
據說,有些人也在研究如何把斜塔扶正過來。其實對比薩來說,斜塔就是要斜著歪著才好看,可千萬別正過來;否則誰還來看。一旦有誰真膽敢把斜塔扶正的話,比薩人民肯定跟你急!
傳說中,比薩斜塔對科學實驗曾作出過一次貢獻。相傳1590年義大利物理學家伽利略在比薩斜塔上做過著名的自由落體實驗,他使兩個重量不等的鐵球從塔頂垂直自由落下,結果同時著地,從而一舉推翻了古希臘著名學者亞里士多德關於重量不同的物體,其下落的速度也不同的定理。雖然許多學者對這一傳說不予置信,而比薩斜塔卻因此更加揚名。
3. 比薩斜塔(義大利)
幾個世紀以來,鍾樓的傾斜問題始終吸引著好奇的遊客、藝術家和學者,使得比薩斜塔世界聞名。
比薩斜塔為什麼會傾斜,專家們曾為此爭論不休。尤其是在14世紀,人們在兩種論調中徘徊,比薩斜塔究竟是建造過程中無法預料和避免的地面下沉累積效應的結果,還是建築師有意而為之。進入20世紀,隨著對比薩斜塔越來越精確的測量、使用各種先進設備對地基土層進行的深入勘測,以及對歷史檔案的研究,一些事實逐漸浮出水面:比薩斜塔在最初的設計中本應是垂直的建築,但是在建造初期就開始偏離了正確位置。
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。比薩斜塔下的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,鍾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。
比薩斜塔的垂直剖面圖根據現有的文字記載,比薩斜塔在幾個世紀以來的傾斜是緩慢的,它和它地基下方的土層實際上達到了某種程度上的平衡。在建造的第一階段第3層結束時,鍾塔向北傾斜約1/4°,在第二階段由於糾偏過度,1278年第7層完成時反而向南傾斜約0.6°,1360年建造頂層鍾房時增加到1.6°。1817年,兩位英國學者Cresy和Taylor用鉛垂線測量傾斜,那時的結果是5°。1550年Giorgio Vasari的勘測與1817年Cresy和Taylor的勘測之間相隔267年,傾斜僅增加了5厘米。因此人們也沒有對斜塔進行特意的維修。
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厘米,而此前267年的傾斜總和不過5厘米。
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1毫米。