扶正比萨斜塔

扶正比萨斜塔

潘锋

　　随着七声清脆洪亮的钟声，自1990年1月7日关闭的意大利比萨斜塔于2001年12月15日重新向游人开放，人们沿着294层螺旋状的楼梯登上了54.5米高的塔顶，而这些台阶已经有4359天没有接待过游人了。

　　12年前意大利文化部由于担心比萨斜塔的倾斜角度太大而有可能倒塌，宣布正式对游人关闭，当时比萨斜塔的塔心已经偏离垂直线超过4.5米，为了拯救这一历史名胜，各国建筑学家和纠偏技术专家想尽了办法并随后展开了长达10年之久的维修和纠偏工程。

　　对比萨斜塔的“扶正”从它修建时就已经开始。早在1272年，建造比萨斜塔的工人为了纠偏，减薄了塔身南面的大理石厚度，后来在塔顶上还加上了一个钟楼，工人使这个钟楼略微向北倾斜以达到纠偏的目的。但由于没有抓住根本因素，比萨斜塔斜塔继续倾斜，从1550年到1817年的267年间，比萨斜塔共倾斜了5厘米。1838年，比萨斜塔又出现了一次较大幅度的倾斜，此后，斜塔以每年平均1毫米的速度继续倾斜，曾有人预言，比萨斜塔将在2003年一2004年间轰然倒塌。

　　为防止比萨斜塔倒塌，在关闭比萨斜塔以后意大利政府成立了“比萨斜塔拯救委员会”并向全世界征集“扶正”和延缓比萨斜塔倾斜速度的办法，中国专家也为纠偏出谋划策，武汉大学博士生导师刘祖德教授的“地基应大解除法”对制定比萨斜塔纠正方案起了一定的参考作用。

　　经过百年之久的反复论证后，拯救委员会选择了一个非常简单的纠偏办法，那就是从比萨斜塔的北侧地基下抽出部会渣土使斜塔的倾斜自然北移，而这一办法却是一位意大利人1961年提出的，当时由于其原理过于简单和浅显，一直没有引起专家的重视。但此人后来到了墨西哥并用这一方法将出现倾斜的墨西哥大教堂“扶正”了。

　　英国帝国理工学院的约翰比兰教授在抽土纠偏方案的实施过程中发挥着关键作用。比兰教授说，比萨斜塔倾斜不止的关键在于，它的造基不是建在石头上，而是建在软土上。由于塔是向南倾斜，因此抽土纠偏主要是想通过向北侧地基打洞、抽出部分淤泥而进行人工沉降，从而扭转斜塔向南倾斜的角度。比兰为此设计出了一种特殊的钻管，它直径约20厘米，其中有个类似开酒瓶塞子的钻头，能够深入地下的同时抽出软土。在经过精确的设计和充分的准备后，比萨斜塔的抽土工程在2000年2月13日开始，41条抽土管深深地插入20米深的比萨斜塔的塔基下面，工程以每日抽土100公斤的速度进行；与此同时几条钢索环绕捆住斜塔的二层，向北拉住塔身，斜塔内的120台精密仪器从各个角度和高度严密监视斜塔的动静。

　　对险象环生比萨斜塔的拯救工程耗时12年，耗资550亿里拉，约合2500万美元，负责比萨斜塔拯救工程监督工作的意大利建筑专家皮耶尔弗朗切斯科帕奇尼说，目前塔顶中心点偏离垂直中心线的距离比拯救前减少43．8厘米，已基本恢复到18世纪末的水平，足以确保它在300年内不会发生倒塌的危险。虽然斜塔向北回复了40多厘米，但比萨斜塔的偏斜之美依然不减当年。现代工程技术的力量，使得时光仿佛在斜塔身上实现了“倒流”。

(摘自《科学时报》)