Чому Пізанська вежа та інші будівлі нахиляються, але не падають

Пізанська вежа є одним із найвідоміших символів Італії.

Але це не єдина споруда, нахилена набік, від "Танцюючих будинків" у Нідерландах до пагоди Tiger Hill у Китаї, криві пам'ятки є по всьому світу.

Але чому вони нахиляються? І чому це зовсім не обов'язково означає, що вони впадуть?

Чому деякі будівлі нахиляються

Існує кілька причин, чому споруди нахиляються, за словами докторки Менді Корфф, доцентки з геотехнічної практики в Delft University of Technology and Deltares у Нідерландах.

У деяких випадках, як-от з відомими нідерландськими "Танцюючими будинками", це пов'язано з типом фундаменту.

"У центрі Амстердама більшість будинків збудовано на дерев'яних палях", - каже Корфф.

Вона пояснює, що палі встановлюють попарно під стінами та фасадами будівель. Вони заглиблюються на 12 метрів у ґрунт, який складається з м'якої глини, торфу або піску.

"Якщо все залишається як є, і палі залишаються міцними, тоді з будинками нічого не відбувається", - каже вона.

Але, за її словами, якщо палі починають руйнуватися або гнити, можуть з'явитися тріщини, а нерівномірне зношення чи розподіл ваги може з часом спричинити нахил будівель.

Випадок Пізи

Нахил будівель також можуть спричинити ґрунтові умови - саме так сталося з відомою вежею в Пізі.

Нунціанте Скуелья, професор механіки ґрунтів і фундаментів в Університеті Пізи, входить до команди, яка стежить за нахилом вежі.

"Вежа почала нахилятися з самого початку будівництва через надзвичайну м'якість ґрунту. [Вона просіла] на три-чотири метри", - сказав Скуелья в радіопрограмі BBC Witness History.

Будівлі також можуть нахилятися через зміни ґрунту, спричинені людиною - наприклад, вежа Oude Kerk, або Старої церкви, у Делфті.

"Вона набагато менш відома, [але] нахиляється приблизно так само, як і Пізанська вежа", - каже Корфф.

"Вона нахилена в бік каналу, тому що ґрунт з одного боку вийняли для каналу, і він там м'якший. Тож [там] менший тиск, щоб утримувати її вертикально, і коли її будували, вона почала нахилятися".

Зміни рівня ґрунтових вод також можуть спричинити нахил будівлі.

Іноді, за словами Корфф, будівлі нахиляються за задумом.

"Багато будинків в Амстердамі збудовані з нахилом уперед, бо так будували купецькі будинки в минулому", - каже вона.

"Їх часто зводили уздовж каналів для зберігання, і для зручнішого транспортування всередину будинку вони фактично будувалися [з нахилом уперед]. Тому, якщо вони нахилені вперед, це не означає, що є проблема. Але коли вони нахиляються вбік, ви точно знаєте, що це не було задумом", - пояснює Корфф.

Виправлення нахилу

Тож чи варто через це турбуватися?

Нахил будівлі не обов'язково означає, що вона є конструктивно небезпечною, каже докторка Корфф.

"Щоб стати конструктивно нестійкою, вона має нахилитися досить сильно", - пояснює вона.

Але іноді нахил потрібно виправляти - як це було у випадку з Пізанською вежею.

Хоча вона почала нахилятися дуже рано, вимірювання показали, що у XX столітті ситуація погіршилася, і нахил вежі постійно зростав.

"Ситуація була дуже тривожною", - каже Скуелья.

А потім, у 1989 році, обвалилася міська вежа в італійському місті Павія.

За словами Скуельї, це стало "пусковим механізмом", і наступного року вежу в Пізі закрили.

Існувало багато ідей, як трохи випрямити Пізанську вежу, щоб зробити її безпечною.

"Обрана техніка - це вилучення ґрунту", - каже Скуелья.

"Не торкаючись вежі, з північного боку фундаменту вилучили 37 кубічних метрів ґрунту", - додає він.

Вежу знову відкрили через 11 років.

"Особливий" випадок

Але цей метод випрямлення будівлі є нетиповим, каже Корфф.

"Це особливий випадок для Пізи - за звичайних умов такого не робили б", - каже вона.

Якщо нахилена будівля стоїть на дерев'яних палях, як будинки в Амстердамі, заміна фундаменту може зупинити подальший нахил - але це "інвазивний" процес, який передбачає видалення першого поверху.

Також можна виправити нахил, піднявши будинок домкратом, подібно до того, як підіймають автомобіль, зазначає Корфф - але іноді це може завдати більше шкоди, ніж користі.

"Якщо будівля сильно нахилена, випрямляти її досить небезпечно, бо вона вже певною мірою пристосувалася до цього стану, - каже вона. - Потрібно бути дуже обережними, щоб принаймні не зробити гірше".

Хоча деякі будівлі можна стабілізувати, це має і свої недоліки.

"З будівлями можна робити різні речі - усе можливо, - каже Корфф. - Але це коштує досить дорого [і] це складно".

Вплив зміни клімату

Дослідження Корфф показує, що лише у Нідерландах близько 75 000 будинків збудовані на дерев'яних палях і перебувають під загрозою пошкодження, а майже втричі більше - через неглибокі фундаменти.

І ці проблеми можуть посилитися.

"Через зміну клімату та зміни рівня ґрунтових вод іноді ми спостерігаємо більш швидкі зміни", - каже Корфф.

Якщо рівень ґрунтових вод знижується, дерев'яні палі опиняються на повітрі, що може прискорити їхнє руйнування.

Зміни ґрунтових вод також можуть впливати на шари ґрунту, що, своєю чергою, позначається на будинках із різними типами фундаментів.

Однак вона додає, що це повільний процес.

Що ж до Пізанської вежі - її нахил зменшили більш ніж на 40 см після 11 років робіт, завершених у 2001 році.

Інженери вважають, що її майбутнє є безпечним щонайменше на наступні 200 років.