Знаменитая башня в итальянском городе Пиза практически сразу стала крениться. Почва под ее основанием была мягкой, а маленький фундамент не мог удерживать огромное сооружение в вертикальном положении. В те времена никто не предполагал, что через сотни лет чудо-башня будет привлекать миллионы туристов со всего мира.
В XII веке властители процветающей морской державы – Пизанской республики – решили построить на соборной площади выдающийся архитектурный шедевр. Зодчие украсили облик стоящего там храма и существенно расширили его размеры, а на площади возвели массивный баптистерий, завершённый куполом. В 1173 году начались работы по строительству отдельно стоящей колокольни, или кампанилы, – той самой Пизанской башни.
Инженеры и архитекторы того времени были настоящими мастерами своего дела, но при всех своих достижениях в области инженерного искусства их познания в геологии были чрезвычайно скудны. Название Пизы происходит от греческого слова «заболоченное место», что как нельзя более точно описывает грунтовый слой местности, представляющий собой сочетание глины, ила и мокрого песка. Древние римляне при строительстве в подобных геологических условиях использовали массивные каменные колонны, или сваи, на устойчивых пластах коренных пород. Однако архитекторы, проектировавшие колокольню, посчитали, что для такой относительно невысокой постройки будет достаточно и трёхметрового фундамента. Но увы, не прошло и пяти лет, как южная сторона башни ушла под землю.
При иных обстоятельствах такое смещение основания могло привести к роковым последствиям. Если бы вес конструкции увеличился, в результате давления верхних этажей здание просело бы и от увеличившегося крена в конце концов обрушилось. Однако Пизанской башне повезло. Пиза погрязла в затяжной войне, в результате чего строительство очередного яруса башни было приостановлено почти на сто лет. За это время почва уплотнилась, и, когда в 1272 году строительство башни возобновилось, пласт грунта в основании конструкции оказался уже более прочным.
Строители пытались выправить наклон всеми доступными средствами. К примеру, высота потолков каждого следующего этажа была чуть больше в южной части здания, что должно было компенсировать искривление. Однако эти меры не помогали, и к концу строительства, в 1360 году, конструкция под давлением новой кладки просела еще глубже, а наклон, угол которого составлял 1,6°, был хорошо заметен невооруженным глазом. В 1838 году у основания башни вырыли траншею, чтобы инженеры могли лучше изучить проблему, но это лишь усугубило положение, поскольку был убран опорный песчаный пласт. Спустя почти век, в 1935 году, в основание башни залили строительный раствор, но и это не спасло ситуацию – распределился он неравномерно, и сооружение снова просело.
К началу эпохи регулярных высокоточных измерений в XX веке отклонение верхушки сооружения от вертикали увеличивалось на 1 мм в год. В результате неудачных попыток «выпрямить» башню и из-за не прекращавшегося проседания основания над памятником нависла угроза обрушения. Не обладая точными знаниями о составе грунта, инженеры не могли рассчитать предельный угол наклона, при котором башня должна была рухнуть, равно как не могли предотвратить её падения. После Второй мировой войны опытным путём учёным наконец удалось восполнить недостающие знания. В 1970-е годы они смогли рассчитать центр тяжести падающей башни.
Вооружившись новыми знаниями и возможностями компьютерных технологий, инженеры рассчитали плотность грунта, траекторию падения башни и точный объём земли, который необходимо было выкопать, чтобы башня устояла.
С 1990 по 2001 годы башня была закрыта из-за опасности обрушения: по прогнозам башня должна была рухнуть, когда угол наклона достигнет 5,44°, а в 1990 году угол уже составлял 5,5°! При этом никто не мог понять, почему башня до сих пор не упала. В 1992 году строители прорыли диагональные туннели и извлекли из-под северной стороны башни 38 кубических метров грунта. Затем при помощи шестисот тонн свинцовых брусков на время уравновесили конструкцию и с помощью стальных тросов закрепили основание. Кроме того, инженеры провели серию дренажных мероприятий, осушивших грунт. В ноябре 2001 года вновь стала доступна туристам. Специалисты, контролирующие состояние башни, сообщили, что крен удалось стабилизировать. Существенную роль сыграло и то, что южная сторона нагревается сильнее северной и под действием тепла расширяется. На твердом основании это приводит к сдвигу верхушки конструкции к северу и, соответственно, к смещению центра тяжести. Таким образом, в период с 1990 по 2001 годы отклонение башни от вертикали стало меньше на 41 сантиметр, а в наше время – еще на 4 сантиметра.
Сегодня высокоточные замеры положения Пизанской башни делаются каждый час, поэтому за судьбу знаменитой итальянской достопримечательности можно не волноваться. Нет причин для беспокойства и у потенциальных туристов: как говорит инженер Нунцианте Сквелья (Nunziante Squeglia) из Университета Пизы, занимающаяся мониторингом состояния башни более четверти века, строго вертикальной Пизанская башня не станет никогда, поэтому все желающие смогут сделать фото с необычным сооружением.