Krzywa Wieża w Pizie jest jedną z najbardziej znanych budowli na świecie. Co roku odwiedza ją około 10 milionów turystów. Ta unikatowa dzwonnica swoją sławę zawdzięcza w dużej mierze swojej niedoskonałości. Przy wysokości około 55 metrów i masie ponad 14 000 ton (prawie 50% więcej od wysokiej na 324m wieży Eiffla) jest ona odchylona o 5 metrów od pionu. Właśnie ze względu na to odchylenie budowla ta jest uznawana za sztandarowy przykład porażki geotechnicznej. Choć raczej niesłusznie, przecież niewiele konstrukcji sprzed 850 lat przetrwało w takim stanie do czasów współczesnych.
Budowę wieży rozpoczęto w 1173 i prowadzono w trzech etapach:
- 1173-1178r. – do czwartej kondygnacji,
- 1272-1278r. – kondygnacje czwarta-siódma;
- 1360-1370r. – ostatnia ósma kondygnacja i zawieszenie dzwonu.
Tak wydłużony czas budowy (prawie 200 lat) jest jednym z czynników, który umożliwił przetrwać budowli do dzisiejszych czasów. Wieża wybudowana sprawnie i bez przerw czasowych, prawdopodobnie uległaby szybko wywróceniu. Powodem tego jest bardzo duży ciężar budowli i występujące pod nią podłoże, które sprzyja jej osiadaniu. Rozłożenie budowy w długim okresie umożliwiło rozłożenie obciążeń w czasie i stopniowe osiadanie wieży bez wytrącania z równowagi.
Z wieżą związany jest jeden z najważniejszych eksperymentów fizycznych, którego wyniki stanowią dziś podstawy mechaniki klasycznej. Według biografii Galileusza, którą napisał jego uczeń Vincenzo Viviani, to właśnie Krzywa Wieża w Pizie była miejscem eksperymentu ze swobodnym spadkiem ciał. Aż do późnych lat XVI wieku sądzono, że ciało spada na ziemię tym szybciej, im jest cięższe. Galileusz, w 1600 roku wszedł na wieżę i upuścił z niej dwie kule: ciężką kulę armatnią o masie 8 kg i lżejszą kulkę muszkietową o masie 20 g. Obie kule znalazły się na ziemi w tym samym momencie. Pozwoliło to udowodnić, rewolucyjne na tamte czasy twierdzenie, że czas spadania przedmiotów (przy zaniedbaniu oporów powietrza) nie zależy od ich masy.
Choć wychylenie wieży przydało się Galileuszowi i stanowi niemałą atrakcję turystyczną, to jego ciągłe zwiększanie się stwarzało zagrożenie, że budowla się zawali. Z fizycznego punktu widzenia możliwości naprawy można podzielić na dwie grupy:
- podniesienie strony, która bardziej osiadła (południowej)
- opuszczenie strony, która mniej osiadła (północnej)
Wariant z podniesieniem jest mało realny, głównie ze względu na ogromną masę wieży, oraz konieczność podparcia na wytrzymałym i stabilnym gruncie, którego w pobliżu wieży nie ma. Wariant z opuszczeniem wyższej strony jest bardziej prawdopodobny i był stosowany już dwukrotnie. Pierwszy raz, w 1993 roku z wykorzystaniem ołowianych obciążników o łącznej masie 600 ton. Po kilku miesiącach zaobserwowano oczekiwane przechylanie się wieży w stronę północną. Jednak tak duże dodatkowe obciążenie doprowadziło do znacznych naprężeń w konstrukcji, których efektem było pękanie ścian i odpadanie fragmentów okładziny. Co więcej, krytykowano także zgromadzenie w jednym miejscu tak dużej masy szkodliwego dla zdrowia ołowiu. W kolejnym podejściu zastosowano wybieranie gruntu spod mniej osiadającej strony wieży. Podkopywanie mniej osiadającej strony wieży realizowano przez zastosowanie ukośnych odwiertów oraz stopniowego, kilkuletniego wydobywania ponad 70 ton ziemi z jednej strony wieży. Powstałe w ten sposób puste przestrzenie stopniowo się zaciskały. W ciągu kilku lat wytworzono różnicę osiadań strony południowej i północnej i zatrzymano zwiększanie się odchylenia wieży. Nadal jednak nie udało się jej wyprostować całkowicie.
Czy przy obecnym stanie techniki, mając dostępność do zaawansowanych technik badania gruntu i nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych można wieżę wyprostować całkowicie?
Odpowiedź na to pytanie jest złożona i nieco zaskakująca:
Po pierwsze, na pewno nie zgodziłaby się na to lokalna społeczność. Przecież zainteresowanie “wyprostowaną wieżą w Pizie” byłoby zdecydowanie mniejsze. Co więcej, wieża mimo swojego nachylenia nie stwarza aktualnie żadnego zagrożenia katastrofą budowlaną. Po ostatnim pracach konserwatorskich, pod kierunkiem profesora geotechniki Michele Jamiołkowskiego, z Politechniki w Turynie, wieża uzyskała gwarancję stabilności na kolejne 300 lat.
Po drugie, całkowite wyprostowanie wieży jest niemożliwe od strony technicznej. Wieża oprócz odchylenia jest również wygięta – kształtem przypomina banana. Dzwonnica była budowana przez ponad 200 lat i już w czasie jej wznoszenia zauważono że się przechyla. Aby zniwelować odchylenie od pionu, skorygowano jej kształt w okolicach czwartej kondygnacji. Sufit oraz podłogę wykonano poziomo, zmniejszając lub zwiększając wysokość ścian w odpowiednich miejscach.
Po trzecie, wyprostowanie wieży mogłoby źle wpłynąć na samopoczucie turystów. Przecież każdy z nich przyjeżdża do Pizy właśnie po to, aby choć przez chwilę powstrzymać zabytek przed upadkiem. Daje to poczucie bezpieczeństwa innym zwiedzającym, którzy akurat przebywają na wieży.