برج های کج؛ راز کج شدن سازه هایی مانند برج پیزا چیست؟

از برج پیزا در ایتالیا گرفته تا بیگ بِن در بریتانیا، بسیاری از سازه های شناخته شده جهان ویژگی های جالب و متمایزی دارند. با این وجود معماری کج در تاریخ بی سابقه نبوده است و بسیاری از سازه های مدرن، مانند برج ۱۶۵ متری مونترال که کج بودن ۴۵ درجه ای، آن را به بلندترین برج کج در جهان تبدیل می کند نیز عمداً کج ساخته شده اند. البته سازه های قدیمی نیز وجود دارند که کج بودنشان ربطی به خیالات معماران آن ها نداشته و این کج شدگی که بعدها در این سازه ها به وجود آمده باعث تعجب و شگفتی همه کارشناسان سازه شده است.

جان بورلند به عنوان یک مهندس عمران شناخته شده به سی ان ان گفته است که اگر بسیاری از آسمانخراش های کج کاملاً ایمن هستند اما بسیاری از مردم علاقه ای به زندگی در چنین سازه هایی ندارند. بورلند که راه حل هایی را برای ثابت نگه داشتن برج پیزا و بیگ بن طراحی کرده است در این باره می گوید:” اگر ساکنان یک ساختمان بفهمند که ساختمان آن ها در حال کج شدن است از این موضوع خوشحال نخواهند شد مگر این که این کج شدگی آن قدر زیاد باشد که آن ها بتوانند مردم را تشویق به بالا رفتن از آن بکنند”.

دلیل این که چرا ساختمانی رفته رفته کج شده و چطور می توان چنین مشکلی را حل نمود، مبحثی پیچیده در حوزه زمین شناسی و مهندسی است که به آن ژئوتکنیک گفته می شود. وی دلایل کج شدن ساختمان ها را این چنین عنوان می کند. “زمین برخی از این سازه ها ممکن است نقاط نرم یا ضعیفی داشته باشند که کشف نشده اند. همچنین ممکن است خطاهای زمین شناسی وجود داشته باشند یا این که در زیرسازی های خود به اندازه ی کافی پایین نرفته باشید. حتی ممکن است در زمینه ی طراحی ونوع فونداسیون نیز دچار اشکال محاسباتی شده باشید. بنابراین دلایل متعددی وجود دارد که از زمین و نوع طراحی تا کنترل و نظارت بر ساخت متفاوت خواهد بود. اگر چه این موضوع در اصل مربوط به طبیعت است اما مقصر اصلی انسان است که این زمین را به طوری کلی و به درستی بررسی نمی کند”.

وی در مورد نحوه ی ثابت کردن بناهایی مانند برج پیزا می گوید که این کار ظاهراً ساده است اما به مهارت و کارشناسی زیادی نیاز دارد و مهم تر از همه این است که زمین اطراف سازه را بررسی کرده و علت کج شدن آن را مشخص کرد. یکی از روش های سنتی برای حل مشکل کج شدن سازه ها استفاده از تزریق دوغاب است که با این کار قسمت فرو رفته زمین کمی بالا خواهد آمد. این روش باید با دقت کامل و تجیهزات مدرن و تخصصی انجام گیرد. در برخی از موارد نیز می توان با شکافت پایه سازه در آن جک هایی را کار گذاشت که ساختمان را به حالت مستقیم درخواهند آورد، روشی که بارها مورد استفاده قرار گرفته است.

در برج پیزا از آن جایی که زمین اطراف آن بسیار نرم بوده است عکس این کار صورت گرفته و مقداری از زمین در قسمت مقابله برداشته شده است.

وی در این باره می گوید:” پیزا بسیار منحصر به فرد بوده و کاری بسیاری فنی بر روی آن شکل گرفت ولی بهترین راه برای تشریح شرایط آن استفاده از یک قیاس است. زمینی که برج پیزا روی آن ساخته شده بسیار نرم بوده و قابلیت فشرده شدن دارد. می توان دلیل کج شدن آن را با کج شدن سازه هایی که کودکان با استفاده از آجرهای چوبی یا پلاستیکی در کف خانه می سازند مقایسه کرد. بچه ها می دانند که اگر روی یک صفحه چوبی بسیار محکم قرار داشته باشید می توانید برجی بسازید که بسیار مرتفع باشد اما اگر برج سازی را روی قالی انجام دهید تنها می توانید تا ارتفاع خاصی پیش بروید و بعد از رسیدن به آن ارتفاع محدود، سازه شروع به کج شدن خواهد کرد. هر چقدر هم تلاش کنید نمی توانید از ان مقدار بالاتر بروید. این بدین دلیل است که وقتی برجی شروع به تکان خوردن می کند، حتی اگر یک ذره باشد، مرکز ثقل جابجا شده و این موضوع برج را به سمتی که در حال حرکت به آن سمت است بیشتر متمایل خواهد کرد”.