이탈리아 피란체의 두오모 광장을 걷다 보면, 흰 대리석으로 만들어진 아름다운 사탑을 볼 수 있는데요. 바로 기울어진 탑으로 유명한 피사의 사탑입니다! 지금 피사의 사탑은 남쪽으로 약 5.5도 기울어졌다고 하는데요. 그럼에도 지금까지 피사의 사탑이 무너지지 않는 이유는 □때문이라고 합니다. 과연 □는 무엇일까요?

□는 바로 ‘무게중심이 건물의 내부에 있기’입니다! 이 점이 건물이 수평적 균형을 유지할 수 있도록 해주는데요. 때문에 피사의 사탑의 무게중심이 내부에 있어 5.5도 기울었음에도 버티고 서 있는 것입니다. 그렇다면 피사의 사탑이 5.5도로 기울어진 이유는 무엇일까요? 그 이유는 지반의 침하 때문입니다. 지반의 힘은 지반 구성 성분으로부터 나오는데요. 당시 공사가 시작된 15세기에는 지반조사의 기술이 없었기에 당연히 지반의 성분을 파악하기란 불가능했습니다. 이에 모래질 흙과 점토로 이루어진 지반이 수백 톤을 견디지 못한 채 계속 침하돼, 약 5.5도의 기울기를 가지게 된 것입니다. 

따라서 수많은 기술자와 과학자들이 돌쌓기 및 앵커링 공법 등 다양한 지반보강작업을 통해 기울기를 막고자 했으나 실패했습니다. 이때 영국 임페리얼 대학 벌란드 교수가 나타나 더 이상의 지반침하를 막게 해주었는데요. 7년간 지반설계검토와 특수 보강공사를 시행한 결과입니다. 이때 사용된 지반보강공법은 남쪽으로 기울어지는 건물의 반대 방향에 지반을 파내어 기울기를 복원한 후, 이를 시멘트로 보강하는 것인데요. 이 공법을 통해 지반 침하를 막고 기울기가 5.5도에서 멈추게 해, 무게중심을 건물 내부로 유지할 수 있었던 것입니다. 정말 신기하지 않나요? 이에 윤길림(한국해양과학기술원 지반공학) 박사는 “1996년 최신 보강공법으로 더 이상 지반의 추가적인 침하가 일어나지 않을 것”이라며 “모래질 흙에 건물을 지으면 지반이 빠르게 침하 되지만, 피사의 사탑 지반에는 점토가 포함돼있어 침하 하는데 오래 걸리기도 했다”라고 전했습니다.