9129 подписчиков

Город, взятый Петром как образец для Питера, покоится на поляках

9 декабря 20209 дек 2020

198

10 мин

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Тема, поднятая во вчерашней статье, до боли мне (как строителю) приятна, а потому я решила немного продолжить её. Не ватиканский секрет, что меньшиковский минхерц мечтал соорудить ма-а-аленькую такую Холландию у себя на родине (кою для приращения вёрст квадратных прихватил в бою праведном у господинов шведов). Просю любителей сала на Холландию рот не разевать, ибо самое ценное лучший из "Подменышей" в мировой истории (как всегда у России всё самое лучшее! Продолжение тут и тут) из ней в своё время позаимствовал. (Остались, правда, там непотребства всякие, ну, да мы о том не жалеем и Батюшку-Императора - "делателя королей" в упущении том не виним).

Амстердам на столбах

Топкая илистая почва в Голландии (в провинциях) вынуждает местных строителей возводить дома на сваях, деревянных или в наши дни часто бетонных. В прошлые века для изготовления свай голландцы импортировали древесину из Польши! Так был построен Амстердам! Захватывающая история строительства домов в столице Нидерландов представляет собой разсказ, написанный специально для Holandia bez tajemnic архитектором Хансом Ритдейком (Hans Rietdijk), которому владельцы сайта выражают горячую благодарность.

Большой город Амстердам построен на сваях...

...и если этот город рухнет, кто за это заплатит?

Так звучит старинное стихотворение, написанное сразу после того, как архитектором Якобом ван Кампеном (читай: голландские архитекторы) и инженером Даниэлем Стальпартом был построен Королевский дворец в Амстердаме (время строительства с 1648 по 1665 год - 17 лет!). Под этим огромным по тем временам сооружением, которое тогда считалось одним из чудес света, находится 13 657 свай.

Но почему Амстердам, столица Нидерландов, фактически построен на сваях? Поляках, если быть точными. Название Нидерландов говорит само за себя, буквально: «Низкие страны». Тысячи лет назад в Нидерландах жило всего несколько человек. Просто потому, что они были слишком сырыми и слишком болотистыми. С севера и запада над низменностями свободно властвовало Северное море, а с востока и юга голландскую дельту питали реки Рейн, Маас и Эйссел. Настоящая битва с водой в Нидерландах началась только после начала нашей эры. Низменная часть Нидерландов состояла в основном из болотистых торфяников. Органическая грязевая жижа состояла из корней растений и других растительных остатков, оставленных бывшим торфяным болотом. Среди и между толстыми слоями торфа есть также прочные слои глины и песка. Слои глины обычно откладываются реками, слои песка - в большинстве случаев - морем. Когда такая губка подвергается давлению, вода вытекает, и губка уменьшается в объёме.

Рисунок 1: Слой торфа похож на губку, наполненную водой.

На западе и севере Нидерландов многие города построены на этой болотистой почве. Торфяники могут легко деформироваться, в результате чего построенные на них здания медленно погружаются в болотистую почву. Первые сооружения, построенные на торфяных почвах, часто представляли собой легкие деревянные конструкции. «Оболочка» первых домов часто облицовывалась деревом или другими лёгкими материалами, такими как солома, обмазанная глиной. Средневековые города на западе и севере Нидерландов состояли в основном из деревянных домов. Таких деревянных домов осталось не так уж много. В Амстердаме их всего два. Большинство деревянных домов было разрушено временем. Часто большие пожары почти полностью превращали Старый город в пепел.

Рисунок 2: Первые здания были построены на ветвях и коровьих шкурах.

После Средневековья были изданы строительные нормы, предписывавшие, что здания нельзя покрывать горючими материалами. Требования безопасности были направлены на предотвращение разпространения возможного пожара и, таким образом, предотвращение крупных катастроф.

Гораздо более тяжёлые, часто облицованные кирпичом и увенчанные черепицей здания легко рушились в болотистой торфяной почве. Поэтому для предотвращения разрушения потребовались технические решения. Средневековые здания на торфяниках часто основывались на стволах деревьев, ветвях ивы и даже на воловьих шкурах, сохранённых кислой торфяной почвой.

Основные конструкции ранних зданий были в основном сделаны из дерева. Деревянные конструкции обычно довольно гибкие. Несмотря на этот «фундамент» из воловьих шкур, веток и стволов деревьев, здания рушились или, в конце концов, медленно погружались в торфяную почву. Благодаря этой гибкой деревянной основной конструкции здания и применению жирного, богатого известью и, следовательно, прочного кладочного раствора, которым кирпичи были склеены друг с другом, процессы оседания (иногда даже очень локально) строений протекали без образования слишком большого количества трещин. Современные методы строительства гораздо менее гибки, поэтому здание почти всегда проседает с образованием трещин. Идеально, если можно построить здание на крепкой, твёрдой поверхности. Поверхности, которая зафиксирована на месте. Поверхности, на которую можно ставить тяжелые здания, не проседающие из-за свойств поверхности. Скальная порода - очень хорошо подходящее естественное условие, но песчаная почва обычно также является подходящей основой для строительства.

Что такое песок?

Песок состоит из песчинок. Песчинки на самом деле представляют собой крошечные каменные глыбы. Когда-то каждая песчинка начиналась как часть коренной породы, часть скальной пещеры. Скальные породы, лежащие на поверхности, постоянно подвергаются выветриванию и водной эрозии. Выветриванию и эрозии способствуют сжатие и разширение породы под воздействием разницы температур, а также растения, которые могут отламывать куски корнями. Когда эти свободные куски камней смываются в реки или море, они дополнительно разрушаются абразивным действием морской или речной воды, а также окружающего гравия и песка. Таким образом, валуны превращаются в гальку, галька - в гравий, а гравий - в песок.

Различные виды песка

Велико разнообразие видов песка. Он бывает всех цветов, размеров, форм и составов, присутствующих на голландской земле. Кроме того, на него можно смотреть по-разному. Строитель, чтобы увидеть, подходит ли конкретный песок для строительства, будет следить за совсем иными его свойствами, чем смотрит геолог. Геолог смотрит на состав и структуру, чтобы выяснить, откуда берется песок, и как он разполагается.

Рисунок 3: Разпространение давления песчинками.

Полезно разсмотреть одно из самых важных свойств песка: песчинка, в отличие от органического материала, не сжимаема, и песчаные зёрнышки часто находятся близко друг к другу. Если груз (то есть вертикальная сила F) давит на слой песка, то зёрна этого слоя песка разпространят эту силу довольно равномерно в слой песка, лежащий ниже. Чем глубже в слоях песка, тем меньше замечается эта сила. Сила достаточно равномерно разпределяется в песчаном пакете. В целом можно предполагать, что песчаная почва пригодна для строительства.

Рисунок 4: Часто здание на песчаной почве по прошествии длительного времени остается в хорошем состоянии.

Здание, построенное на песчаной почве, обычно не проседает и часто по прошествии многих лет всё ещё стоит прочно и без образования трещин. Поскольку слой песка достаточно толстый, можно построить сооружение без свайного фундамента под ним. Здание просто твердо стоит «ногами» в песке. Мы говорим, что здание построено «на стали». Этот термин произходит от древнегерманского языка и фактически означает покоиться (основываться) на твёрдой поверхности. Построенное на песке здание обычно имеет увеличенное основание. Тогда вес строения разпределяется ещё лучше.

Рисунок 5: деревянные частоколы в воде сооружались с привлечением человеческой силы.

Техника забивания столбов под фундамент здания была известна ещё во времена Римской империи, примерно в начале нашей христианской эры. Но в четвёртом веке, когда Римская империя разпалась, эти способы создания фундаментов, как и многие другие технические достижения, такие как изпользование цемента, были утеряны в последующем за этим мрачном средневековье. Изпользование деревянных столбов было снова возстановлено, когда некоторые религиозные ордена занялись уходом за морскими дамбами, в которых им пришлось устанавливать частоколы во многих местах насыпей, часто возводимых в заболоченных почвах, чтобы плотины оставались на месте и сохраняли высоту. Эти столбы (ряд столбов - это частокол) вбивались в дно с помощью всё более сложных инструментов и методов. Первоначально, конечно, делалось это изключительно с привлечением человеческой силы. Первые сваебои были разработаны во время промышленной революции в начале 19 века. Эти первые копры приводились в движение паром. Сегодняшние машины часто работают на дизельном топливе. Кроме того, многие молоты теперь имеют гидравлический привод. Принцип сваебойного станка очень прост: тяжёлый стальной или каменный блок (чушка) многократно падает на головку сваи, в результате чего столб изчезает в земле, пока не встретит несущий слой грунта.

В наше время существует много разных способов заложить свайный фундамент в землю. Также существует множество различных типов и форм свай для самого разного применения в промышленном и гражданском строительстве. Далеко не все, изпользуемые в настоящее время сваи - бетонные. В большинстве случаев для погружения они приводятся в движение, но есть также методы, при которых в земле до несущего песчаного слоя, на которое будет опираться здание, просверливается отверстие. В это отверстие сначала устанавливается стальная арматурная сетка. После этого грунтовые воды в яме заменяются бетоном, который затвердевает под водой. Это так называемые сваи «на месте». Однако на заболоченных территориях до сих пор изпользуются деревянные столбы просто потому, что они недорогие и долговечные. Отправной точкой в применении этих свай из хвойных пород в Северной Европе, часто является то, что их верхняя часть разполагается ниже уровня грунтовых вод, так что они будут сохраняться в течение столетий за счёт грунтовых вод (часто слегка кислых).

Рисунок 6: фрагменты деревянной и железобетонной сваи.

На рис. 6 показаны фрагменты двух наиболее часто изпользуемых свай: деревянной и бетонной. Деревянная свая часто представляет собой длинную скандинавскую или европейскую хвойную древесину. Бетонная свая может быть сборной или заводской. Арматура бетонной сваи выполнена из стали. Наличие стали придает свае то свойство, что она также может возпринимать разтягивающее усилие. Без этой стальной арматуры сила разтяжения почти всегда разрушала бы бетонную сваю.

Рисунок 7: технический чертеж фундамента с деревянными сваями.

Эта небольшая техническая иллюстрация показывает, как обычно применялись деревянные сваи; столбы двойным рядом погружались в землю, поверх него укладывали деревянный “пол”, также называемый кесп (kesp). На том кеспе (у нас называется ростверком), который оказывался целиком под землёй, затем строили само здание. Аналогично тому, как на песчаной почве есть разширенная ступня для разпределения веса здания. распределить вес здания.

Рисунок 8: в 17 веке сооружение опиралось на первый слой песка, теперь - на второй.

При технике укладки свай с изпользованием человеческой силы деревянные сваи часто не могли проникнуть глубже первого слоя песка. Этот слой песка находится в Амстердаме на глубине около 14 метров. Этот первый слой песка тоньше, чем слои песка, лежащие на больших глубинах. Первый слой песка находится на ряде участков, повреждённых воздействием ледников во времена древних ледниковых периодов. Поэтому в наши дни в Амстердаме бетонные сваи обычно опирают на второй слой песка, который находится примерно на глубине 20-25 метров. Однако в некоторых местах в Амстердаме и его окрестностях в результате геологических воздействий повреждён даже второй слой песка, и сваи вынуждены наращивать до вершины третьего слоя песка, лежащего на глубине 60 метров. Это всегда выполняется методами бурения и является чрезвычайно дорогостоящим делом. Глубина, на которой находятся различные слои песка в Нидерландах, варьируется в зависимости от региона.

Рисунок 9: деревянные сваи устойчивы: всё ещё применяются.

Рисунок 10: Сборные железобетонные сваи.

В основном используются железобетонные сваи заводского производства. На Рисунке 10 в верхней части свай выступает стальная арматура. На фоне снимка - копёр с дизельным молотом.