В условиях, когда население Земли продолжает расти, количество зданий увеличивается все больше и больше. Густонаселенные города усеяны кранами, возводящими новые величественные небоскребы. А если будущее городов не за небесами, а за океаном?
Люди исследуют подводное строительство на протяжении многих лет, а строительные технологии для создания подводных сооружений и подводных конструкций уже существуют. Хотя единственными городами, которые в настоящее время находятся под водой, являются только те, которые были затоплены с течением времени, но планы подводных городов будущего уже обсуждаются.
Эти планы не столь масштабны, как кажется, и в настоящее время во всем мире уже существуют некоторые подводные заведения ресторанного и курортного типа. Чтобы по-настоящему оценить эти впечатляющие творения, полезно узнать больше о строительных технологиях, которые делают возможным подводное строительство.
Читайте дальше, чтобы узнать:
- Проблемы, связанные со строительством под водой
- Какие материалы лучше всего подходят для подводных зданий
- Какие технологии используются в подводном строительстве
- Несколько примеров подводных сооружений
- Идеи о будущем подводных городов
Проблемы, связанные со строительством под водой
Строительство на суше может быть трудным, но строительство под водой представляет собой еще более уникальную задачу.
Некоторые из этих проблем включают в себя:
- Поиск подходящих материалов: многие из материалов, которые мы часто используем на суше, например, дерево, не подходят для долгосрочного использования под водой.
- Устранение давления воды: как во время строительства, так и на протяжении всего срока службы конструкции, влияние давления воды играет решающую роль.
- Борьба с коррозией: при реализации подводных проектов в прибрежной среде необходимо учитывать коррозийное влияние соленой воды. Впечатляет, но некоторые древние цивилизации придумали, как преодолеть эти трудности, используя соответствующие материалы и несложные технологии подводного строительства для возведения опорных столбов для мостов.
Материалы, используемые в подводном строительстве
При строительстве в воде необходимо использовать материалы, способные выдерживать различные осложнения, в том числе давление воды, коррозию и эрозию.
К наиболее распространенным материалам, используемым в подводном строительстве, относятся:
Бетон: Особая разновидность бетона, используемого под водой, способна быстро застывать, несмотря на водные течения и соленой воды.
Сталь: Сталь, обычно покрытая бетоном, образует прочную конструкцию для подводных сооружений.
Акриловое стекло: Устойчивые к солнечным лучам, прочные и достаточно жесткие акриловые полимеры хорошо подходят для подводного строительства. Так как оно прозрачное, акриловое стекло используется для подводных окон.
Обладая нужными материалами, строительные компании готовы использовать самые разнообразные строительные технологии, которые позволяют создавать впечатляющие подводные конструкции.
Технологии подводного строительства
За прошедшие годы было разработано несколько основных технологий, которые позволяют строительным компаниям и строителям возводить в водоемах как большие, так и малые объекты.
Некоторые из наиболее важных методов подводного строительства включают в себя:
- Кессоны
- Коффердамы
- Забивные сваи
- Строительство конструкции на берегу
Интересно, что все эти методы строительства под водой преследуют одну и ту же основную цель: избежать строительства под водой. Вместо этого во время строительства вода отводится или отводится различными способами, что является важным моментом, поскольку реально построить что-либо в воде практически невозможно. Таким образом, подводное строительство - это скорее поиск творческих решений для работы около воды и создание конструкций, способных выдержать ее после завершения строительства.
Кессоны
Кессоны - это водонепроницаемые конструкции, которые можно опускать в воду, сохраняя при этом сухую внутреннюю часть. Внутри сухой внутренней части открытого кессона рабочие могут углубляться, чтобы добраться до твердой поверхности, на которую будет опираться кессон. В конце концов, кессоны становятся частью фундамента конструкции, часто моста или плотины.
Хотя мы не часто думаем о мостах и плотинах как о подводных сооружениях, правда в том, что многие из их важных элементов находятся под водой. Многие крупные мосты были бы невозможны без больших опорных колонн, удерживающих пролеты, через которые проезжают автомобили с людьми.
Например, на Бруклинском мосту, строительство которого началось в 1870 году, были использованы два больших кессона, чтобы спуститься к основанию и сформировать фундамент колонн моста.
Хотя все они используют одни и те же основные принципы, существует несколько различных типов кессонов:
- Открытый кессон: Открытый кессон не имеет дна и содержит только вертикальные борта, что позволяет рабочим копать на дне.
- Пневматический кессон: Пневматический кессон похож на открытый кессон, но в него закачивается сжатый воздух, чтобы вода не просачивалась внутрь.
- Кессон-бокс: В отличие от других кессонов, кессон-бокс содержит пол, поэтому он опускается на заранее установленный фундамент.
Хотя кессоны используются и сегодня, их полезность ограничена, поэтому многие ситуации требуют использования коффердамов вместо них.
Коффердамы
Коффердамы являются временными ограждениями, позволяющими откачивать воду, создавая сухую почву для строительства. Как следует из названия, коффердамы работают подобно плотинам, предотвращая поток воды с определенной территории. Полностью построенный коффердам выглядит как большая, обнесенная стеной яма с окружающей ее водой.
Коффердамы могут быть изготовлены из различных материалов, в том числе из стали и горных пород. Самый основной тип коффердамов изготавливается путем простого накопления большого количества грунта. Однако, эти типы коффердамов зачастую требуют определенного рода армирования для предотвращения эрозии.
Коффердамы могут использоваться для строительства различных конструкций, от причалов и пирсов до частично или полностью затопленных сооружений. Коффердамы также используются при строительстве стационарных плотин, например, для отвода воды из реки Колорадо было сооружено несколько коффердамов для строительства плотины Гувера.
Забивные сваи
При строительстве фундаментальных элементов под водой забивные сваи позволяют бригадам создавать прочные конструкции без необходимости удаления воды. Сваи, которые выглядят как длинные вертикальные колонны, могут быть забиты в грунт с помощью мощного молота, создавая устойчивый фундамент для подводных или надводных конструкций. Можно представить себе сваи подобно тому, как гвозди забиваются в дерево, за исключением того, что в случае подводного строительства сваи забиваются в слои грунта или скалы.
В подводном строительстве сваи чаще всего изготавливаются из стали, хотя они и имеют частично полый каркас внутри. После того, как сваи уложены, для заполнения их внутри используется труба с бетоном, которая вытесняет воду, которая ранее находилась внутри сваи. Бетон способен закрепиться даже в окружении воды, и в конце этого процесса остается армированный сталью бетонный столб, внутри которого вообще отсутствует вода. Забивные сваи являются одним из наиболее экономически эффективных способов строительства фундаментных элементов подводных зданий, которые должны надежно крепиться в нужном месте, чтобы не допустить смещения с течением воды. Например, забивные сваи были использованы для фиксации частично затопленного магазина Apple в Marina Bay Sands в Сингапуре.
Строительство конструкции на берегу
Как мы ясно дали понять, главная цель подводного строительства - избежать необходимости фактически строить под водой. В результате, один из наиболее распространенных методов подводного строительства - это строительство на берегу. Конструкции строятся и собираются на суше, порой с использованием модульной конструкции, а затем транспортируются на место монтажа.
Часто конструкция или ее части буксируются на баржах, а затем устанавливаются на место. Одни части погружают, используя их собственный вес, в то время как другие фрагменты нагружают грузами, которые позволяют им добраться до дна моря. При необходимости после погружения на место из конструкции откачивается вода.
Одним из сооружений, построенных таким образом, является Utter Inn, небольшой отель в Швеции, который был построен на берегу, а затем был погружен в середине озера. К входу в отель можно попасть только на лодке.
Несмотря на то, что такой способ строительства может быть дорогостоящим, он значительно экономичнее, чем строительство непосредственно под водой, что сопряжено с использованием сложных инструментов, привлечением опытных дайверов и огромными рисками.
Все эти методы строительства - кессоны, коффердамы, забивные сваи, а также строительство под водой - позволяют создавать невероятно красивые и полезные подводные сооружения.
5 Удивительных подводных сооружений
Сотни подводных сооружений существуют по всему миру - от исследовательских станций до отелей, от железнодорожных туннелей до ночных клубов. Какими бы ни были различия между этими разными постройками, у них есть одна общая черта: для их создания было использовано колоссальная креативность в архитектуре, инженерии и строительстве. Результаты варьируются от невероятно практичных, как, например, тоннель Transbay, соединяющий Сан-Франциско и Оклендом, до потрясающе красивых, как, например, подводные номера-люкс в отеле Atlantis Dubai.
Ниже мы составили список из пяти заслуживающих внимания подводных сооружений, которые вы можете посетить по всему миру.
Подводный ресторан Ithaa...
Ресторан Ithaa Undersea Restaurant, расположенный в островном государстве Мальдивы, представляет собой захватывающее дух акриловое сооружение, расположенное на глубине 5 метров. Построенный почти полностью из прозрачного акрила, ресторан предлагает своим посетителям панорамный вид на морских обитателей, живущих вокруг ресторана.
Ресторан, площадью около 1500 квадратных метров, был построен по технологии "на берегу". После сборки в Сингапуре Itaa перевезли на барже, а затем с помощью мешков с песком опустили на стальные сваи, образующие его фундамент.
Отель Atlantis
Отель Atlantis в Дубае расположен на острове Пальма - искусственном острове в форме пальмовой ветви. Несмотря на то, что большая часть здания находится над землей, в отеле есть несколько подводных люксов на 6 метров ниже уровня моря. После того, как вы спуститесь на лифте в люксы, вас ждут массивные окна от пола до потолка, из которых открывается вид на морскую фауну - даже из кровати и ванной.
Детали строительства подводных люксов весьма скудны, однако надземное строительство предполагало использование модульных блоков, которые, возможно, использовались и для подводной части. Кроме того, поскольку отель Atlantis расположен на острове, созданном людьми, вполне вероятно, что на всех этапах строительства использовались коффердамы.
Тоннель Transbay Tube
Тоннель Transbay Tube представляет собой подводный железнодорожный туннель протяженностью 5,8 км, соединяющий центр Сан-Франциско с Западным Оклендом, по которому в утренние и вечерние часы ежедневно проезжает около 30 000 пассажиров. Первоначально построенный в 1974 году, туннель является потрясающим достижением подводного строительства, особенно в связи с опасениями по поводу землетрясений в Калифорнийском заливе.
Состоящий из 57 отдельных компонентов, Трансбайский тоннель был сооружен вне стройплощадки, а затем опущен на свое место после того, как его отбуксировали баржами в середину залива. Дайверы работали на глубине 41 метров ниже уровня моря, чтобы соединить между собой отдельные узлы, которые были установлены в траншее по точной, сейсмически обоснованной траектории.
Subsix
Subsix, у побережья частного острова NIYAMA на Мальдивах, является единственным в мире подводным ночным клубом. Под водой, на глубине 5,5 метров, с окнами от пола до потолка по всему периметру, ночной клуб Subsix дарит своим гостям вид на яркие коралловые рифы и морскую жизнь во время ночной дискотеки.
Ночной клуб Subsix, построенный за пределами территории на котором сейчас находится, а затем погруженный в воду, имеет сложную конструкцию в связи с его размерами и расстоянием от берега - около 400 метров, и до него можно добраться только на лодке.
Manta Resort
Расположенный у побережья Танзании, Manta Resort имеет один подземный люкс, присоединенный к платформе, плавающей посреди воды. Окна люкса со всех четырех сторон позволяют гостям смотреть на морскую фауну, сидя на кровати королевского размера.
Подводные апартаменты Manta Resort представляют собой плавучую платформу с надводной и подводной частью, обе из которых были собраны вместе за пределами комплекса. После завершения строительства платформу отбуксировали на место, а затем поставили на якорь, прикрепив стальные тросы к четырем углам здания, а также к морскому дну.
Будущее подводных городов
Поскольку все эти невероятные подводные сооружения уже существуют во всем мире, возникает естественный вопрос: Почему мы не можем строить подводные города?
Короткий ответ заключается в том, что мы можем. У нас есть материалы, технологии и методы строительства для поддержки человеческих городов под водой. Однако подводные города, по крайней мере сейчас, стоят недешево, поэтому мы склонны видеть подводные сооружения только на дорогих курортах по всему миру.
Тем не менее, архитекторы и инженеры уже начали рассматривать планы развития подземных городов в различных формах. Один из таких планов, от японской корпорации Shimizu, представляет собой подводную спираль, простирающуюся от поверхности океана до морского дна. Такое сооружение могло бы вмещать 5000 жителей, вырабатывать собственную энергию и выдерживать такие стихийные бедствия, как землетрясения и цунами. Однако, по оценкам, проект стоит не менее 26 млрд. долл. и в настоящее время существует лишь как мечта.
Тем не менее, человеческие инновации позволили построить подводные сооружения таким образом, что еще совсем недавно казалось невозможным. Может пройти не так много времени, прежде чем плавучие города, затопленные города или города на морском дне станут реальностью.
