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泥土、水和木材:让一座拥有 1604 年历史的城市得以生存的系统

2025-03-28 00:14:48

大多数现代建筑的建造可以使用50年左右,但巧妙的古代工程使这座水城得以生存1600多年--只使用木材。


当地人都知道,威尼斯是一片颠倒的森林。这座城市于 3 月 25 日迎来了 1604 岁生日,它建在数百万根短木桩的基础上,被砸在地上,尖端朝下.这些树木 – 落叶松、橡树、桤木、松树、云杉和榆树,长度不等3.5 米到不到 1 米之间– 几个世纪以来一直矗立着石头宫殿和高大的钟楼,是利用物理学和自然力量的真正工程奇迹。


在大多数现代结构中,钢筋混凝土和钢材承担了这个倒置森林几个世纪以来一直在做的工作。但是,尽管它们很强大,但今天很少一样持久。混凝土桩或钢桩的设计保证今天可以使用 50 年,当然,它们可能会持续更长时间,但当我们建造房屋和工业结构时,标准是 50 年的使用寿命。


因其几何形状、数百年的弹性和庞大的规模而令人着迷。没有人确切地确定城市下面有多少数百万个桩。


我不知道这些堆是怎么放置的,它们是如何被计数和击倒的。


将木桩推入淤泥中的人被称为 打桩者,他们用一首歌来帮助他们在工作时保持节奏


桩被卡得尽可能深,直到它们无法再被敲打,从结构的外边缘开始,向地基的中心移动,通常每平方米打出九根桩呈螺旋状.然后锯开头部以获得一个规则的表面,该表面将位于海平面以下。


随着厌氧菌攻击木纤维的细胞壁,威尼斯地下的木桩正在慢慢降解


如果岩石靠近地表,那就很好了,但在许多地区,基岩远远超出了一堆人所能及的范围。基岩可能低于地表30m。找到这么大的树很困难,对吧?1880 年他们试图将一根树干压在另一根树干上,但正如您可以想象的那样,这最终没有奏效。最后,他们意识到你可以依靠土壤的摩擦力。


该原则基于加固土壤的理念,通过插入尽可能多的桩,提高桩和土壤之间的实质性摩擦。你有点利用物理学......它的美妙之处在于,你利用土壤的流动性来提供阻力来支撑建筑物。这方面的技术术语是静水压力,这基本上意味着如果许多桩密集地插入一个点,土壤就会“抓住”桩。


事实上,威尼斯桩就是这样工作的——它们太短了,无法到达基岩,而是由于摩擦力而使建筑物保持高耸。但这种建筑方式的历史可以追溯到更久以前。


木材、土壤和水结合在一起,为威尼斯的地基提供了非凡的强度


在水中经过一千五百多年的努力,威尼斯的地基已被证明具有非凡的韧性。然而,他们也不能免受伤害。


即城市下面的木材不会腐烂,因为它处于无氧或厌氧状态——细菌确实会攻击木材,即使在没有氧气的情况下也是如此。但细菌的作用要慢得多比真菌和昆虫的作用,它们在氧气存在下运作。此外,水会填满被细菌排空的细胞,使木桩保持其形状。因此,即使木桩受损,木材、水和泥浆的整个系统也会在巨大的压力下保持在一起,并在几个世纪内保持弹性。


目前尚不清楚这些地基还能持续多少数百年。然而,只要环境保持不变,它就会持续。地基系统之所以有效,是因为它是由木材、土壤和水构成的。土壤创造了一个无氧环境,水既有助于无氧环境,又维持了细胞的形状,而木材则提供了摩擦力。如果没有这三个要素之一,系统崩溃。






源:BBC


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