Теоретические вопросы        10 марта 2011        118         0

Гениальные догадки

Примечательно следующее высказывание Витрувия: «…все, как установлено природой, производится не для удовольствия людей, а как бы по случайному распределению». Если к отмеченному добавить гениальную догадку Платона, жившего за 300 лет до Витрувия, состоявшую в том, что многие величины (случайные) распределены в природе определенным образом, то можно говорить о том, что современные представления о грунтах как образованиях, имеющих статистическую природу и характеризующихся определенными законами распределения их физико-механических свойств, в своей основе возникли еще в глубокой древности.

Чтобы подобное утверждение не прозвучало слишком надуманно, приведем одну цитату Платона из диалога «Федон»: «…очень плохих и очень хороших немного людей, без числа — посредственных… Точно так же, как очень больших и очень маленьких. Что реже встретишь, чем большого очень или маленького очень человека либо собаку? Или что-нибудь быстрое очень или медленное?… в таких во всех случаях редки крайности и немногочисленны, середина зато в изобилии заполнена». Это не что иное, как принципиальная качественная догадка о законе распределения случайных величин. Кроме того, древние греки при решении некоторых практических задач пользовались и статистическими методами. Так, при осаде города Платеи пелопонесцами, как рассказывает Фукидид, платеяне «изготовили лестницы вышиною в неприятельские укрепления, измерили лестницы по рядам кирпичей в том месте, где обращенная к ним стена оказалась не заштукатуренной. Ряды кирпичей считали многие лица зараз, и хотя кое-кто мог ошибиться, у большинства получился все-таки правильный счет в особенности потому, что он произведен был много раз».

В трактате Витрувия есть и прямые указания на важность и необходимость исследований свойств грунтов. Так, в книге седьмой он пишет, что «…если придется бетонировать прямо по земле, надо исследовать, везде ли плотен грунт…» Косвенное указание на необходимость свойства почв изучать имеется и у Ксенофонта, который в «Домострое» пишет: «…для рациональной обработки земли, прежде всего, надо знать свойства почвы». В «Георгиках» Вергилий дает прямые указания на то, как испытывать грунты (почвы).

«Каким способ распознать их различье сможешь, я скажу.

Почва рыхлая ль или плотна сверх меры, исследуй ты.

Ибо для хлебов подходяща одна, для Вакха — другая.

Как же исследовать? Для этого необходимо:

Вырыть колодезь в земле и наполнить его весь снова

Землей той же и притопчешь ее ногами сверху.

Если не хватит — легка, лозе и скоту благодатной

Подходит она больше; откажется ж если вместиться,

Не ляжет вровень, уже когда яма вся наполнится,

Почва — плотна…

Жирная почва —

…если рукой ее бросить, она не дробится,

Но наподобье смолы к перстам держащего липнет».

Анализировалась также платность почвы:

«Тяжесть весом свою безмолвно сама обнаружит, или же легкость».

В настоящее время при изучении грунтов выполняются следующие виды исследований: морфологические, биологические, механические и химические.

О почвах Вергилий пишет так: «Почва соленая есть, она называется «горькой». Нехороша для хлебов (она не смягчается вспашкой)». Далее говорится, что для ее распознавания необходимо процедить сквозь помещенный в корзину образец этой почвы чистую пресную воду. Вкус просочившихся капель «указание дает очевидный, и привкусом горьким жалостно рот искривится у тех, кто пробовать станет».

По-видимому, к соленым почвам Вергилий относит те почвы, которые сейчас называются солонцеватыми, засоленными почвами, т. е. в которых зольные элементы пищи находятся преимущественно в минерально-окисленном состоянии. Горькие почвы — это почвы, содержащие преимущественно сернокислые горькие соли, т. е. солончаки. Вергилий совершенно правильно отметил, что на таких почвах растут «темные и выродившиеся травы». Речь, вероятно, идет о солянке, полыни и т. п.

Рекомендации, приведенные Вергилием, столь практичны, что на них ссылается Плиний Старший. Им же сделан вывод, что «будучи брошена, никакая земля обратно в яму выкопанную, ее не заполняет, так что ее плотность определить или рыхлость нельзя способом этим».

Представляют интерес и рекомендации Колумеллы по строительству сооружения на «скатах», т. е. оползневых участках. Подобное строительство, по его мнению, следует начинать снизу: если начать строительство сверху, то в нижних постройках возникнут «трещины» и они будут «расползаться».

В данном случае фундамент нижних сооружений должен быть сделан с таким расчетом, чтобы он мог выдержать тяжесть последующих построек и т. д.

При современных инженерных изысканиях (особенно под крупное гидротехническое строительство) большое значение уделяется изысканию строительных материалов. Витрувий подробно описывал свойства различных материалов как органического, так и неорганического происхождения. В частности, он дал характеристику цемента и горных пород, из которых он может быть получен, а также строительного леса. Витрувий отмечает, что деревья, которые растут на солнечной стороне, более пригодны для строительства, чем растущие на тенистой стороне. Он перечисляет местности и районы, где находятся месторождения различных горных пород, пригодных для строительства.

Значительный интерес имеют рекомендации Витрувия по испытанию и использованию строительных материалов. Так, им отмечается, что «…если работу выполнить безупречно желательно, поступать следует так: надо выламывать [добывать] камень не зимой, а летом и вылеживаться его оставлять два года на месте открытом[!] до начала стройки. Камень тот, который будет за двухлетие это непогодой поврежден, на фундамент пойдет; остальной оказавшийся же непопорченным, для части здания надземной пойдет, как природой испытанный и могущий сохранить свою прочность».

Для более полного анализа сведений, содержащихся в трактате Витрувия, рассмотрим некоторые вопросы организации строительства, фундаментостроения и использования различных строительных механизмов.

При закладке фундаментов любых сооружений необходимо, чтобы «рвы» были прорыты до «материка», т. е., по-видимому, до коренных пород. Глубина заложения фундамента должна соответствовать размерам возводимой постройки, а ширина должна быть несколько больше будущих наземных стен. Канавы и рвы следует заполнять самой основательной каменной кладкой. «Если же нельзя дорыться до материка, — пишет Витрувий, — и земля на месте будет до самой глубины наносной или болотистой, то надо это место выкопать, опорожнить и забить ольховыми или масличными, или дубовыми обожженными сваями и вбить их машинами как можно теснее, а промежутки между ними завалить углем, после чего выложить как можно более основательный фундамент».

По свидетельству Диогена Лаэртского, первым предложил использовать при строительстве обожженное дерево самосец Феодор (V в. до н. э.). Он рекомендовал при сооружении знаменитого эфесского храма засыпать в основание древесный уголь, поскольку «место было сырое», а «уголь приобретает твердость и недоступен для воды».

Здесь обращает на себя внимание указание на свайные фундаменты и использование для их забивки сваебойных машин. В том случае, когда при закладке фундамента проводится земляная засыпка, Витрувий советует учитывать возможность пучения грунта при насыщении его влагой, что может привести к разрушению фундамента и сооружения в целом.

При возведении фундаментов на морском побережье требуется осушить место строительства. Для этого, по мнению Витрувия, надо возвести специальную ограду, осушить «полость» внутри нее с помощью специальных водоподъемников — «улиток», колес, барабанов, а затем уже выкапывать «дно для фундамента».

Помимо приведенных в трактате сведений по осушительным и гидротехническим работам дается описание ряда простейших строительных машин — рычажных, грузоподъемных, ударных и т. д.

Представляют большой интерес «Анналы» Корнелия Тацита. В этой работе отмечается, что в 27 г. н. э. после одной т катастроф в Риме, в результате которой погибло или было ранено 50 тысяч человек, Римский сенат специальным постановлением запретил возводить амфитеатры «без предварительного обследования надежности грунтам. Указанное постановление, по-видимому, можно считать одним из первых правительственных постановлений о необходимости проведения инженерных изысканий перед началом строительства.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *