Built. Неизвестные истории известных зданий

Затем мне нужно выбрать диаметр. Свая меньшего диаметра лучше тем, что она дешевле и легче устанавливается, но она может оказаться недостаточно сильной. У сваи большего диаметра больше площадь поверхности, что увеличивает силу трения. Площадь ее основания тоже больше, а значит, и сама свая сильнее. С помощью расчетов я нахожу нужный компромисс. Я выбираю диаметр, рассчитываю, сколько нагрузки придется на одну сваю с выбранной длиной, а затем делю общий вес здания на силу, которую выдерживает одна свая, и получаю число свай, которые понадобятся. Если это количество свай можно разместить под фундаментом, то мы переходим к следующему шагу. Если нет, то я увеличиваю размер сваи и делаю расчеты заново. Для постройки 40-этажной башни возле Олд-стрит в Лондоне мы изготовили около 40 свай диаметром от 0,6 м до 0,9 м, и некоторые из них, в местах наибольшей нагрузки, были длиной более 50 м. Многие современные небоскребы стоят на сваях, которые работают на одном только трении (если почва достаточно хороша и выдерживает нужную нагрузку). Но эта башня стоит и на висячих сваях, и на сваях-стойках, потому что лондонская глина до определенной глубины довольно слабая.

Поместить сваи в землю – очень непростая задача. Огромные сваи стало возможно устанавливать совсем недавно благодаря современной механизации. Обычно сваи устанавливают с помощью буровой установки, напоминающей гигантский штопор, который закручивают глубоко в землю, затем вынимают вместе с почвой, а полученное отверстие заполняют бетоном. Когда бетон еще сырой, в него погружают стальную клетку, чтобы усилить сваю. Многие столетия, еще до механизации, большинство инженеров просто забивали сваи в землю, как это делали ацтеки на озере Текскоко. С инженерной точки зрения их постройки были успешны и уверенно простояли еще два столетия.

Но потом прибыли иностранцы.

В 1521 году испанцы захватили Теночтитлан и сровняли его с землей, а затем отстроили город заново на фундаментах ацтекских храмов-пирамид. Они вырубили деревья вокруг озера, чем вызвали глиняные оползни и эрозию, из-за которых озеро обмелело. Уровень воды поднялся, и в XVII–XVIII веках город часто страдал от наводнений, приносящих разрушения и хаос (после наводнения 1629 года город оказался под водой на пять лет). В конце концов озеро засыпали землей, чтобы расширить город, но он по-прежнему регулярно страдал от наводнений из-за высокого естественного уровня воды в почве.

В земле есть определенный уровень, под которым проходят естественные потоки воды, которые насыщают землю: его называют уровнем грунтовых вод. Если выкопать яму в месте, где высокий уровень грунтовых вод, то эта яма довольно быстро будет заполняться водой: таким первоначально и было озеро Текскоко. Если яму заполнить землей – как заполнили озеро Текскоко, – а потом поливать почву водой, имитируя дождь, то постепенно вода начнет скапливаться на поверхности земли (так же как лужи образуются у нас в саду, потому что почва насыщена водой). Так произошло и с Мехико. Озеро заполнили землей, но воде было некуда деться. Когда шел дождь, то почва перенасыщалась влагой, которой в ней и так было много из-за грунтовых вод, и вода скапливалась на улицах города. Наводнения стали контролировать только в XX веке с помощью огромной сети туннелей, по которым уводили избыток воды. Но традиции строительства на столь непредсказуемой и нестабильной земле по-прежнему прослеживаются в современном городе.

Кафедральный собор, Мехико

Стоя во дворе огромного серого Кафедрального собора Мехико, я искала в толпе доктора Эфраина Овандо-Шелли, геотехнического инженера, который, судя по фотографии, носил солнечные очки и одежду цвета хаки и немного напоминал Индиану Джонса. Стройные твердые колонны собора резко контрастировали с изящной резьбой между ними, но по-настоящему мое внимание как инженера привлекли трещины в здании. Я увидела черное пространство, открывшееся в слоях раствора и каменной кладки, а две массивные колокольни по бокам от главного входа казались не совсем вертикальными. Но мои мысли прервал доктор Овандо-Шелли, который явился точно в назначенное время в солнечных очках, поздоровался со мной, дал свою книгу и повел меня к собору на очень необычную экскурсию.

Как только мы вошли в собор (см. карту, точка А), кое-что показалось мне очень странным. Толпы туристов замерли перед величием этого места, а верующие сидели, почтительно наклонив головы, на полированных деревянных скамьях. Но мое внимание привлек пол. Мы двигались к задней части собора, словно поднимаясь в гору. И так и было – из-за неравномерного оседания почвы, которое исторически происходит на этом месте, пол собора поднимается вверх.

Карта Кафедрального собора