Венеція століттями тримається на дерев’яних палях у воді та багні. Як це можливо?

Історична Венеція фактично є перевернутим лісом: її збудовано на мільйонах коротких дерев’яних паль, забитих у землю вістрям донизу. Секрет стійкості цих фундаментів пояснюється у матеріалі BBC.

Ці модрини, дуби, вільхи, сосни, ялини та в’язи завдовжки від 3,5 до менш як одного метра утримують кам’яні палаци та дзвіниці століттями (25 березня італійському місту виповнилося 1604 роки).

Точну кількість цих паль ніхто не знає, але, скажімо, один лише міст Ріальто тримається на 14 тисячах, а базиліка Сан-Марко, зведена у 832 році, — на 10 тисячах дубових підпірок.

Фундаментом для сучасних будівель є армований бетон і сталь, чий гарантований термін експлуатації становить лише 50 років, хоча, звісно, на практиці може слугувати довше. Професор геомеханіки з Федеральної вищої технічної школи Цюриха Александр Пузрін якось був вражений, коли від нього запросили 500-річну гарантію для конструкцій храму Бахаї в Ізраїлі.

«Я був шокований, бо це надзвичайно, — згадує він. — Я справді злякався, адже вони хотіли мій підпис. Я зателефонував своєму босові у Тель-Авів, дуже досвідченому, старому інженеру, і спитав: “Що ми будемо робити? Вони хочуть 500 років”. Він відповів: “500 років? (пауза). Підписуйте. Нас тоді вже не стане”».

Тож довговічність венеційських фундаментів вражає інженерів. Люди, які забивали палі під будівлями Венеції, називалися «баттіпалі». Вони вбивали дерев’яні колоди руками, наспівуючи свою пісню, ритм якої допомагав працювати.

Палі слід було вбити якомога глибше, до максимально можливого опору. Рухалися спіраллю від зовнішнього краю споруди до центру. Зазвичай вбивали по дев’ять паль на квадратний метр. Верхні частини потім спилювали, щоб отримати рівну поверхню. Структура розташовувалася нижче рівня моря. Згори вкладали заттероні (дошки) або мад’єрі (балки), товщина яких варіювалася від 20 до 50 сантиметрів, залежно від маси споруди.

Найстійкішою деревиною вважався дуб, — але він був і найціннішим, тож зрештою його стали економити, передусім для кораблебудування. Один із документів, який передбачає збереження лісу, датується 1111 роком. Тож досі Венеція оточена пишними лісами. А от, до прикладу, Англія зіштовхнулася з браком деревини і виснаженням ресурсів уже у XVI столітті.

Амстердам також тримається на палях, але там вони входять у материковий ґрунт. Такий метод працює, якщо порода розташована близько до поверхні води. Якщо ж до неї десятки метрів, то довжини колод просто не вистачить.

У Венеції використали інший принцип, пояснює професор архітектури Іллінойського університету Томас Леслі. В основі лежить ідея укріплення ґрунту шляхом забивання якомога більшої кількості паль, що збільшує тертя між палями та ґрунтом. Будівельники використовували гідростатичний тиск — ґрунт «схоплює» палі, якщо їх розмістити достатньо щільно у великій кількості.

Тож венеційські палі не сягають материкової породи, натомість тримаючись фактично в багні завдяки тертю.

Ця технологія згадується римським інженером Ветрувієм у І столітті нашої ери. Такий принцип використовували також давні китайці й ацтеки.

Дерев’яні фундаменти Венеції, однак, не є невразливими. Існує міф, що деревина під водою не гниє, бо перебуває в майже анаеробному середовищі, тому грибок і комахи, яким потрібен кисень, не атакують її. Однак її атакують бактерії, хоч і повільніше, ніж на повітрі. Та водночас порожнини, утворені дією бактерій, заповнюються водою, й завдяки тому ж тиску вся система з води, багна та дерева зберігає стійкість.

Команда дослідників вивчила низку фундаментів, включно з дзвіницею церкви Фрарі, побудованої в 1440 році на вільхових палях. Дзвіниця повільно просідає, приблизно на один міліметр щороку, бо має більшу масу, розподілену на площу забудови. Дерево під нею, як виявилося, таки пошкоджене, але система досі стійка.

Зараз архітектори все частіше звертаються до дерева й навіть будують із нього хмарочоси. Деревина поглинає вуглець, біологічно розкладається і завдяки своїй пластичності вважається одним із найбільш сейсмостійких матеріалів.