История градостроительства

Однако наибольшее применение на стройках Рима нашел обожженный кирпич. Император Август (27-14 гг. до н.э.) гордился более всего тем, что вступив в Рим глиняный, оставляет его кирпичным и мраморным. Остатки кирпичных сооружений античного мира свидетельствуют о высоком качестве обжига; при этом отдельные кирпичи сохранили клеймо с указанием года и места их обжига.

Обжиговый кирпич изготовлялся трех разновидностей: треугольный (длина 127 - 508 мм, толщина 38,1-50,8мм), прямоугольный (длина 254 - 381 мм, ширина 101,6 – 152,4мм, толщина 38,1-50,8мм) и квадратный (размеры 762-838,2мм, толщина 50,8-88,9мм). Следует отметить, что каких либо узаконенных норм на размеры кирпича в то время не существовало. Это позволяло каждому изготовителю действовать по своему усмотрению, руководствуясь в основном качеством применяемой глины и обжига. Наибольшее распространение в обычной кладке получил треугольный кирпич. Прямоугольный кирпич использовался для кладки узлов и сопряжений стен, а квадратный - для устройства связевых рядов.

Появление новых материалов и конструкций позволило римлянам создать новые типы зданий и сооружений: амфитеатры, триумфальные арки, фермы, акведуки, многоэтажные дома - инсулы. Распространенными видами сводов в Древнем Риме были цилиндрический, крестовый и купол (рис. 8). Конструкция сводов состояли из бетона нм туфовых заполнителях (туф - легкая горная порода вулканического происхождения), армированного кирпичным каркасом. Кирпичные арки выполнялись по деревянным кружалам. По такой схеме (каркас из вертикальных арок и горизонтальных колец) был выполнен купол. Над Пантеоном в Риме в I в. до н.э. (Пантеон - место захоронения выдающихся деятелей Римской империи). Для устройства кровли храмов,   дворцов,   общественных зданий применялась черепица кирпич, каменные плиты, свинец. Так, например,    храм Юпитера в Олимпии был покрыт мраморными плитами, храм Юпитера в Риме - позолоченными кирпичами и т.д. Кровля жилых зданий сооружалась из соломы, древесной коры, досок и черепицы.

2.2 Технология строительных процессов в античном мире: земляные, бетонные работы, возведение каменных стен

 

Значительных объемов  земляные   работы   достигали   в   Древнем Египте. Развитие земледелия в условиях засушливого климата обуславливало необходимость строительства гидротехнических сооружений (плотин, каналов и др.).

Земляные работы выполнялись  с использованием бронзовых мотыг  и деревянных лопат. Транспортировка земли производилась животными, а на короткие расстояния - рабами в мешках, носилках, повозках. С использованием таких примитивных технологических приемов еще при первом египетском царе Менесе (3890г. до н.э.) на реке Нил была построена плотина, что принудило реку покинуть свое русло.

Наиболее масштабным примером каменного строительства в древнем мире является строительство пирамид. Возведение столь больших сооружений при весьма низком уровне техники представляло собой технически сложную задачу и потребовало больших усилий, изобретательности и длительного срока. Древнегреческий историк Геродот сообщает о том, что на строительстве пирамиды Хеопса было занято 100000 рабов, строительство самой пирамиды продолжалось двадцать лет, подготовительные работы выполнялись десять лет. Вместе с тем, современные ученые считают, что на строительной площадке пирамиды более 8000 человек не смогли бы производительно работать, не мешая, друг другу. Над сооружением пирамид работали также специальные рабочие отряды, "мастера нагорья", без которых, вероятно, нельзя было достичь прославленного совершенства пирамидной кладки. Такие отряды делились на несколько подразделений. Процесс строительства пирамиды состоял из следующих этапов:

1. Подготовительные работы. Перед строительством необходимо было выровнять поверхность площадки. Для этого египтяне вокруг нее строили водонепроницаемый вал из песка и камней; таким образом, образовывался квадрат, в котором вырубали густую сеть небольших каналов. Каналы пересекались под прямым углом, поэтому площадка напоминала огромную шахматную доску. Затем каналы заполняли водой; высоту уровня воды отмечали на боковых стенках каналов, после чего воду спускали. Все, что выступало над уровнем воды, каменотесы вырубали.

2. Изготовление и транспортировка к месту строительства каменных блоков. Заготовка каменных блоков производилась в карьерах, расположенных на другом берегу Нила. С использованием рычагов и канатов группа рабочих устанавливала блок на деревянные полозья и перетаскивала его по бревенчатому настилу к реке. Далее блок переправлялся на противоположный берег на парусной лодке; для того, чтобы лодка не перевернулась, каменную глыбу подвязывали к ее дну. На строительную площадку каменный блок доставляли волоком по выложенной бревнами дороге. Тяжелые камни перемещались также с использованием земляных сооружений.

 

Рисунок 10 - Греческая кладка с креплением камней пиронами.

Рисунок 11 - Кладка стены с применением треугольного кирпича.

 

 

3. Подъем и установка каменных блоков. Для подъема блоков устраивались наклонные плоскости (пандусы) шириной 20 м, сделанные из сырцового кирпича. По ним каменную глыбу с помощью канатов и рычагов затаскивали на верхнюю площадку строящейся пирамиды. Здесь рабочие укладывали блок насухо на место с точностью до миллиметра. Чем выше вырастала пирамида, тем круче и длиннее получался пандус и тем меньше становилась рабочая площадка. И вот, наконец, наступало время самой опасной работы - установки "пирамидона".

     Не вызывает  сомнения, что при выполнении  этой работы погибло очень много людей. Так, например, во время строительства пирамиды в Майдули произошла страшная катастрофа: внешние каменные блоки из-за слишком большого угла откоса начали сползать, в результате чего погибло очень много рабочих, а строительство так и осталось незавершенным.

     По предположению  профёссора Н.А. Смирнова кладка  египетских пирамид производилась уступами высотой до 7,5 м с заполнением внутреннего массива натесанным камнем небольших размеров на растворе, состоящем из смеси извести, песка и глины. Сначала возводилась ступенчатая внешняя часть из каменных блоков, а затем заполнялась внутренняя часть пирамиды. Это облегчало производство работ: ступени служили промежуточными площадками, необходимыми для подъема и складирования материалов.

     Корпус пирамиды состоял из 128 слоев камня и напоминал издали ступенчатую гору. Облицовка пирамиды каменными плитами производилась в направлении сверху вниз. Края плит были настолько точно подогнаны, что между ними нельзя было вставить даже лезвие ножа.

Объем каменной кладки пирамиды Хеопса составил 2,6 млн.м³. Одна сторона основания пирамиды длиннее другой всего на 20 см (при длине 233 м).

     В Древней  Греции кладка стен и стоечно-балочных  конструкций из крупных каменных  элементов велась только "насухо", т.е. без применения раствора. Стены возводились из прямоугольных блоков с чередованием ложковых рядов (ложок - блок, уложенный длинной стороной вдоль стены) и тычковых рядов (тычок - блок, уложенный длинной стороной поперек стены) с соблюдением перевязки швов. Колонны складывались из цилиндрических блоков - барабанов. Соприкасающиеся грани тщательно обрабатывались. Особенно ровными были горизонтальные грани – постели, через которые передавались вертикальные нагрузки.

           Устойчивость греческих   конструкций, работающих    на сжатие, обеспечивалась без дополнительных связей, однако опасность землетрясений заставляла иногда скреплять каменные блоки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Крепление блоков производились металлическими штырями и пиронами, вставленными в специальные штырями и пиронами, вставленными в специальные гнезда и залитыми свинцом (рис. 10). Для крепления барабанов применялись также деревянные штыри.

Древние римляне использовали при возведении стен мелко блочную кладку из камня или сырцового и обожженного кирпича на растворе.

При строительстве одноэтажных  зданий из сырцового кирпича требовалось устройство стен толщиной 457,2 мм. Стены возводились на фундаменте из обожженного кирпича или камня. Верхняя часть стены также выкладывалась на высоту 0,5 м из рядов обожженного кирпича, такой же кирпич применялся для устройства карнизов и в качестве постельных рядов под опоры балок.

В многоэтажном строительстве  стены из сырцового кирпича вследствие большой толщины (от 914,4 до 1371,6 мм) уже в I в. до н.э. не возводились. Изданным в Древнем Риме законом предельная толщина стен для многоэтажных зданий также определялась в 457,2мм, что потребовало применения при строительстве обожженного - кирпича и слитного камня. Кладка велась на глиняном растворе. Применение треугольного кирпича (рис. 11) требовало большого количества раствора, а также укладки рядов из квадратного кирпича и каменных плит для достижения монолитности и прочности кладки. Стены возводились переменной от этажа к этажу толщины.

Своды выполнялись из специального клинообразного кирпича или из трапециевидных камней.

В Древнем Риме широко применялась каменная кладка (рис. 12). В массивных сооружениях встречается циклопическая кладка из камней неправильной формы, складываемых в конструкцию стены, углы и проемы которой выкладывались из рядов тщательно обработанных камней.

Каменные плиты обрабатывались с таким соотношением длины и ширины, которое обеспечивало надежную перевязку швов. При небольшой толщине стены ширина плит принималась равной ей. При размерах стены в два и более камней кладка состояла из чередующихся ложков и тычков.

В случае возведения стен большой толщины применялась  конструкция из двух фронтальных стен, связанных между собой поперченными стенками (толщиной примерно 0,6м). Образованные такой кладкой колодцы оставались пустыми или заполнялись римским бетоном. Для скрепления поперечных и продольных стен использовались деревянные и свинцовые связи.

Растворы для кладки стен приготовлялись из одной части  известкового теста и трех частей песка. Строительным нормами Древнего Рима запрещалось применять известь, не достигшую трехлетнего возраста с момента затворения.

С лицевой поверхности  стены делались гладкими или шероховатыми, применялась расшивка швов или отделка рустами.

Одним из видов кладки из мелких камней без последующего оштукатуривания является сетчатая кладка (рис. 13). При этом камни квадратной в основании формы укладывались на ребро.

Для обеспечения безопасности работ на высоте каменщики использовали леса, которые представляли собой дощатые настилы, опирающиеся на заложенные в кладку бревна.

Бетон_ирование гидротехнических сооружений выполнялось послойно. На ряд камней наливали известковый раствор и уплотняли бетон трамбовкой. После окончания работ бетон засыпали слоем земли в 40 - 60 см и оставляли в таком положении для набора прочности на один или два года.

При бетонировании колодцев в каменной кладке укладывали попеременно толстый слой (10 - 15 см) раствора и примерно такой же слой каменного щебня, после чего его подвергали трамбованию.

С течением времени начали возводить бетонные стены в деревянной опалубке. Бётон был экономичнее по затратам на материалы, прост в производстве. Для облицовки бетонных стен римляне применяли обработанный камень в виде усеченных пирамид для лучшего сцепления с бетоном и обожженный кирпич.

Набивные стены в  Древнем Риме возводились из глины, укладываемой послойно между рядами дощатой опалубки. Такие стены считались 
очень прочными и устойчивыми и применялись в крепостных сооружениях.

2.3 Технология отделочных работ в античном мире

Высокого совершенства достигли древние римляне в технологии отделочных, особенно штукатурных работ. Штукатуркой отделывали как стены из различных материалов, так и колонны.

Состав известково-песчаного  штукатурного раствора принимался в пропорции 1:2. Качество применяемой извести проверялось государственными контролерами с использованием каменщицкой лопатки, погружаемой в известковое тесто. Известь считалась годной к употреблению, если при выдергивании лопатки из извести к ней прилипал по всей поверхности ровный слой известкового теста. Раствор приготовлялся в металлической емкости при перемешивании лопатами и обработки массы ударами деревянных плетей.

• Для водонепроницаемых  штукатурок песок заменялся цемянкой (толченым кирпичом). Для получения декоративной штукатурки в раствор добавляли мраморную крошку.

 

 

 

Рисунок 12 - Виды каменной кладки в древности:

1 - циклоническая кладка; 2-3 – кладка из обработанных камней;

4- кладка с чередующимися  ложковыми и тычковыми рядами;

5-6 - каменно-бетонная кладка; 7-8 - кладка толстых стен из  грубоколотых

камней.

 

 

Рис. 13 Сетчатая кладка стен.

 

Нанесение штукатурного раствора на поверхность производилось тремя слоями: основание песчаным слоем, мраморной накрывкой. Первый слой состоял из раствора с наполнителем из крупного речного песка для лучшего сцепления с последующими слоями; второй слой, на-носимый тремя последовательными приемами - из раствора на мелком песке; мраморная накрывка также накладывалась в три приема, причем вначале на поверхность набрасывался раствор с крупной мраморной крошкой, потом с крошкой средней крупности и, наконец, с мелкой крошкой. Каждый последующий штукатурный слой наносился после того, как поверхность предыдущего становилась сухой. Толщина штукатурки составляла от 19,05 до 76,2мм.