Римский Бетон

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ {АНТИЧНЫЕ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ)

Передавался труд к потомкам от отца, Но каждый камень, взвешен и размерен, Ложился в свой черед по замыслу творца. И линий общий строй был строг и верен. И каждый малый свод продуман до конца.

В. Брюсов

Любое крупное сооружение начинается с проекта. В специали­зированных проектных институтах вначале на бумаге рождается будущий стадион, мост или гидроузел. На первой стадии проекти­рования решаются технико-экономические и организационные вопросы строительства, прорабатываются архитектурные и кон­структивные решения будущих зданий и сооружений, составляется смета строительства, т. е. план предстоящих денежных расхо­дов и материалов. На второй стадии разрабатываются рабочие чертежи, производится уточнение и деталировка предусмотрен­ных проектом технических решений.

А как же приступали к строительству в Древнем Риме? Одно­значно ответить на этот вопрос трудно. Однако по фактам, кото­рые накопились к настоящему времени, можно с достаточной уве­ренностью предположить, что римляне умели выполнять элемен­тарные расчеты своих сооружений, знали и пользовались черте­жами и, вероятно, проводили испытания строительных материа­лов, в том числе и бетона. Для подтверждения этих предположе­ний достаточно, казалось бы, посмотреть на совершенные в архи­тектурном плане здания и сооружения римлян или, к примеру, на геометрически правильные развалины домов-садов в городе Ос - тии, или на аркады акведука Понт-дю-Гар, в котором архитектур­ное изящество сочетается с точностью инженерных расчетов.

Тем не менее и сегодня не все ученые признают эти фак­ты. Одни из них продолжают считать римлян, как и их предшест­венников «голыми» эмпириками, которые в любом деле, включая и строительство, следовали опыту своих отцов и дедов; дру­гие не согласны с ними.

Если внимательно отнестись к документальным и археологи­ческим источникам, то окажется, что уже при Витрувии в осно­ве проектирования зданий и сооружений лежал главный прин­цип — придание постройке необходимого запаса прочности. При этом сами требования к прочности Витрувий сформулировал в виде ряда положений и правил.

Так, он писал, что при закладке фундамента зданий необ­ходимо «...копать ров до материка, да и в самом материке на глубину, соответствующую размерам возводимой постройки и ши­риною больше будущих подземных стен, и заполнять его самой основательной каменной кладкой» (кн. I, гл. 5). При возведе­нии крепостных стен «...сквозь всю толщу стен должны как можно «4 Чаще закладываться брусья из обожженного маслиничного де­рева, чтобы стена, связанная с обеих сторон этими брусьями, как скрепами, навеки сохранила свою прочность» (кн. I, гл. 5). Мотивируя соотношение между диаметром и высотой колонн, он пишет: «...размышляя, каким способом их (колонны) сделали так, чтобы они были пригодны для поддержания тяжести и облада­ли правильным и красивым обличием, они измерили след мужской ступни по отношению к человеческому росту и, найдя, что ступ­ня составляет шестую долю, применили это соотношение к колон­не, и сообразно с толщиной основания ее ствола, вывели ее вы­соту в шесть раз больше, включая сюда и капитель. Таким об­разом, дорийская колонна стала воспроизводить в зданиях пропор­ции, крепость и красоту мужского тела» (кн. IV, гл. I).

Далее Витрувий продолжает: «...надо озаботиться облегчить нагрузки стены посредством сводов из клинчатых камней... Ведь если над перемычками или притолоками будут клинчатые арки, то, во-первых, от облегчения нагрузки дерево не будет прогибать­ся, а, во-вторых, при какой-нибудь порче от ветхости его можно будет легко заменить без устройства подпорок».

Кроме советов о запасах прочности сооружений в трактате Витрувия имеется ряд предосторожностей «...Особое внимание,— говорит он,— должно быть обращено на фундаменты, потому что земляная засыпка может причинить им безмерный вред. Она ведь не может всегда сохранять одинаковый вес, обычный для нее ле­том, но в зимнее время, впитав в себя обилие дождевой воды, она и своим весом, и своим объемом разрушает и распирает ка­менную кладку фундамента». Такое внимание к фундаментам, вероятно, было оправдано горьким опытом случившихся ката­строф. Так, римский историк Тацит описывает, в 27 г. н. э. «про­изошло непредвидимое несчастье... Некто Атилий, вольноотпущен­ник, решившись выстроить в Фиденах амфитеатр для гладиатор­ских представлений, не укрепил его основание на прочном грунте и не скрепил прочными связями деревянного остова, как человек, который не имел ни достаточно денег, ни желания угодить граж­данам своего города, но взялся за это дело для грязной выго­ды. Стеклось большое множество народа, жадного до таких зре­лищ..., собралось особенно много мужчин и женщин и людей вся­кого возраста... Переполненное здание пошатнулось и обрушилось внутрь, стремглав увлекло с собой и завалило огромное множе­ство людей...

Пятьдесят тысяч человек было при этой катастрофе изувече­но или раздавлено. Поэтому было постановлено Сенатом, чтобы никто не давал гладиаторского зрелища, у кого имущества было менее 400 тыс. сестерциев, и чтобы амфитеатр строился не иначе, как на почве, твердость которой была удостоверена ос­мотром. Атилий был отправлен в ссылку». Светоний также пишет, что у «...фиден во время гладиаторского боя вследствие обвала амфитеатра погибло свыше 20 тыс. человек».

Началу строительных работ, как было принято, предшествова­ло представление архитектором сметы, имеющей форму договора между заказчиком и подрядчиком, а при строительстве ответствен­ных сооружений — между сенатом или императором и строитель­ной коллегией. В сметах обычно перечисляли все виды работ, связанные с возведением данного сооружения. При этом предус­матривались мельчайшие подробности, благодаря чему они служи­ли как бы инструкцией для подрядчиков и рабочих. Витрувий при­водит интересные сведения, касающиеся ответственности архитек­тора за соблюдение финансовой дисциплины.

«...В известном городе Ebhesus,— пишет он,— существовал( строгий, но справедливый обычай. Когда архитектор договаривался о подряде, он составлял смету и представлял ее на утверждение..., а свое состояние закладывал до окончания строи­тельства. Если стоимость строительных работ соответствова­ла смете, то архитектору воздавались официальные почести, сос­тавлялся почетный указ и выдавалась грамота. Если стоимость не превышала 1/4 части запланированной сметы, то разность меж­ду фактической стоимостью и стоимостью по смете вычиталась (за счет города) и на архитектора штраф не накладывался. Если же перерасход стоимости был больше 1/4 части составленной сметы, то недостающая сумма взыскивалась из личных средств архитектора...» Витрувий жалеет, что в. его время такие правила распространялись не на все сооружения. Он продолжает «...Если бы наши бессмертные боги создали такой закон не только для общественных зданий, но и для частных построек, тогда бы люди, которые в этом деле мало понимают, не оставались без­наказанными...»

Вероятно, к смете проекта обычно прилагалась пояснитель­ная записка. Так, известно, что греческие архитекторы составля­ли подобные пояснения, в которых раскрывали замысел сооруже­ния и способы его строительства, хотя ни одно из этих письмен­ных свидетельств не дошло до наших дней. В известном сочине­нии Юлия Цезаря «Записка о Галльской войне» сказано, что при строительстве моста через Рейн, составлялись многочисленные записки и планы.

Совсем недавно группой западногерманских археологов был обнаружен архив «строительных чертежей». Они находились в руинах знаменитого храма Аполлона в Дидимах, к югу от совре­менного турецкого города Секе. Выгравированные на стенах чер­тежи занимают площадь свыше 200 м2 и представляют собой наи­более подробный и полный из известных нам «комплектов» древних строительных чертежей. Установлено, что это были рабочие чер - • тежи, представляющие собой заключительную стадию архитек­турного проектирования. Они были предназначены непосредствен­но для производства работ.

Заключительной стадии, вероятно, предшествовало несколь­ко этапов предварительного проектирования. Сами же предвари­тельные эскизы могли выполняться на папирусе, пергаменте, от­беленных деревянных досках и даже на плоских каменных пли­тах, что подтверждается находками западногерманских археоло­гов.

В пользу существования чертежей у римлян говорит также на­личие самих смет, которые очень трудно составить, не имея чертежей с размерами всего сооружения и его деталей. Наконец, еще одним доказательством существования чертежей и проектов в Древнем Риме была быстрота строительства, которая диктова­лась короткими, не более полутора-двух лет, сроками полномочий консулов, цензоров или преторов, которые отвечали перед сена­том и народным собранием за сдачу объектов. Чтобы организовать труд большого количества людей в такой короткий срок, была необходима предельная четкость и ясность в ведении работ, ко­торые невозможно представить без наличия чертежей и проекта. Скорее всего, римляне не были знакомы только с масштабными чертежами, и, тем не менее они проводили маркшейдерские ра­боты, составляли детальные планы местности, делали подробные зарисовки и, видимо, чертежи деталей как образцы для скуль­пторов или резчиков по камню. Примером подобного технического решения может служить подробная схема раки в Капуе, вы­полненная в натуральную величину.

Известно, что в случае необходимости римляне изготавливали модели будущих сооружений. Интересное упоминание о моделях водопроводов с долинами рек, тоннелями и мостами имеется у Фронтина. Встречаются портретные изображения императоров и царей, в руках которых находятся м-иниатюрные сооружения.