威尼斯保持1600年不沉没,是如何建成的?

当地人都知道，水城威尼斯是一片倒置的森林。

这座拥有1604年历史的城市，建筑基础由数百万根短木桩构成，木桩尖端朝下，深深打入地底。

这些木材——落叶松、橡木、赤杨、松木、云杉和榆木，长度从3.5米（11.5英尺）到不足1米（3英尺）不等——支撑着石造宫殿和高耸钟楼，展现出结合物理学与自然力量的工程学奇迹。

在现代建筑中，钢筋混凝土和钢材承担着这些木桩数世纪来的工作。然而，尽管现代材料强度高，今日的基础结构很少能像威尼斯的木桩一样持久。

“现代混凝土或钢桩的设计寿命通常是50年，”瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）地质力学与岩土工程教授亚历山大·普兹林（Alexander Puzrin）说。

“当然，它们可能会更久，但我们建造房屋和工业设施时，标准是50年。”

威尼斯的木桩技术因其几何设计、历经多个世纪的韧性以及庞大的规模，令人着迷。

没有人确切知道城市下方有多少木桩，但仅里亚托桥（Rialto Bridge）的基础就有14000根紧密排列的木桩，而建于公元832年的圣马可大教堂(San Marco Basilica)下方则有10000棵橡树。

将木桩打入淤泥的人被称为“battipali”（意为打桩工），他们在工作时会唱歌来保持节奏。

它们是如何建成的

木桩尽可能深地打入地底，从结构外缘开始，逐步向中心推进，通常每平方米打入九根木桩，呈螺旋形排列。

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木桩顶端被锯平，形成低于海平面的规整表面，然后在上方放置横向木结构——要麽是“zatteroni”（木板），或者是“madieri”（木梁）。

在这层木质基础上，工人再铺设石材建筑。

为确保建材供应，古代威尼斯共和国很快开始保护森林，不仅是为建筑，也为造船。

“威尼斯发明了造林业，”意大利国家研究委员会生物经济研究所研究主任尼古拉·马基奥尼（Nicola Macchioni）解释说，指的是人工培育树木的做法。

威尼斯并非唯一依靠木桩作基础的城市，但它的方式独具特色。

阿姆斯特丹也是部分地建于木桩之上——在那里及其他很多北欧城市，木桩一直打到基岩，像桌脚般支撑着结构。

“如果岩层接近地表，这样很好。”伊利诺伊大学建筑学教授汤玛斯·莱斯利（Thomas Leslie）说。

但在美国密歇根湖畔，基岩可能在地表下30米（100英尺）。

“要找到那么长的树干很难，对吧？据说芝加哥在1880年代曾尝试将两根树干叠在一起，结果可想而知失败了。最后人们意识到可以依靠土壤摩擦力。”

这种原理是透过大量木桩加强土壤，增加木桩和土壤之间的摩擦力。