Античный фундамент: копать от обеда до материка

Вы когда-нибудь задумывались, какой внешний фактор нанес наибольший вред дошедшим до нас памятникам античной архитектуры? Что их, собственно, разрушило? Только не нужно говорить, что виною всему время — Парфенон, например, по-настоящему серьезно пострадал всего пару веков назад от взрыва расположенного в нем порохового склада…

Если вынести за скобки беспощадное время, пороховые склады, а также вандализм и мародерство неблагодарных потомков, то выяснится: большинство древнегреческих шедевров пали жертвой землетрясений.

Нельзя сказать, что греки не учитывали фактора сейсмической опасности. Напротив, учитывали, да еще как! Каменные пазы и шипы, металлические скобы и пироны для крепления кладки — результат этого учета. Да и сами конструктивные особенности древнегреческой архитектуры таковы, что теоретически эти здания должны были бы стоять вечно: в большинстве таких построек фактически отсутствует сила бокового распора, камень же несет нагрузку, составляющую лишь небольшую часть его прочного сопротивления. Увы, эти же архитектурные особенности таили в себе и опасность: венчающие колонны фризы, карнизы, архитравы поднимали центр тяжести строения вверх, делая здание уязвимым перед землетрясением.

Фундамент Эрехтейона в афинском Акрополе увенчан крепидой — ступенчатым основанием здания

Впрочем, если в кладке стен и установке колонн греки достигли пределов совершенства на доступном им технологическом уровне, то с фундаментами их успехи были гораздо скромнее.

Помягче и пошире

Предположим, нам предстоит возвести акрополь в одном из древнегреческих городов. Какие трудности нас ожидают на стадии подготовки фундамента?

Во-первых, почва гористой местности — либо скудная и тяжелая, либо неустойчивая наносная. Во-вторых, если слой почвы неприлично тощий или вообще отсутствует, строить придется непосредственно на скале, поэтому нужно сгладить поверхность. В первом случае необходим фундаментный ров, во втором — много дней работы каменотесов.

Античный фундамент обычно чуть шире стен, и при этом в основание статусных сооружений (дворцов, храмов, общественных зданий) греки предпочитали класть камни более мягкой породы, нежели те, из которых возводилось здание. В мраморных Афинах это известняк из Пирея, в Пергаме — трахитовый туф, в то время как стены построек состоят из трахита.

Пергамский алтарь, находящийся в качестве музейного экспоната в Берлине

Использовались и более простые материалы: бут, лава, конгломерат, глина, уголь, твердый песок и т. п. Например, стены Ольвии (IV–III вв. до н. э.) возведены на субструкциях из слоев золы и глины, отдельные участки афинских Длинных стен — на таких же субструкциях из известки и крупного песка. Крепостная стена опоясывает полис, «длинная стена» — полис, морской порт и связывающую их дорогу. Это километры кладки, нуждающейся в удешевлении: не храм и не дворец, нужно быть скромнее, бюджет у полиса не резиновый.

Что касается частных домов, то их фундаменты были гораздо менее глубокими, чем у общественных сооружений. Но и здесь, и там камень, как правило, обтесывался чрезвычайно грубо и укладывался рядами без металлических скреп, скрупулезной обработки швов, раствора и прочих премудростей.

Останки фундаментов частных домов античной эпохи в Пантикапее (Крым)

Однако иногда при постройке храмов не мелочились — слагали основания из каменных плит шире самого фундамента, в том числе из брака каменоломен и каменотесных мастерских. Расположенная над землей часть фундамента тщательно отесывалась и укладывалась по уровню, скрадывая неровности фундаментной кладки. При хорошей отделке на этих верхних плитах (эпейтинтериях) можно было сразу осуществлять кладку стен и установку колонн либо возводить ступенчатое основание (крепиду).

Изредка верхний слой фундамента соединялся скрепами и шипами с нижним слоем стен (храм Артемиды в Магнезии, Артемисий на Самофракии и др.). Однако касалось это только храмов, превышающих стандартные размеры, ведь ни на крепостную стену, ни тем более на «длинную» не напасешься скоб, скрепов и пиронов, а для жилья это непозволительная роскошь.

Храм Артемиды Левкофриены в Магнезии (Турция) был настолько велик по античным меркам (67x40 м), что знаменитому архитектору Гермогену пришлось применять механическое соединение фундамента и нижней части стены

Подчеркнем две основные особенности древнегреческих фундаментов. Прежде всего, греки были практичны: фундаменты обычно возводились несплошными и поддерживали лишь стены и отдельные опоры. Расчет эллинских строителей основывался на том, что давление стенок рва и тяжесть стен предохранят кладку фундамента от расползания. Отсюда греческая привычка укладывать твердое на мягкое, а узкое — на широкое, заодно используя курватуру (намеренную легкую вогнутость) оснований.

Ямы для храмов

Свойственная архитекторам уверенность, будто древние греки не халтурили и выкладывали фундамент по камушку, базируется на трактате Витрувия, рекомендовавшего «копать канаву до материка, если можно до него дойти, да и в самом материке, на глубину, соответствующую объему возводимой постройки, и выводить по всему дну самую основательную кладку». Как уже догадался читатель, греки если и были настолько педантичны, то лишь при строительстве культовых сооружений. «Копать до материка» при возведении не то что частной халупы, но и даже крепостной стены никто не собирался.

А если до материка вообще не докопаться? В этом случае (наносные или болотистые почвы) Витрувий рекомендует «это место выкопать, опорожнить и забить ольховыми, или масличными, или дубовыми обожженными сваями и вбить их машинами как можно теснее, а промежутки между ними завалить углем, после чего выложить как можно более основательный фундамент». Обобщая греческий принцип «узкое на широком», Витрувий предписывает выводить на поверхность земли под колоннами стереобаты («стены наполовину толще будущих колонн»), несущие тяжесть. Промежутки между стереобатами следует «связать сводами или же укрепить, плотно утромбовав землю, так чтобы стены были расперты». Как видим, эллинские инновации обобщили, довели до ума и стандартизировали для массового воспроизведения римляне.

Получается, что фундамент покоится под каждой стеной и под каждым рядом колонн, а промежутки между этими рядами фундаментной кладки засыпаны землей или щебнем. В эллинистическую эпоху, ближе к временам Витрувия, появилась альтернативная структура фундамента, в которой ряды его стенок, пересекаясь под прямым углом, образуют сеть. Таков, например, фундамент знаменитого Пергамского алтаря — почти равносторонний прямоугольник 36,8×34,2 м, внешний контур которого образуют массивные стены толщиной в 3 м, а внутри сплетаются в сеть параллельные фундаментные стенки, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга и ориентированные либо с севера на юг (толщина 0,5 м), либо с запада на восток (толщина 1 м).

Фундамент Пергамского алтаря

Продолговатые ячейки сетчатого фундамента засыпаются землей, камнями, золой и мусором. Основание Пергамского алтаря сложено из грубо отесанных квадров мягкого трахитового туфа, без раствора и механических соединений.

Схема фундамента Пергамского алтаря

А вот мраморный храм Афины в Трое — хорошая иллюстрация воспетой Витрувием технологии работы с наносными грунтами. Поскольку Троя стоит в буквальном смысле на слое мусора глубиной 13 м, накопившемся от деятельности многих поколений троянцев, и до материка докопаться практически невозможно, строители ограничились рвами (глубиной 9 м, шириной 2,6–3,6 м), образующими вытянутый прямоугольник с двумя добавочными короткими поперечными линиями. Ров укрепили вертикальными деревянными распорками, а затем до высоты 3,7 м засыпали песком. Для каждого слоя брался песок различных пород, тщательно поливался и утрамбовывался. Только после этого на верхнем слое укладывали фундаментные стенки из квадров, засыпая пустое пространство между ними мелкой забуткой.

Схема фундамента храма Афины в Трое

…Парадокс: хотя при работе с фундаментами греки не демонстрировали ни особого полета фантазии, ни мощи инженерной мысли и руководствовались вполне приземленными доводами (поменьше возни и затрат, побольше устойчивости), от большинства их построек сохранились только фундаменты. Видимо, это скрытое послание современным строителям: красота хрупка, красоте нужна надежная опора.

Автор: Кастусь Бульдозер, специально для Stroyka.by