Venice được xây bên trên một mạng lưới cọc gỗ dày đặc. Ảnh: Emmanuel Lafont/ BBC
Mọi cư dân địa phương đều biết Venice là một khu rừng lộn ngược. Thành phố tròn 1604 năm tuổi vào ngày 25/3 được xây trên nền móng làm từ hàng triệu cộc gỗ thấp, đóng vào nền đất với phần nhọn hướng xuống dưới. Những cây gỗ như thông rụng lá, sồi, trăn, vân sam và du dài từ gần một mét tới 3,5 m đã đỡ các tòa nhà đá và tháp chuông cao trong hàng thế kỷ, trở thành kỳ quan kỹ thuật thách thức lực vật lý và tự nhiên, theo BBC.
Ở phần lớn công trình hiện đại, bê tông cốt thép đảm nhận công việc mà khu rừng lộn ngược này đã thực hiện suốt hàng trăm năm. Tuy nhiên, bất chấp độ bền chắc của chúng, rất ít nền móng ngày nay có thể tồn tại lâu như ở Venice. "Hiện nay, cọc bê tông - thép được thiết kế để tồn tại 50 năm", Alexander Puzrin, giáo sư kỹ thuật địa cơ học và hệ thống trắc địa ở Đại học EHT tại Zurich, Thụy Sĩ, cho biết. "Tất nhiên, chúng có thể tồn tại lâu hơn, nhưng khi chúng ta xây nhà và công trình công nghiệp, tiêu chuẩn hoạt động là 50 năm".
Kỹ thuật đóng cọc ở Venice rất lý thú bởi hình dạng, độ bền bỉ qua nhiều thế kỷ và quy mô vĩ đại. Không ai biết chính xác có bao nhiêu triệu cọc bên dưới thành phố, nhưng có 14.000 cọc gỗ xếp chi chít chỉ riêng ở nền móng của cầu Rialto và 10.000 cây sồi bên dưới nhà thờ San Marco Basilica, xây vào năm 832.
Công nhân sẽ dùng búa đóng cọc sâu hết mức có thể cho tới khi không thể nện búa thêm nữa, bắt đầu từ rìa ngoài của công trình và hướng dần về trung tâm của nền móng, thường với mật độ 9 cọc/m2 theo hình xoắn ốc. Phần đầu cọc sau đó được cưa để tạo bề mặt bằng phẳng và nằm bên dưới mực nước biển. Những cấu trúc gỗ đặt nằm ngang như ván hoặc dầm được xếp lên trên cọc. Trong trường hợp xây tháp chuông, ván hoặc dầm dày tới 50 cm. Đối với công trình khác, kích thước là 20 cm hoặc mỏng hơn. Gỗ sồi là loại gỗ bền nhất nhưng cũng quý giá nhất. Ở bên trên nền móng bằng gỗ, công nhân sẽ xếp đá xây nhà.
Venice không phải thành phố duy nhất dùng cọc gỗ làm nền móng nhưng có những khác biệt chủ chốt khiến phương pháp của họ trở nên độc đáo. Amsterdam là một thành phố khác dựa một phần vào cọc gỗ. Tại đây và nhiều thành phố châu Âu khác, cọc được đóng cho tới khi chạm đến tầng đá gốc, đóng vai trò như những cột dài hoặc giống chân bàn.
"Đó là điều tốt nếu lớp đá gần mặt đất", Thomas Leslie, giáo sư kiến trúc ở Đại học Illinois, nhận định. Nhưng ở nhiều khu vực, tầng đá gốc vượt ngoài tầm vươn tới của cọc. Ở bờ hồ Michigan tại Mỹ, nơi Leslie sinh sống, tầng đá gốc có thể cách mặt đất tới 30 m và tìm được cây lớn như thế rất khó. Thay vào đó, công nhân xây dựng dựa vào ma sát của đất.
Nguyên tắc dựa trên ý tưởng gia cố đất, chèn nhiều cọc hết mức có thể, tăng thêm ma sát giữa cọc và đất. Thuật ngữ của phương pháp này là sức ép thủy tĩnh, có nghĩa đất "bám" cọc nếu có nhiều cọc được chèn dày đặc ở một vị trí. Trên thực tế, cọc gỗ ở Venice hoạt động theo cách này. Chúng quá ngắn để chạm tới tầng đá gốc và chống đỡ nhà cửa ở bên trên nhờ ma sát.
Sau hơn 1,5 thiên niên kỷ chìm dưới nước, nền móng ở Venice đã chứng minh độ bền bỉ đặc biệt. Tuy nhiên, chúng không phải miễn nhiễm với hư hỏng. Cách đây 10 năm, một nhóm nghiên cứu đến từ Padova và Venice kiểm tra tình trạng nền móng của thành phố, bắt đầu từ tháp chuông nhà thờ Frari xây vào năm 1440 trên cọc gỗ trăn. Tháp chuông Frari chìm 1 mm mỗi năm từ khi xây dựng, tính đến nay tổng cộng là 60 cm. So với các nhà thờ và tòa nhà, tháp chuông có trọng lượng lớn phân bố trên diện tích nhỏ hơn, do đó chìm sâu và nhanh hơn.
Nhóm nghiên cứu của Caterina Francesca Izzo làm việc thực địa, khoan lõi, thu thập và phân tích mẫu vật gỗ từ bên dưới nhà thờ, tháp chuông và ven kênh đào. Họ nhận thấy ở các công trình mà họ kiểm tra, gỗ bị hư hỏng nhưng hệ thống nước, bùn và gỗ vẫn duy trì nền móng. Theo họ, gỗ bên dưới thành phố không phải không mục ruỗng do nằm trong môi trường yếm khí. Vi khuẩn vẫn tấn công gỗ ngay cả khi thiếu vắng oxy nhưng hoạt động của chúng chậm hơn nhiều so với nấm và côn trùng ở nơi có oxy. Hơn nữa, nước lấp đầy những khoảng trống mà vi khuẩn đục khoét, cho phép cọc gỗ duy trì hình dạng. Vì vậy, ngay cả khi cọc gỗ bị phá hủy, toàn bộ hệ thống gỗ, nước và bùn vẫn gắn kết với nhau dưới áp lực lớn và duy trì độ bền suốt nhiều thế kỷ.
An Khang (Theo BBC)
