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[转载]为什么人类一直在刷新世界上最高的建筑而不是最深的建筑?

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【摘要】:
其实,这些高楼不是凭空树立的,它们的基础也不浅。

至于为什么建筑不往地下深处发展,因为技术达不到,太难太费钱了,往上盖比往下盖成本更低,土层结构复杂,而且不稳定,深入地表的建筑存在太多不安全因素。

首先,建筑要想往地下发展,必须要有一个空间,那么势必要像开挖基坑一样挖坑。

挖坑就带来3个问题。

作者 梁柱墙整理

其实,这些高楼不是凭空树立的,它们的基础也不浅。

至于为什么建筑不往地下深处发展,因为技术达不到,太难太费钱了,往上盖比往下盖成本更低,土层结构复杂,而且不稳定,深入地表的建筑存在太多不安全因素。

首先,建筑要想往地下发展,必须要有一个空间,那么势必要像开挖基坑一样挖坑。

挖坑就带来3个问题。

边坡稳定由于土压力的存在,挖好的基坑如果不进行支护的话,坑很快就会塌掉。而挖得越深,土压力越大,护坡就越难。这里的难不仅是支护本身困难,更多是施工困难。由于土压力情况复杂,深基坑常采用护坡桩来护坡。基坑有多深,护坡桩就得打得比基坑更深,而且必须是绕着基坑一圈都打,一个基坑起码上百根。钻孔打桩可是一个费钱而困难的事情。

2 地下水。地下可是有地下水的哦。地下水的存在会影响土层的承载力性质,而且非常不利于建筑施工。所以必须先降水或止水才行。所谓降水就是,比如我准备建一个地下100米的建筑,那么怎么说基坑得挖100米吧,那么就必须把地下水水位降至地下100以下。一般来说,地下水水位最多也就十来米,要降到地下100米估计附近的房子早就沉降塌陷了。而且,现在一般施工都不许降水(北京是这样的,不准抽地下水),做止水帷幕,就是用隔水材料把基坑四周地下水和基坑隔开,地下100米的止水帷幕,技术难度够呛。

3 开挖。其实这是最基本的一点。不谈护坡和降水,就说到底能不能挖那么深。大多数地表的填土层、粘土层是挺好挖的,砂石层、卵砾层也凑合(其实也挺不好挖),要是挖到了基岩,再想大规模往下开挖可就困难了。蓝翔毕业,挖掘机学得再好也很难。

所以,不是不想往下,是往得更下的技术还不成熟。

同时,从建筑学的角度,人类的居所需要阳光和空气流通,地下也是比较难以实现!

 

如果跳出民用建筑的范畴,有些人类建造物是在往地下发展的。

石油钻井的设备本身比较牛逼,设计孔深都有几千米。中国大陆科探用的就是石油钻机。好的立轴钻机用来做科研钻探,配上金刚石钻头打上几百米应该也没问题。

不过,用钻机来打孔做基坑也就好比用牙签在一个大蛋糕上戳洞。

 

南非的TauTona Mine金矿,全世界最深最大的金矿。它的边坡不是垂直下挖的,而是有一定坡度。这在我们带着规范的镣铐打地基的艺术家(才不是搬砖屌!)那叫放坡。放坡的好处就是利用土体自重的分力平衡掉边坡的土压力。这样就基本不用做其他复杂而困难的护坡措施。缺点是显而易见的,占地面积太大了!用这种方法在市区搞超深地下建筑实在是太奢侈了。当然,挖金子的就另当别论了。

事实上也有人在比更深。越深的建筑外部岩体对于宇宙线的屏蔽越好,所以大量关于此类科研的实验室都选择建在极深的环境中。例如中国锦屏山极深实验室(CJPL)是目前世界上同类实验室中深度最大的。上方岩层厚2400米。

另外从演化心(chě)理(dàn)学的角度分析一下吧。

人们认为高的建筑比较了不起,大人在九重天上替玉皇大帝盖瓦,确实有可能跟人的体貌有关。

从龙虾到人类,许多动物都存在一个支配等级,所谓君臣有序,地位高的动物可以获得更多的资源,食物、地盘、配偶等等。这个等级常常是以打斗决定的。其他条件一致的情况下,打架当然是体型大的占优。所以我们(和很多动物),都有把个头高大地位高贵联系起来的本能。