Случайно наткнулся на
описание технологии строительства земляных валов.
Самыми древними ограждениями были земляные, за ними появились деревянные и затем каменные.
Земляные ограды в первоначальном простом их виде, из вала и рва впереди него, по летописям, сначала назывались спом, приспом и переспом, a впоследствии осыпью.
Исключительно земляные ограды были в употреблении приблизительно до середины IX века, когда для оборонительных сооружений начали применять дерево и когда земляные ограды в сочетании с деревом начали получать новые и более сложные формы.
Дальнейшее развитие и совершенствование земляных оград привело к появлению внутри вала бревенчатой срубно-каркасной конструкции в различных вариациях. Так, огромной высоты валы Киева (больше 8 сажен), сооружённые в XI веке, имели внутри деревянные срубы, заполненные землей.
Земляной вал как инженерное сооружение, это объект единовременной двойной работы (из рва укрепления первоначально отсыпалась головная часть вала) – оборудование рва и верков - построек долговременной ограды.
Верки делились на главные и вспомогательные (внутренние и внешние, наружные и передовые).
Главный вал состоял из двух частей: бруствера и валганга - хода сообщения, который устраивался на 14 футов ниже гребня бруствера, шириной в 10-14 футов.
Оборудовать главный вал, достигающий, например, 4 сажен вышины и обнесённый рвом глубиной до 5 и шириной до 6 сажен, довольно не просто.
Земляные работы разделялись: на вспомогательные, подготовительные и производство выемок и насыпей.
Разбивкою, профилировкою (профиль распределения масс земли) и трассировкою (предел насыпи на местности и начало выемок и т.д.), составляющими вспомогательные работы, означали пределы проекта на местности.
Горизонтальные линии, пересекающие профиль распределения масс, назывались равнообъемными, так как они своими пересечениями с линиями запаса и расхода земли отделяли на проектные профили одинаковые объемы отрывки и насыпи относительно точки перехода.
Наивыгоднейшей равнообъемной (если допускается для сооружения вывозка земли в кавальеры и подвозка из резервов) признавалась та, при которой получалась самая выгодная относительно сбережения средств совокупность возки из проектных выемок в проектные насыпи (двойные работы), называемой продольной, с вывозкой в кавальеры и подвозкой из резервов (обе возки назывались поперечными).
Стоимость продольной возки, соответствующая горизонтальному протяжению на равнообъемной, получалась из масштаба цен, a поперечных возок — слагалась для подвозки из резерва на 1 кубическую сажень (сж³):
- из платы за отрывку,
- платы за подвозку в насыпь из резерва,
- стоимости отчуждения земли под 1 сж³.
Для вывозки же в кавальер 1 сж³ из полезной проектной выемки — из стоимости перевозки в кавальер и отчуждения земли для свалки 1 сж³.
Подготовительные работы заключались в вырубке леса, корчёвке пней, снятии растительного или вообще сжимаемого слоя под насыпи, если он залегал на небольшую глубину.
Если эта съемка и замена несжимаемым грунтом вызывала чрезмерные расходы, то местность осушали дренажём.
С площадей выемок растительный слой также снимался, как материал для одежды откосов.
При расположении на косогорах с верховой стороны отрывалась непременно нагорная канава для отвода поверхностных вод, также устраивался с этой стороны, если нужно, вертикальный и горизонтальный дренаж (шахты и штольни).
При поперечном или продольном уклоне местности, большем 1/10, последняя под насыпь обделывалась горизонтальными или с небольшим обратным уклоном уступами по расчету ширины не менее 0,5 сажен и высотою не более 0,25 сажен, что зависело от крутизны и уклона местности, высоты насыпей, веса грунта и его коэффициента трения.
В рыхлом песчаном грунте уступов не делали — такт как знали, что не будут держаться.
На крутых косогорах, если их нельзя было обойти, для упора насыпей внизу их располагали по расчёту контрбанкеты из грунта более тяжелого, чем в остальные насыпи.
Поперечная площадь контр-банкета не делалась менее четверти соответствующей площади проекта насыпи.
При отрывке рвов сначала снимали растительный слой в пределах работ и
относили корзинами, оттаскивали волокушами и отвозили тачками, как запас материала для плакировки откосов в кавальеры, располагаемые по возможности близ мест плакировочных работ.
Дальнейшая отрывка рвов делалась обыкновенно вручную горизонтальными слоями 0,5 сажен толщины, уступами, которые по вывозке в насыпь всего слоя срывались по откосной рейке.
Землекопы расставлялись на интервале от 0,75 до 1 сажен.
Ширину участков по нормали к оси рва задавали соответственно 1,5 или 1 сажен, 1,75 или 1,30 сажен.
Таким образом, в 1 день землекоп отрывал 0,55 сж³, или 0,50 сж³, или 0,65 сж³, и это количество отвозили в то же время в насыпь верков тачками по катальным доскам ( относили корзинами и оттаскивали волокушами).
При плотных глинистых грунтах и дальней гонке тачек до 200 погонных сажен, урок землекопу задавался не более 0,20 сж³.
По преломам вверх тачки поднимались пешими или конными крючками.
Для подъема тачки с землею весом до 40 пудов по прелому с 5-кратным заложением на высоту в 1,5 сажен ставилось по крючнику на каждые 2 тачки или по одному конному крючку на 5 тачек.
При подъеме до 5 сажен требовался 1 конный крючок на 2 тачки.
При крепостных работах отрываются также котлованы под постройки и тоннели для пещерных сооружений.
Способ отрывки рвов назывался продольной разработкой, в отличие от поперечной, применяемой иногда при отрывке котлованов, когда рабочие размещаются перпендикулярно к оси сооружения.
Тоннельные выемки всегда производились поперечной отрывкой.
Глубина котлованов по мере отрывки назначалась кольями, забиваемыми по нивелировке.
Также определялась, во избежание перебора, и полная глубина рва.
Для успешности работы удаляли скопляющуюся в выемках воду.
На постройке оборонительных сооружений и крепостных дорог откосы укреплялись:
- приданием им уклона соответственно грунту и высоте их; так, во рвах в пределах колебания высокого и низкого уровня вод, откосам давали заложение в 4 высоты,
- против размыва атмосферными водами применяли одерновку сплошную или дерновыми лентами в клетку
откосы дамб укрепляли посадкой ивовых кольев по откосам клетками с оплетением их плетнем и заполнением промежутков камнем.
Наиболее часто одевали откосы укреплений плакировкой, которая заключалась в устройстве одежды из растительной земли, затрамбованной горизонтальными слоями в 1/2 фута, с прокладкой между ними пырейных кореньев и поливкой из леек через сетки водою.
Эта одежда в глинистом грунте связывалась с насыпью обделкой откоса, насыпанного под чёрную профиль, уступами в 1 фута высотой во время самой плакировки.
Пологие скаты укреплений планировали, то есть выравнивали с усыпкой слоем растительной земли в 0,03 сажени с укаткой деревянным катком, засевом травой и поливкой.
Во всех случаях при возведении земляных сооружений необходимо было применять дренаж, который располагали и за плакировкой на откосах.
Предохранением от обвалов служил тот же дренаж, удаляющий воду, a также соответствующий расчёт устойчивости сооружений (пусть и эмпирический).