Как быстро страна может построить высокую бетонную стену вокруг города?

4-5 лет при почти бесконечных деньгах.

Вы планируете построить еще одну плотину «Три ущелья» . Дамба «Три ущелья» — это бетонная гравитационная плотина, которая максимально приближена к вашей стене (см. глину ниже). Теперь плотина «Три ущелья» почти в два раза выше, чем вам нужно, но ваша стена будет в 16 раз длиннее. Ваша стена имеет длину около 34-38 км, поэтому говорить, что она сравнима со строительством еще одной плотины «Три ущелья», вероятно, недооценивать даже с учетом гораздо лучшего доступа к участку. Это больше похоже на строительство 4 или 5 из них.

Где взять материал ? Мобилизация материалов будет сложной: плотина «Три ущелья» потребляла огромную часть мирового производства бетона и стали. Это не то же самое, что строить здание: это все равно, что строить город из ничего. Получение материала является большим пределом, чем строительство. Это сравнимо с мобилизацией материальных средств военного времени. Великобритания производит всего 20 000 кубических ярдов бетона в год. Вам нужно на порядки больше. Для сравнения, на плотину «Три ущелья» ушло 37 миллионов кубических метров бетона, а ваша стена в несколько раз больше. Вам нужно около 1/60 мирового производства бетона в год по щедрой оценке, поэтому я надеюсь, что у вас глубокие карманы.

На строительство плотины ушло 17 лет, но многие из них были связаны с опасениями, которых не будет у вашей стены. Ваша стена не займет много времени. Плотину Гувера строили 4 года (во всяком случае, саму плотину). Посмотрите отличный ответ Л. Датча о том, почему вы не можете просто залить бетон сразу. 2-3 года, вероятно, намного ближе к тому, на что вы смотрите. Вы должны очистить и подготовить землю и мобилизовать материалы, что не так просто. У вас все еще есть река, которую вам нужно переправить, и независимо от того, как вы это сделаете, это займет время. Это предполагает, что у вас есть части стены, которые строятся параллельно, и это займет годы, даже если вы используете каждого трудоспособного взрослого на острове в качестве рабочих.

Твоя настоящая проблема в том, что земля ужасна . Большая часть города построена на глине , которая является одним из худших материалов для строительства больших сооружений. Эта стена должна быть широкой, чтобы не опрокинуться на таком мягком грунте. Они потратят много времени на подготовку земли, и для этого потребуется построить очень широкое глубокое основание, поэтому плотина на самом деле будет хорошей моделью. Вы должны расчистить землю, затем выкопать гигантскую яму, чтобы залить массивную плиту и погрузить в нее миллиарды свай только для того, чтобы выдержать нагрузку. Это большая конструкция, и только из-за размеров она будет подвергаться огромным нагрузкам. Черт, один только ветер на такой конструкции будет подвергать ее огромной нагрузке.; построить его неправильно, и вам нужно будет построить его снова. Рядом с рекой вам предстоит забить сотни свай и эффектно построить плотину через реку.

Итак, 2 года или больше на подготовку земли и 2 года или больше на строительство стены. Если все пойдет идеально, 4 года.

Модульный сборный железобетон

Пока все говорят о временах мостов и плотин, для стены это неправильно. Кирпичная стена в доме построена из тысяч отдельных кирпичей, сложенных вместе.

Нет причин, по которым стена должна быть цельным куском, как плотина. Отдельные самоблокирующиеся плиты/кирпичи могут быть отлиты на бетонных заводах по всей стране, доставлены на место и подняты на место. Раствор не потребуется, так как вес каждого блока удержится на месте.

Если бы на кону стояла судьба страны, можно было бы сделать это за месяц. Большую часть времени будет выравнивание земли и уплотнение фундамента.

Если вы хотите еще быстрее (в зависимости от того, что вы хотите вместить), пустые штабелированные транспортные контейнеры могут сделать стену не менее 100 футов в крайнем случае или, может быть, даже выше. Контейнеры предназначены для штабелирования, и они уже существуют. По оценкам , в мире насчитывается 43 миллиона транспортных контейнеров , и достаточное количество пустых контейнеров может быть отправлено в Великобританию за неделю.

Самый близкий пример из реальной жизни, который я могу найти, — это плотина Гувера.

Высота 726,4 футов (221,4 м)

Ширина (по гребню) 45 футов (14 м)

Ширина (база) 660 футов (200 м)

Он сделан из бетона.

Поскольку бетон нагревается и сжимается по мере затвердевания, возможность неравномерного охлаждения и сжатия бетона представляет собой серьезную проблему. Инженеры Бюро мелиорации подсчитали, что если плотину построить за одну непрерывную заливку, бетону потребуется 125 лет для охлаждения, а возникающие в результате напряжения приведут к тому, что плотина треснет и рухнет. Вместо этого земля, на которой должна была возвышаться плотина, была отмечена прямоугольниками, а колонны были залиты бетонными блоками, некоторые из которых имели площадь 50 квадратных футов (15 м) и высоту 5 футов (1,5 м). [...]

Каждая пятифутовая форма содержала набор стальных труб диаметром 1 дюйм (25 мм); По трубам будет литься прохладная речная вода, а затем ледяная вода из холодильной установки. Когда отдельный блок затвердеет и перестанет сжиматься, трубы будут заполнены цементным раствором. [...]

Первый бетон в плотину был залит 6 июня 1933 г. Бетонирование прекращено 29 мая 1935 г.

Как видите, основная проблема заключается не в логистике размещения материала, а в рассеивании тепла от твердеющего бетона.

Так как вы не упомянули толщину, трудно сделать расчеты. Но вышеизложенное должно дать вам эмпирическое правило.

Очень быстро!

В Великобритании насчитывается около 315 000 строительных фирм , в которых занято почти 3 миллиона человек. Вы находитесь, по сути, на военной мобилизации, по крайней мере, в этом секторе экономики (не говоря уже о фудтраках и порт-а-джон-промышленности!).

Площадь города составляет 89 км2 с периметром 356 км (при условии, что фирма BS Johnson LLC правильно рассчитала!)

Предложение для вашей Великой стены Милтон-Кейнса состоит в том, чтобы не возводить обычную плотину, а построить и модифицировать стандартную автостоянку по всему периметру города.

Эта фирма может построить сборную автостоянку высотой около 1/3 требуемой высоты за 9–12 месяцев . Их автостоянка имеет глубину около 20 м и с рекомендуемой опорой может легко подняться до 30 этажей / 300 футов. Строению не потребуются полные парковочные площадки, но потребуются некоторые пандусы и кольцевые дороги для обслуживания и наблюдения за всем, что находится внутри. Кроме того, не потребуются аварийные сооружения, лифты, спринклерные системы и т. д., поэтому последние штрихи не займут дополнительного времени. Электрическое оборудование и оборудование для наблюдения могут быть установлены во время сборки конструкции. Единственным изменением основного каркаса автостоянки станут железобетонные плиты для заполнения обычно открытых окон.

Таким образом, каждая «работа» должна занимать чуть меньше предложенных девяти месяцев, где «работа» представляет собой автостоянку размером 100 м (10 этажей), глубиной 20 м и шириной 20 м с обслуживанием и подъездными путями и установленными необходимыми электрическими / электронными системами. . Таким образом, каждый сегмент включает 3 «рабочих места».

(35600 м по периметру / 20 м по ширине) x 3 = 5340 рабочих мест

315 000 строительных фирм, выполняющих эту работу, примерно по 60 фирм в каждом сегменте, могут выполнить вашу работу в течение одного года. Как только будет определен фактический периметр и выдворены затронутые землевладельцы, первые бригады приступят к масштабной операции по сносу бульдозером: 50-метровая полоса вокруг города будет снесена всеми зданиями; газ, вода, канализация, электричество будут подведены к территории города, а земля будет засыпана, утрамбована и выровнена для фундаментных работ.

На этом этапе будут изготовлены сборные железобетонные элементы стандартной формы: вертикальные сегменты, горизонтальные сегменты, сегменты настила и пандуса, а также сегменты заполнения. (Если вам требуются наблюдательные пункты, может быть поставлен сверхпрочный оргстекло в железобетонном каркасе. Лестницы аварийного доступа (поэтому министерство обороны может отправлять или выводить персонал) в это время также будут изготавливаться из стандартных стальных деталей.

По мере завершения работ по фундаменту другие бригады начнут перевозить все сборные части на плацдармы.

По мере того, как детали прибывают в свои плацдармы, третья волна бригад начинает сборку автостоянок. По завершении одного сегмента эти бригады просто опережают любые другие сегменты в процессе и начинают заново со следующего доступного сегмента.

Когда появятся подготовительные и фундаментные бригады, они будут кружить вокруг и либо будут назначены для увеличения строительных бригад, либо будут работать над любыми работами по внешнему периметру: подъездные пути, расчистка завалов, ограждение, ворота, посты охраны и т. д.

Подумайте, как быстро возводилась Берлинская стена , а также сколько времени потребовалось, чтобы заменить первоначальную временную стену постоянными укреплениями.

Возведение 5-метровой или даже 10-метровой стены вполне вписывается в опыт коммерческих строительных компаний. Строительство 100-метровой башни было бы чем-то необычным, делом специалистов. Строительство стены высотой 100 метров и длиной в милю было бы еще более необычным.

Также сравните системы сдерживания Чернобыля . Радиационные условия, конечно, сыграли свою роль, но ваша стена защищает и от чего-то противного, верно?

По этой причине я ожидаю, что стена займет годы.

Люди сравнивают его с плотиной Гувера или плотиной «Три ущелья». Это может быть неразумно, в зависимости от того, что должно быть удержано. Эти плотины построены так, чтобы выдерживать большой столб воды. Столбец, который может перейти от полностью пустого к полностью заполненному за трудно предсказуемое время. И в ситуациях, когда сбой может привести к гибели большого количества людей и ущербу в сотни миллионов долларов. И где плотины рассчитаны на ожидаемую продолжительность жизни в веках. И эти сооружения построены в ущелье реки с большой вероятностью отказа.

300 футов — это примерно 30 этажей. Много офисных башен и многоквартирных домов такой высоты. Если достаточно эквивалента офисной башни без окон, полностью сплошной бетон, он подскажет, сколько времени занимает каждый сегмент. Такие здания возводятся за 2-3 года при наличии достаточного основания для фундамента. Поскольку все они были бы одинаковыми и не имели бы украшений или хитростей, вы могли бы создать фабрику для производства очень похожих компонентов.

Учитывая, что вам не нужны ни водопровод, ни электричество, ни вентиляция, возможно, даже лестничные клетки, построить их можно относительно быстро. Без окон, без балконов, без гаража, без озеленения. В Китае есть строительные компании, которые возводят 30-этажные жилые дома со скоростью этаж в день. Внутренняя отделка вступает в силу после того, как построены первые несколько этажей. И они строят группы по 50 штук одновременно. Я думаю, что эквивалент 50 многоквартирных домов сможет достигать 1 км. Всего по 20 метров каждый.

Если необходимо копать очень глубоко, чтобы получить фундамент, это может потребовать гораздо больше усилий.

Так что я бы сказал, что если у вас есть 90 строительных компаний из Китая, вы, вероятно, сможете построить все это за 3 года. Это было бы чертовски некрасиво. И это было бы чертовски тяжело для местной окружающей среды.

Для такого размера, я думаю, вы должны забыть о высоких стенах и вместо этого использовать подпорную стенку :

Короче говоря, вы не строите все это из бетона — вместо этого вы готовите фундамент, а затем перемещаете землю.

Начните с мобилизации всех доступных сваебойных установок ...

...и заложить железобетонные цилиндры в качестве фундамента. Существующие сваебойные установки могут достигать диаметра до 1,5 м и глубины до 90 м, что должно подойти для вашего сценария. Не забудьте оставить немного арматуры на уровне земли, чтобы другая бригада могла залить бетон поверх фундамента и начать укладку сборных железобетонных плит сверху. Также положите анкеры, которые будут покрыты на следующем шаге.

Сразу за ними экскаваторы и колонна грузовиков перемещают землю из нижней части стены в верхнюю часть стены. Может быть, вы хотите иметь специальный многоковшовый экскаватор , который может ползти по безопасной стороне стены во время строительства и доставать до нижней стороны.

Конечным результатом должно быть то, что нижняя сторона будет на 50 м глубже исходного уровня земли, а верхняя сторона будет на 50 м выше исходного уровня земли.

Это должно выглядеть как чертовски уродливая стена из кучи солдат в нижней половине и сборная в верхней половине, примерно так :

Я ожидаю, что окончательная стена будет наклонена примерно на 10° вместо вертикальной, чтобы лучше выдерживать нагрузку.

О, и обязательно спросите инженеров-геофизиков о дренаже воды. И делайте все, что они говорят в отношении геологии (виды земли/камней/глины/песка под землей) и топографии (вы все равно хотите построить это на склоне).

Все это хорошо, но сколько времени это займет ?

По моим приблизительным подсчетам, подобный инженерный проект потребует в два-пять раз больше усилий, чем прокладка линии метро такой длины. Я предполагаю, что вы можете объединить для этого всех инженеров-геофизиков, приостановить любые строительные проекты и сделать это за то же время, что и линия метро.

Как ни странно, я могу взять за основу 12-ю линию мадридского метро . Его длина составляет 41 км, и на это ушло 4 года и 1640 миллионов евро (41 миллион евро/км).

Таким образом, я оценю подпорную стену длиной 40 км через 4 года и 10 000 000 000 евро. Это около 1 км в месяц (всего), строя несколько сегментов параллельно.

Узким местом здесь, ИМХО, будет специально построенная тяжелая техника. Я предполагаю, что Британия пошлет Франции запрос на сваебойные установки?

Если у вас есть квалифицированные рабочие, которые руководят работой, и если у вас достаточно людей, чтобы работать со всей стеной сразу (а не делать это по частям), и если у вас есть все необходимые материалы в наличии... Я думаю, вы могли бы сделать это довольно быстро. Затвердевание бетона занимает 28 дней, поэтому вполне возможно, что вы могли бы построить 100-футовую стену за месяц, а затем добавить месяц на каждые последующие 100 футов и добавить дополнительный месяц на фермы и т. д. Вот несколько вариантов конструкции:

1. Копланарное разделение слоев: сделайте несколько больших (ширина, длина, высота) рам размером 100 футов x 100 футов x 5 футов, уложите их с помощью арматуры вдоль длинных осей и залейте их бетоном. Оставьте в них отверстия, чтобы пропустить двутавровые балки и кронштейны через различные места для поддержки. Когда плиты высохнут, вы просто вытягиваете их вертикально и поддерживаете. Возможно, вы могли бы сделать несколько слоев бетонной стены любой толщины, если у вас есть достаточно места, чтобы сделать рамы и дать им высохнуть. Вы могли бы потенциально сделать рамы намного выше и попытаться сделать 300 футов сразу, но чем больше вы их сделаете, тем сложнее будет поднять их, не сломав. 100 футов уже будет сложно. После того, как вы сделали первые 100 футов, вы можете сделать то же самое для следующих 100 футов, если хотите, но будет проще использовать меньшие рамки для более высоких слоев.
2. Разделение сложенных слоев: сделайте несколько рамок высотой 5-10 футов для всего основания стены и медленно заливайте их снизу вверх. Вы должны убедиться, что водопроводные трубы проходят через стену, чтобы они не нагревались слишком сильно, пока сохнут. Бетон выделяет много тепла во время высыхания, и это может вызвать всевозможные проблемы. Вы хотите залить только 5-10 футов за один раз и дать по крайней мере неделю для отверждения, прежде чем добавлять следующую 5-10-футовую раму. Я думаю, что вашим практическим ограничением будет количество имеющихся у вас машин для заливки бетона. Этот метод будет медленнее, чем первый, но вы будете наслаивать снизу вверх, что дает вам больше контроля над формой и, вероятно, означает лучшую стену.

Итак, в любом случае, если все в этом городе готовы, и материалы легко доступны, и у вас есть много машин для заливки бетона и весь каркасный материал, который вы когда-либо могли пожелать, так что вы можете сделать всю окружность город одновременно, я говорю, что это займет у вас год . Вы можете установить более агрессивный график в 4 месяца и пожертвовать безопасностью ваших строителей и/или качеством вашей стены.

Если у вас очень мало времени, вы могли бы, возможно, снять Вулкан (1997) * переместить и взорвать несколько высоких зданий таким образом, чтобы окружить город опрокинутыми небоскребами. (Я знаю, что, в отличие от Лос-Анджелеса, в современном Милтон-Кинсе, кажется, нет подходящих высоких зданий для этого, но если вы немного продвинетесь в будущем, вы, возможно, вообразите, что такие существуют. Или вы могли бы перенести его в более крупный город, если вы хотите, чтобы эта идея работала лучше.) Любое новое строительство потребует много времени и работы, но небольшое творческое разрушение может выполнить работу за считанные часы. Конечно, это не будет идеальной бесшовной стеной, но вы можете использовать ее в качестве основы для создания более прочного барьера.

*(Да, я знаю. Ужасный фильм. Ни в коем случае не реалистичный. Это не значит, что из него нельзя украсть идеи...)

Для грубой оценки предположим, что наверху будет дорожка шириной 2 метра. Предположим, мы строим стену толщиной 2 метра и высотой 100 метров. Поскольку скорость строительства и количество являются наиболее важными, вы не можете предположить, что это будет самый лучший высокопрочный бетон, поэтому мы выберем конструкционный бетон марки 50 МПа. Это означает, что бетон начнет разрушаться, если давление на него превысит 50 миллионов паскалей (50 миллионов ньютонов на квадратный метр). Это означает, что высокопрочный бетон для нашей стены выдержит максимум 5100 тонн на квадратный метр.

При плотности примерно 2,4 тонны на кубический метр колонна площадью 1 квадратный метр и высотой 100 метров будет иметь массу 240 тонн. Таким образом, сплошная бетонная стена могла бы поддерживать себя сама, если бы вас беспокоило только вертикальное напряжение.

Теперь перейдем к практичности: при длине 38 километров общее количество бетона при толщине 2 метра составит 7 600 000 кубометров, или 18 240 000 тонн бетона. Бетон может состоять из 15 процентов цемента, поэтому необходимо 2,7 миллиона тонн. Это выполнимо, годовой объем производства в Великобритании составляет 9,7 млн ​​тонн.

Средний бетоновоз — это 6,1 кубометра, то есть, скажем, 1,25 миллиона грузовиков.

Теперь это не считая фундаментов, техники для пересечения рек (ну, отводящих рек), материалов, необходимых для возведения стены, материала для армирования и так далее. Но если бы деньги были абсолютно не проблема, несколько лет, безусловно, можно. Но стоимость, вероятно, приближается к сотням миллиардов долларов.

Обратите внимание, что это что-то вроде вариации вопроса о Великой пирамиде: почему люди не строят Великую пирамиду в Гизе сегодня? Ответ, конечно, можно было, и строили намного быстрее, чем это удалось египтянам, но смысла в этом никто не видит.

Довольно быстро. В наши дни никто не строит большие стены, поэтому я думаю, что ближайшей аналогией вашего вопроса будут мосты. Несколько лет назад мост в Айове заменили за две недели , и строитель сказал, что мог бы сделать это гораздо быстрее .

Это не было особенно большой операцией, и они не тратили много денег. Ответ на ваш вопрос действительно зависит от того, сколько ресурсов правительство может выделить для решения этой проблемы. Любой данный участок стены, скажем, шириной 100 футов, вероятно, может подняться за несколько дней. В этот момент вопрос заключается в том, сколько «команд» вы могли бы одновременно копать фундамент, строить рамы и заливать бетон.

Ваша заданная площадь 89 км2 соответствует площади 30-35 км стены. Оценки пограничной стены Дональда Трампа составили около 3 км в неделю . Это значительно МЕНЬШАЯ стена, чем та, которую вы предлагаете, но она также не находится на расстоянии тысяч миль в середине Ниоткуда, штат Техас .

Таким образом, учитывая все это, ваш самый короткий срок, вероятно, не меньше трех месяцев, и это потребует ОГРОМНЫХ расходов со стороны правительства Великобритании. Мол, мобилизовать большую часть строительной техники и квалифицированных строителей в стране. Более разумные усилия могут быть завершены примерно за шесть-девять месяцев, так что это зависит от того, насколько сильно вы хотите изолировать команду Red Bull F1 .

Никто не упомянул 3D-принтеры. На YouTube есть фильмы о 3D-принтерах, строящих стены и дома.

Единственным ограничением скорости является то, как быстро вы можете загружать принтеры материалом, поэтому теоретически, если у вас достаточно принтеров и горячая логистика, вы можете построить его за ночь.