science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe de drijfmestmuur van het World Trade Center werkt

De slurrymuur van het World Trade Center zoals die eruitzag tijdens de bouw op Ground Zero in 2006 Chris Hondros/Getty Images

Toen terroristen op 11 september twee vliegtuigen vol vliegtuigbrandstof neerstortten in het World Trade Center (WTC), 2001, het resulterende inferno, in combinatie met structurele schade, zorgde ervoor dat wat toen de hoogste wolkenkrabbers van New York City waren, instortten en uiteenvielen in een berg rokend puin [bron:NIST]. Maar verbazingwekkend, nadat het grijze stof was neergedaald en ingenieurs het wrak konden onderzoeken, ze ontdekten dat een cruciaal onderdeel van het WTC-complex op de een of andere manier het had overleefd. De slurrywand - een 3 voet dik (91 centimeter), ondergronds, betonnen constructie rond het World Trade Center, ontworpen om te voorkomen dat de kelderverdiepingen worden overstroomd door de Hudson River - bleef op zijn plaats [bron:Nelson]. Volgens Arturo Ressi, een ingenieur die in het midden van de jaren zestig aan de bouw van de barrière werkte, het voortbestaan ​​van de mestmuur was een echte zegen. In een interview met het 9/11 Memorial Museum, hij legde uit dat als die muur was ingestort, het hele metrosysteem van New York zou kunnen zijn overstroomd, en het verlies aan mensenlevens had exponentieel erger kunnen zijn [bron:911memorial.org].

Terwijl arbeiders van wat bekend werd als "Ground Zero" de 1,2 miljoen ton staal en puin uitgraven dat overbleef van de ingestorte gebouwen, ze werkten met grote zorg rond de mestmuur, het voorzichtig verwijderen van het puin dat het steunde toen de gebouwen verdwenen, en de muur zorgvuldig te versterken met staalkabels om te voorkomen dat deze instort [bron:Glanz en Lipton]. Maar zelfs nadat het laatste puin en het verwarde staal was opgeruimd, Daniël Libeskind, de architect die de herontwikkeling van de site leidt, geduwd om een ​​deel van de oorspronkelijke slurrymuur op zijn plaats te houden. Hoewel het zijn oorspronkelijke praktische functie niet meer vervulde, de slurrymuur was belangrijker geworden als gedenkteken. In een zin, het was een eerbetoon aan de Amerikaanse vindingrijkheid -- aan de architecten, ingenieurs en arbeiders die het wonder volbrachten van het ontwerpen en bouwen van de hoogste wolkenkrabbers in New York City op de zachte, poreus oppervlak van een stortplaats. Het stond ook als een overblijvend fragment van de tragedie, een iconische plek waar Amerikanen konden rouwen om de verloren levens. En tenslotte, als onderdeel van het nieuwe complex - als een feniks verrijzend uit de as van de gevallen torens - was de slurrymuur een bewijs van de vastberadenheid en veerkracht van een natie. Zoals Leibeskind het uitdrukte, de slurrymuur was een document "zo welsprekend als de grondwet zelf" [bron:Dunlap].

Maar voordat we ingaan op de ultieme identiteit van de slurrymuur als gedenkteken, laten we teruggaan naar zijn geboorte. Hoe is deze specifieke slurrymuur bedacht, en welke belangrijke rol speelde het voor de Twin Towers?

Inhoud
  1. Doel van de drijfmestmuur van het World Trade Center
  2. World Trade Center slurry muur constructie
  3. World Trade Center Slurry Wall als monument

Doel van de drijfmestmuur van het World Trade Center

Het verhaal van de slurrymuur begint in het midden van de jaren zestig, toen de Port of New York Authority besloot een paar kantoortorens van 110 verdiepingen te bouwen met meer dan 10 miljoen vierkante voet kantoorruimte - meer dan alle kantoorruimte in de stad Houston - in Lower Manhattan [bron:Glanz en Lipton]. De door de Autoriteit gekozen locatie, een pakhuiswijk in Lower West Side gebouwd op een oude vuilstortplaats, vormde een enorme technische uitdaging voor bouwers:ze zouden een enorm gat moeten graven, zes verdiepingen in de zachte grond, om het fundament te bereiken dat de zware fundering van de torens zou kunnen dragen. Maar voor dat, ze moesten een manier bedenken om het gat volledig waterdicht te maken, zodat het krachtige getij van de Hudson River niet door de poreuze grond zou sijpelen en het gat tijdens de bouw zou overstromen. "Als het grote gat op de locatie was gegraven zonder enige beschermende maatregelen, het zou snel een reservoir worden, " een artikel in de New York Times uit circa 1966 uitgelegd [bron:Phillips].

De enige manier om dat te voorkomen, was door een waterdichte barrière te plaatsen om het gat te beschermen dat uiteindelijk de kelder van het World Trade Center zou worden. Maar het graven van een 60 tot 80 voet diep (18 tot 24 meter diep), smalle greppel en dan een betonnen muur storten was ook een lastige propositie omdat de zachte, vochtige grond zou bij de uitgraving instorten. Gelukkig, de bouwers ontdekten dat er een manier was om dat probleem te omzeilen. Terug in de late jaren 1940, Italiaanse bouwers, geïnspireerd door oliebronboorders, had een techniek ontwikkeld genaamd slurry sleuven graven . Terwijl ze een diepte groeven, smalle greppel, ze bedekten de zijkanten van de greppel met een mengsel van kleipoeder en water dat zo dik was als karnemelk. De kleverige coating stopte eventuele lekken die zich in de grond ontwikkelden; het verhinderde dat water door de grond sijpelde, waardoor de grond in de greppel zakt. Toen het graven voltooid was, de bouwers zouden dan pijpen 18 meter of 60 voet naar beneden duwen in de met slurrie gevulde greppel en er beton in pompen, onderaan beginnen. Terwijl het beton de greppel vulde, het zou de slurry-oplossing verdringen - het omhoog en naar buiten duwen. Uiteindelijk zou het beton uitharden om een ​​muur te vormen [bron:Phillips].

De bouwers van het World Trade Center dachten dat als de mestmuur eenmaal op zijn plaats was, ze konden dan doorgaan en de rest van de zes verdiepingen tellende ondergrondse kelder van de torens bouwen, de zogenaamde "badkuip" [bron:Phillips]. Op de volgende pagina, we zullen kijken hoe de bouwers de muur daadwerkelijk hebben gebouwd.

Waarom de slurrymuur niet instortte

Sommige mensen waren verbaasd dat de ondergrondse slurrymuur de ineenstorting van het World Trade Center overleefde, en daarna geen lekkage veroorzaakte, ondanks dat het is onderworpen aan het equivalent van een kleine aardbeving [bron:Collins]. Een van de redenen waarom het intact bleef, was dat de muur was gebouwd om enorme krachten te weerstaan. Dat vertelde een functionaris van het ingenieursbureau dat de schade na de aanval evalueerde tegen Newsday in 2001:de slurrymuur was zeer stevig verankerd met stalen banden die 60 centimeter diep in het gesteente eronder gingen. Oorspronkelijk, de slurrymuur had ook vertrouwd op de zes verdiepingen hoge betonnen fundering van het World Trade Center om het van binnenuit te ondersteunen. Maar zelfs nadat het gebouw instortte, ingenieurs vertelden The New York Times in 2001, de enorme stapel puin bleef tegen de slurrymuur drukken en op zijn plaats houden [bron:Glanz en Lipton].

World Trade Center slurry muur constructie

De slurrymuur maakte het gebied onder de torens waterdicht. Howstuffworks.com

De slurry-greppelmethode leek het antwoord op het probleem waarmee de bouwers van het World Trade Center te maken hadden, maar er was één addertje onder het gras:de techniek was slechts twee keer eerder in de Verenigde Staten gebruikt - en nog nooit op een project van deze kolossale schaal. 1964, terwijl de plannen van het project nog werden afgerond, het Havenbedrijf stuurde een ingenieur genaamd George J. Tamaro naar Italië voor een werkstudieopdracht om zoveel mogelijk te leren over het gebruik van een slurrygeul om een ​​waterdichte muur te bouwen. Drie jaar later, het was Tamaro zelf die leiding gaf aan de bouw van de slurrymuurbehuizing van het World Trade Center [bron:Tamaro]. Een Italiaanse ingenieur, Arturo Resi, werd ook ingeschakeld om aan het project te werken [bronnen:Ressi, Philips].

De eerste stap in het proces was het gebruik van boren en graafmachines genaamd schelpvormige emmers om door de grond te kauwen en welke obstakels er ook in de weg zaten, zoals hout van oude werven en pieren en vernielde schepen die lang geleden onder het oppervlak waren begraven. Vervolgens, een speciale poedervormige klei met bentoniet , een mineraal dat een bijzonder dikke, kleverige consistentie wanneer verzadigd met water, werd vanuit Wyoming aangevoerd. De klei werd gemengd met water om het dik te maken drijfmest , en het mengsel werd op de wanden van de sleuf aangebracht. Eventueel, de slurry werd vervangen door beton, die verhardde tot een stevige waterdichte muur [bron:Phillips, Gutberle]. Toen de 3 meter dikke (91 centimeter) ondergrondse muur voltooid was, het strekte zich uit voor 3, 500 voet (1, 066 meter) rond de kelder van de torens en reikte op sommige plaatsen tot wel 80 voet (24 meter) [bron:Tamaro].

Een van de meest gecompliceerde onderdelen van het bouwen van de muur was het werken rond de 100 jaar oude treintunnels. In sommige plaatsen, de onderkant van de slurrywand stond tegen de bovenkant van de tunnels, die gedeeltelijk in het gesteente waren uitgehouwen. Bijvoorbeeld, langs het West Street-gedeelte van de muur, de slurrymuur die naar buiten werd geprojecteerd om de treintunnels te bedekken, en werd tegen de ijzeren ring gegoten die de tunnel omsloot en werd aan weerszijden in de bodem gemetseld om een ​​waterdichte afdichting te creëren. Om extra zijdelingse ondersteuning te bieden, 1, 500 stalen ankers van hoge sterkte werden in de slurrywand gehaakt en vervolgens 10,6 meter (10,6 meter) in het gesteente gedreven en op hun plaats gestort. Elk anker kon een last aan tussen 100 en 300 ton, waardoor de ankers dat deel van de slurrywand konden ondersteunen tegen druk van het grondwater [bron:Tamaro].

De slurrymuur is gebouwd om taai te zijn, en het bleek sterk genoeg te zijn om de ineenstorting van de torens te overleven die het had moeten beschermen. Hoe werd het uiteindelijk een gedenkteken voor de Twin Towers en de mensen die daar tragisch stierven op 11 september? 2001?

World Trade Center Slurry Wall als monument

Het World Trade Center-complex en gedenkteken Howstuffworks.com

Toen plannen werden gemaakt om op 11 september een museum te creëren als onderdeel van de reconstructie van Ground Zero, het leek velen voor de hand liggend dat in ieder geval een deel van de oorspronkelijke slurrymuur in het monument moest worden opgenomen. Als Stefan Pryor, voorzitter van de Lower Manhattan Development Corporation, verklaarde aan The New York Times in 2005:"Nu de slurrymuur is blootgelegd en doordrenkt met betekenis, het is onze plicht om het te bewaren en ervoor te zorgen dat iedereen die naar de site komt de mogelijkheid heeft om het te bekijken en er eer aan te bewijzen" [bron:Dunlap].

Dankzij het bouwbudget van het museum konden de bouwers slechts $ 11 miljoen uitgeven om een ​​klein deel van de originele slurrymuur op te nemen, bestaande uit drie 20 voet brede (6 meter brede) panelen. Volgens een artikel in de New York Times uit 2008 het proces om de slurrymuur te beschermen tegen schade tijdens het reconstructieproject was uitgebreid. Al het graven rond de muur gebeurde handmatig, voor extra zorg. Een nieuwe betonnen voering werd voor de oorspronkelijke slurrymuur gegoten om deze te versterken tegen instorten of lekken, en er werden zeer sterke staalkabels geplaatst om de steun te geven die de kelder van de torens ooit bood. Aanvullend, om het oppervlak van de slurrywand te beschermen tegen aantasting, het was bedekt met een beschermende coating van vloeibaar beton, bekend als spuitbeton [bron:Dunlap].

Maar museumfunctionarissen hopen dat het eindresultaat een ontroerende ervaring voor bezoekers zal zijn. Museumpresident Joseph C. Daniels vertelde in 2008 aan The New York Times dat hij zich voorstelde dat de slurrymuur net zo iconisch zou worden als de Westelijke Muur van Jeruzalem. ook wel de Klaagmuur genoemd, het laatst overgebleven deel van de Tweede Tempel van de stad en een heilige plek voor leden van het Joodse geloof. "Het idee om die verbinding te kunnen krijgen, die je naar het verleden zal linken, is belangrijk, " zei hij [bron:Dunlap].

De geologie van Ground Zero

Het World Trade Center werd gebouwd net ten westen van waar de eerste Nederlandse ontdekkingsreizigers in 1614 landden, op een stortplaats die in de loop van de eeuwen van Manhattans evolutie was vergaard. De samenstelling van de stortplaats varieerde van oost tot west. Aan de oostkant, het was meestal zand, slib en steenslag, bovenop een oppervlak van gesteente ongeveer 65 tot 80 voet (19,8 tot 24,4 meter) lager. Naar het westen, de mix veranderde in zachte riviermodder, bovenop een laag zand, slib en rots, met gesteente op een diepte van 55 tot 75 voet (16,7 tot 22,8 meter). Grondwater stroomde door de stortplaats binnen enkele meters van het oppervlak. Aanvullend, de stortplaats bevatte stukjes en beetjes sloopafval van oude gebouwen, verlaten schepen en vracht, afval, en oude nutsleidingen [bron:Tamaro].

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Hoe het 11 september Memorial &Museum werkt
  • Hoeveel kost het National September 11 Memorial and Museum?
  • Wie waren de kapers van 11 september?
  • Hoe terrorisme werkt
  • Hoe beland je op een controlelijst van de overheid
  • Hoe de Patriot Act werkt
  • 5 september 11 Samenzweringstheorieën
  • Het World Trade Center
  • Waarom is de herdenking van het World Trade Center uitgesteld?
  • Tijdlijn van de aanslagen van 11 september

bronnen

  • "Over het NIST World Trade Center-onderzoek." Nist.gov. 11 augustus 2011. (9 september 2011) http://www.nist.gov/el/disasterstudies/wtc/wtc_about.cfm
  • Collins, Glenn. "Keermuur op Ground Zero krijgt zijn eigen muur." De New York Times. 11 april 2007. (15 september, 2011) http://www.nytimes.com/2007/04/11/nyregion/11memorial.html
  • Dunlap, David W. "De zondvloed tegenhouden." De New York Times. 8 oktober 2005. (11 september, 2011) http://www.nytimes.com/2005/10/08/nyregion/08slurry.html?pagewanted=print
  • Dunlap, David W. "Als de muur moet staan ​​als een monument, Het heeft hulp nodig bij het staan." The New York Times. 25 mei 2006. (11 september, 2011) http://www.nytimes.com/2006/05/25/nyregion/25blocks.html
  • Glanz, James en Lipton, Erik. "Een natie uitgedaagd:de site, de opgraving, Planning, Precisie en pijn." The New York Times. 27 september 2001. (9 september 2011) http://www.nytimes.com/2001/09/27/nyregion/a-nation-challenged-the-site-the-excavation-planning-precision-and-pain.html
  • Glanz, James en Lipton, Erik. "Het toppunt van ambitie." The New York Times-magazine. 8 september 2002. (11 september, 2011) http://www.nytimes.com/2002/09/08/magazine/the-height-of-ambition.html?pagewanted=all&src=pm
  • Gutberle, LC "Drijfmuren." Virginia Tech Afdeling Civiele Techniek. 1994. (11 september, 2011) http://www.cee.vt.edu/ewr/environmental/teach/gwprimer/slurry/slurry.html
  • Nelson, Bryn. "Keermuren houden water weg." Nieuwsdag. 18 september 2001. (9 september 2011) http://www.newsday.com/news/terrorist-attacks-retaining-walls-keeping-water-away-1.789369
  • Philips, Cavendish. "Giant Bathtub zal 110 verdiepingen tellende torens bevatten." De New York Times. 30 december 1966. (11 september, 2011) http://query.nytimes.com/mem/archive/pdf?res=F50D10FB385F137A93C2AA1789D95F428685F9
  • Resi, Arturo L. "Hervatten." Arturoressi.com (11 september, 2011) http://www.arturoressi.com/resume.html
  • Tamaro, George J. "World Trade Center 'badkuip, ':Van Genesis tot Armageddon." National Academy of Engineering. Lente 2002. (11 september, 2011) http://www.nae.edu/Publications/Bridge/EngineeringandHomelandSecurity/WorldTradeCenterBathtubFromGenesistoArmageddon.aspx
  • "De Westelijke Muur." Joodse virtuele bibliotheek. (12 sept. 2011) http://www.jewishvirtuallibrary.org/jsource/Judaism/Western_Wall.html