http://22sobaki.livejournal.com/ ([identity profile] 22sobaki.livejournal.com) wrote in [community profile] engineering_ru2014-12-23 09:08 am

Осадка Исаакиевского собора

На протяжении полуторавековой истории своего существования Исаакиевский собор постоянно привлекал к себе пристальное внимание современников, вызывая многочисленные споры и опасения за свое состояние. Причиной тому стали не всегда достоверные сведения об уровне неравномерной осадки и ее влиянии на это грандиозное сооружение. Долгие годы существовало мнение, что столь опасное явление вызвано некомпетентностью и ошибками архитектора Огюста Монферрана, соорудившего якобы «колосс на глиняных ногах».


Чтобы разобраться в правомерности подобных суждений, обратимся к истории создания собора.

В 1809 и 1813 годах в Санкт-Петербурге проводились конкурсы на лучший проект четвертой Исаакиевской церкви. Основное требование императора Александра I – сохранить восточную часть третьей Исаакиевской церкви, на месте которой должен был возводиться новый храм, – было заведомо невыполнимо. Участники конкурсов, известные и опытные архитекторы Петербурга, прекрасно понимали, что соблюдение такого условия неизбежно приведет к неравномерной осадке старой и новой частей здания, и в дальнейшем вызовет разрушение всего сооружения. Все они предлагали снести старую церковь, и на ее месте построить новую. Но императора это не устраивало.

Если вести речь об ошибках Монферрана, то, по-видимому, главная из них заключалась в том, что в 1818 году он начал строить новый собор на условиях, выдвинутых Александром I. Вскоре архитектору пришлось убедиться в сложности возложенной на него задачи. Тем не менее, к своей чести, он не отказался от продолжения работы, а попытался свести к минимуму воздействие неравномерных осадок на целостность будущего сооружения. Решая эту проблему, Монферран шел двумя путями: старался усилить фундамент и, вместе с тем, максимально облегчить массу здания.

Вид разборки и сохраненных частей третьей Исаакиевской церкви:


Фундамент Исаакиевского собора представляет собой сплошной монолит из каменной кладки высотой 7,5 м, скрепленной металлическими связями и заложенной на 24 000 свай. Это своего рода мощная платформа, на которой стоит собор. Она должна была более или менее равномерно распределять нагрузки и оседать с минимальными деформациями несущих конструкций здания. Для уменьшения массы сооружения архитектор вместо кирпичного купола выстроил металлический, из сборных конструкций.


Верхняя внутренняя часть стен и своды были облицованы вместо натурального мрамора более легким искусственным. С этой же целью в фундаменте, стенах и стилобате купола сделаны галереи.

Тем не менее, неравномерная осадка здания вскоре дала о себе знать. Первым ее проявление заметил еще сам Монферран до окончания строительства собора. Появились трещины в стенах и пилонах, нарушалась мраморная облицовка, отклонялись от вертикали колонны портиков. Хотя в целом эти повреждения архитектору удалось устранить, но с тех пор состояние Исаакиевского собора стало вызывать беспокойство.

Конец 1837 года. Подъём 64-тонных колонн на верхнюю колоннаду (на высоту 43 метра):


После окончания строительства и освящения храма неравномерная осадка продолжалась. Это вызвало необходимость уже спустя двадцать лет заняться выравниванием колонн портиков, значительно отклонившихся от вертикали, и частичной заменой разрушающейся мраморной облицовки. Работы были достаточно трудоемкими и завершились только в 1898 году.

Видимо, с того времени и стало распространяться мнение о печальной участи, ожидающей Исаакиевский собор.

Возможность сравнительно точно судить об изменениях в уровне осадки здания и ее характере появилась только в XX веке, когда в строительной практике стали применять инструментальные геодезические исследования.

Первое геодезическое исследование Исаакиевского собора было проведено в 1929 году, под руководством архитектора Н.Никитина. В результате анализа осадочных движений удалось установить, что за время своего существования Исаакиевский собор получил неравномерную осадку по оси с юго-востока на северо-запад. Было отмечено, что северо-западный угол здания ниже юго-восточного на 47 см.

Спустя 10 лет, в 1939 – 1940 гг., геодезические измерения были повторены по расширенной программе. Изучение их результатов показало, что заметного оседания здания по сравнению с 1929 годом не произошло.

В 1947 году проводилась нивелировка пола собора и стилобатов портиков. Работы выполнялись в небольшом объеме и имели уточняющий характер. Сколько-нибудь тревожных симптомов в состоянии здания не было выявлено и на этот раз.

Наиболее капитальные исследования выполнил в 1952 году Ленинградский трест геодезических работ и инженерных изысканий (ГРИИ). Инженеры-геодезисты не только повторили весь комплекс предшествующих измерений, но и провели ряд дополнительных. В частности, были обследованы колонны портиков и уровень смещения стилобата купола. Вывод специалистов звучал обнадеживающе: с 1929 года осадок здания не происходило, заметного смещения центров колонн за этот временной период также не было. Все данные подтверждали прекращение осадочных движений Исаакиевского собора.

Неожиданно в 1961 году в ходе очередных геодезических измерений при общей стабильности здания выявилось настораживающее отклонение колонн портиков наружу. Величина их смещения в ряде случаев достигала 11 мм. Объяснения этому тогда не нашли.

В 1965 году в связи с прокладкой тоннеля метрополитена, проходящего рядом с Исаакиевским собором, было решено вновь обследовать состояние здания. Геодезические нивелировки 1967 – 1968 годов вновь выявили наличие осадки. По сравнению с 1961 годом собор опустился на 4 – 6 мм, что, скорее всего, стало результатом строительства новой линии метро. По мнению специалистов ГРИИ, это не только не вызывает беспокойства, но свидетельствует о прекращении неравномерных осадок, так как все части собора осели примерно одинаково. Равномерная осадка здания – явление нормальное и ничем не угрожающее.

Удивление и недоумение вызвало лишь то, что колонны портиков, в отличие от 1961 года, отклонились к тому времени в противоположную сторону – вовнутрь. Величина их отклонения примерно равнялась величине отклонения, отмеченной в 1961 году, и достигала 10 мм.

В целом выводы специалистов были достаточно оптимистичными. Они утверждали, что деформации здания за последние сорок лет опасения не вызывают. Осадка собора стабилизировалась и приобрела равномерный характер.


Фото [livejournal.com profile] smelov

Сложнее оказалось объяснить состояние колонн.

Изучив материалы исследований и сравнив их с результатами измерений прежних лет, геодезисты пришли к выводу: колонны портиков Исаакиевского собора под воздействием осадки и нагрузок на них совершают вращение вокруг своих осей, что не представляет опасности для целостности здания из-за незначительной величины отклонений в сравнении с величиной колонн.

Последние по времени геодезические работы проводились в соборе в 1986 – 1987 годах. Их результаты подтвердили предположение, что осадка здания к настоящему времени стабилизировалась и почти прекратилась.

Сегодня можно с уверенность утверждать, что Исаакиевский собор по-прежнему остается колоссом, но, похоже, совсем не на глиняных ногах. Усилия Огюста Монферрана устранить разрушительное воздействие неравномерных осадок на здание принесли свои плоды. С этой сложной задачей архитектор справился не только профессионально, но и успешно.

Подготовлено В.Л.Разуваевым

[identity profile] cat-miaow.livejournal.com 2014-12-23 06:29 am (UTC)(link)
Интересно. Не знал что купол металлический. Мощное сооружение!

[identity profile] alter ego (from livejournal.com) 2014-12-23 06:29 am (UTC)(link)
супер, большое спасибо за рассказ!

[identity profile] djkmomega.livejournal.com 2014-12-23 06:59 am (UTC)(link)
А с 1980-х годов здание больше не обследовали?
orel_na_vole: (беркут дракона)

[personal profile] orel_na_vole 2014-12-23 07:40 am (UTC)(link)
и все-таки, как могут колонны крутиться??

[identity profile] gistory.livejournal.com 2014-12-23 08:17 am (UTC)(link)

Интересно, что там под фундаментом: болото до центра земли или камень

[identity profile] askryshkin.livejournal.com 2014-12-23 09:03 am (UTC)(link)
А будь на месте Монферрана , например, Нодар Канчели, история могла быть совсем другой

[identity profile] ford40.livejournal.com 2014-12-23 09:17 am (UTC)(link)
и мало кто знает, в честь кого назван этот собор, хотя щас рванут к Гуглу

[identity profile] rolvel.livejournal.com 2014-12-23 09:24 am (UTC)(link)
"Подъём 64-тонных колонн на верхнюю колоннаду (на высоту 43 метра):" Колоны действительно столько весят? И вращаются вокруг оси? Как же их поднимали, ведь и сегодня это была бы весьма непростая задача.

[identity profile] nikolaabil.livejournal.com 2014-12-23 09:25 am (UTC)(link)
вон оно как !!

[identity profile] pemolux.livejournal.com 2014-12-23 10:23 am (UTC)(link)
Так-то официальная версия строительства Собора (да и всего Петербурга в целом) весьма активно (и вполне убедительно) критикуется в последнее время.

[identity profile] http://users.livejournal.com/irbis__/ 2014-12-23 10:37 am (UTC)(link)
Умели строить..

[identity profile] dimadima.livejournal.com 2014-12-23 10:53 am (UTC)(link)
Спасибо, прочитал с удовольствием. Не знал, что купол металлический. и иллюстрации интересные.

Металлические связи камней фундаментной кладки - получается только благодаря им не разъезжаются камни в стороны в глину.

Видел похожие металлические соединения на кладке колокольни во Флоренции:

Image

[identity profile] diente-de-lion.livejournal.com 2014-12-23 10:58 am (UTC)(link)
очень интересно, спасибо!

[identity profile] Александр Шмит (from livejournal.com) 2014-12-23 12:46 pm (UTC)(link)
В заслугу Монферрану ставят то, что он правильно оценивал всю критику по части строительства и вводил необходимые изменения в любом элементе строящегося собора. Это одна из черт его гениальности как архитектора.

[identity profile] bioplant.livejournal.com 2014-12-23 12:51 pm (UTC)(link)
Соборование Исаакия

Великий собор не выдерживает натиска города и равнодушия чиновников
06.12.2007

В воздухе — водяная питерская взвесь. Матовой патиной она оседает на колоннах, забирается в трещины. Вот эта, у самого подножия гранитного столпа, — широкая, в неё свободно проходит мой мизинец. Трещина образовалась недавно: любую выемку здесь очень быстро заполняет грязь, замешанная на выхлопных газах, а эта — чистая. Полная воды. Первые заморозки — и лёд будет рвать её дальше. Исаакий разрушается?

В феврале 2007 года по требованию Федеральной службы по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия (Росохранкультура) было проведено обследование собора. Результаты опубликованы, вот выдержки:

«— чугунные несущие конструкции барабана главного купола… имеют многочисленные и значительные разрушения коррозионного характера, охватившие до 50% радиально расположенных элементов… ;

— обследованные комиссией повреждения чугунных конструкций барабана главного купола… вынуждают сделать заключение о реальном наличии чрезвычайно серьёзной ситуации потери значительной части несущей способности опорных элементов… ;

— несущие конструкции купола собора и надкупольного пространства имеют коррозионные и механические разрушения, угрожающие сохранности собора… ;

— красочные и фресковые панно … почти повсеместно и на значительной площади покрыты сетью трещин различной степени развития, и в том числе продолжающихся за пределы панно, и имеют значительные повреждения поверхности коррозионного характера в форме отслоения и обрушения живописного слоя;

— сопоставление обнаруженных повреждений с результатами обследования, отмеченными в акте КГИОП (Комитет по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры. — Е.М.) от 30.06.2005 г. свидетельствует о том, что за прошедшее время они приобрели практически сплошной характер;

— обнаружена протяженная вертикальная трещина (с раскрытием до 5 мм и заметным сдвигом краев, из которой фиксируется непрерывная тяга воздуха) мраморной стены над западными воротами собора, где имеют место также сильные отслоения штукатурки… и следы протечек, вследствие чего возможно обрушение крупных кусков мрамора и штукатурки».

Профессор Санкт-Петербургского политехнического университета Валерий Голод, принимавший участие в обследовании, тогда четко прокомментировал ситуацию: «С механической точки зрения состояние собора аварийное. Запас прочности иногда бывает от двукратного до шестикратного. Но какая часть из этого запаса исчерпана, а какая продолжает держать конструкцию? Закрывать глаза на это нельзя». При этом в марте, уже после обнародования результатов обследования, чиновники из Росохранкультуры продолжали бодро рапортовать: состояние собора расценивается как удовлетворительное. На этом они настаивают и сейчас.

[identity profile] anna-vip7.livejournal.com 2014-12-23 10:07 pm (UTC)(link)
Красота!