Способными были!!! (Основание и фундамент)

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Предупреждала же, что о Монферране непременно вспомнится :о)

"Постройки, помещаемые под зданием, и не приносящие никакой непосредственной пользы, но предназначенные только для принятия на себя всего груза строения и для передачи его материку, называются основанием строения.
Оно состоит из двух частей:
1. укрепления подошвы здания
2. фундамента.
Фундамент - есть нижняя часть строения, простирающаяся ниже поверхности земли до встречи с земным пластом, который способен сопротивляться давлению, производимому грузом строения.
Верхняя поверхность грунта, соприкасающаяся с нижнею поверхностью фундамента, та поверхность, по которой давление фундамента передаётся земле, называется подошвою здания." (Красовский А. "Гражданская архитектура . Части зданий. 1886г)

Поскольку речь зашла о том, как был построен памятник Александру II в самом конце XIX века, то для понимания сложности решённой зодчими инженерной задачи по сооружению основания памятника я приведу предыдущий опыт строительства в России.

Взгляд из нашего времени:

"Как правило, информация о конструкции фундаментов и, тем более, об их техническом состоянии, в исторических чертежах отсутствует. Архитекторы прошлых столетий, за редким исключением, фундаменты на чертежах не изображали. Назначение конструкции, материалов, основных размеров фундаментов было прерогативой подрядчика, который опирался на вековую традицию, собственный опыт. Качество фундаментов во многом зависело от порядочности подрядчика, как профессионала. Тип фундамента определялся массой здания, грунтовыми условиями площадки, о которой не всегда имелась достаточная информация, набором местных материалов.

По указанным причинам до 60-х годов 20 века обеспечить зданиям безосадочное основание было технически не возможно, поскольку деревянные сваи не могли быть длиннее 12 м. Пример Исаакиевского собора подтверждает сказанное. Известно, что это здание, размерами в плане примерно, 100х100 м, имеющее массу около 3000000 кН, построено на фундаменте в составе которого 24000 деревянных свай и сплошная плита из природного камня, заглубленная в грунт на 5 м. Затраты на этот фундамент были весьма велики: по смете, имеющейся в архиве, они составили 10% затрат (2 млн. рублей серебром). Несмотря на это осадка здания превысила 1 м, разность осадки, выразившаяся в форме крена полов здания достигла почти 40 см
Износу подземных конструкций зданий способствовали и такие факторы, как неуправляемый рост культурного слоя, высокий уровень грунтовых вод и силы морозного пучения грунтов, вибрации, вызванные транспортными нагрузками, строительством, промышленностью.
Первые 100-120 лет со дня основания города фундаменты "казенных" зданий строились особенно тщательно. В траншеи, окопанные под ленточные фундаменты стен несущих, стен забивались деревянные сваи, по верх которых выполнялась кладка фундаментов. Именно так были построены фундаменты стен Петропавловской крепости, Петропавловского собора, Ростральных колонн, Александровской колонны, Исаакиевского собора, многих других. Некоторые здания (пример-Зимний дворец, Новый Эрмитаж) были построены на сплошных плитах…

http://www.rips.ru/analit.phtm...

По поводу Исаакиевского собора до сих пор публикуются всевозможные вымыслы с "недоумениями". Поэтому я привожу описание его фундамента из книги 1869 года издания

из которой ниже ещё будут цитаты :о) https://нэб.рф/catalog/000219_...

Попутно сообщу всем, кто ещё не в курсе, что строительные чертежи начала XIX века (то есть времени строительства Исаакиевского собора и сооружения Александровской колонны) значительно отличались от чертежей нашего времени. Поэтому, прежде, чем заявлять, что опубликованное Монферраном в его альбомах не является чертежами, прошу ознакомиться с другими чертежами того же времени. Итак, перед вами чертёж из книги "Практические чертежи по устройству церкви Введения во храм пресвятыя Богородицы в Семеновском полку в. С.-Петербурге, составленные и исполненные архитектором профессором Академии художеств... Константином Тоном" Тон К.А. 1845 г.

Здесь можно узнать, что основание было укреплено (уплотнено) забивкой свай, поверх которых был устроен бутовый ростверк. (вспоминаем Исаакий). На чертеже имеется масштабная линейка, чертёж копра для забивки свай. Сравниваем с чертежом Монферрана. Александровская колонна:

Исаакиевский собор

Попутно можем сравнить и чертежи куполов, сделанные Тоном 

и Монферраном

Ранее, в 1824 году (!!!) была издана книга "Собрание планов, фасадов и профилей для строения каменных церквей с кратким наставлением как о самом производстве строения, так и о вычислении потребных к тому материалов; при чем приложены и объяснительные чертежи важнейших частей зданий, с означением размера оных для практического употребления", которую, я полагаю, будет интересно почитать многим. Ссылочка: https://нэб.рф/catalog/000200_...

Как видим, и тут на основание и на устройство фундамента обращается внимание. В данной книге мы тоже обнаруживаем такие же чертежи, как и чертежи Монферрана. То есть, когда кому-то из вас захочется вдруг заявить, что чертежей строительства Исаакиевского собора нет, вспомните, что для начала следует познакомиться с тем, какими были чертежи начала и середины XIX века, чтобы не "видеть в книге фигу" :о))).

Читая книгу адъюнкт-профессора Карловича, можно убедиться, что в конце XIX века инженерами в России был накоплен большой опыт строительства сооружений, была разработана методика разсчёта сооружений, способы определения механических характеристик грунтов и строительных материалов. Поэтому, встретив чертёж фундамента памятника Александру II, я поняла, что о его сооружении нужно писать отдельно.

Разсказывает архитектор памятника Н.Султанов:

"Во исполнение Высочайшего повеления, с 20-го июня 1890 года Комитет приступил к устройству временных сооружений по постройке памятника и к земляным работам на месте будущего фундамента. Начало земляных работ, как мы уже говорили, обнаружило присутствие фундаментов древних зданий, а также остатков старинных кладбищ. Обстоятельство это тотчас же заставило заменить обычные земляные работы правильными археологическими раскопками, что дало возможность приобрести множество драгоценных остатков старины. Раскопки продолжались всё лето 1890 года, причём выемка земли была произведена до глубины 2-х сажень, то есть до подошвы древних фундаментов. Площадь, занятая раскопками, была длиною около 60 и шириною около 20 саж., или, приблизительно, 1.200 квадр. сажень..."

Немного по истории о сносе зданий Кремля и приказов, остатки которых были найдены на месте строительства памятника Александру II.

Бартенев "Большой Кремлевский дворец, дворцовые церкви и придворные соборы" https://нэб.рф/catalog/000199_...

Весною 1891 года земляные работы были возобновлены и продолжались до августа, и произведены сперва до уровня горизонта нижнего Кремлевского сада, а после зимнего перерыва, к началу весны 1892 года — доведены до горизонта, лежащего на 4 аршина ниже уровня Кремлевского сада, причем был найден материк, вполне надежный и пригодный для основания фундамента боковых частей. памятника. Эта продолжительность земляных работ обусловливалась тем обстоятельством, что нужно было вынуть земли более б,5 тыс. куб. сажень и сложить ее на верху горы, следовательно поднимая ее на высоту 8 сажень."

Чем более углублялась выемка грунта, тем яснее становилось, что необходимо дорабатывать проект памятника, ибо "... выяснилось, что если поставить памятник так, как он показан на генеральном плане, представленном вместе с моделью на Высочайшее утверждение в мае 1890 года, то на хорошем грунте будет стоять лишь задняя стена памятника, средняя же часть (фундамент под сенью) будет стоять на нём лишь наполовину, а передняя стена памятника, ближайшая к реке, придётся на наносном, никуда негодном грунте, и потребует очень глубокого и сложного фундамента, крайне дорого стоящего. Всё это требовало Высочайшего одобрения или разрешения..."

Когда были готовы эскизы статуи, императору для разсмотрения были представлены вместе с ними и видоизменённая модель, и разрезы памятника и грунта. Императора уведомили о затруднениях, и он, подробно всё разсмотрев, разрешить соизволил: ≪дабы все стены памятника стояли на хорошемъ материке , вдвинуть его въ глубь горы на четыре сажени, а получающіяся при этомъ лишнія части откоса горы срезать и съ боковъ закруглить≫. Таким образом возникшие недоразумения были разрешены, и можно стало приступать к дальнейшему производству работ. Утверждённый эскиз статуи и видоизменённая модель памятника все время его строительства хранились в конторе постройки, a разборки конторы были переданы на временное хранение в Исторический Музей.

"Памятник Александра Ивановича II как по условиям своего проектирования, так и по своей значительной высоте - тридцать одна сажень от подошвы кессона до вершины орла—представляет собой очень сложное сооружение. В нём выделяются совершенно определённо три составные части:
1) Основание и фундаменты.
2) Подножие памятника или терраса, и
3) Верхнее строение, т. е. Галлереи, входы и средняя сень.
Для большей ясности мы рассмотрим каждую часть в отдельности
а) Основание и фундаменты.
К концу августа 1891 года выемка земли была доведена до уровня нижнего Кремлёвского сада и на этом остановлена. Дальше продолжать было нельзя, ибо, в виду наступающего осеннего времени, фундаменты начинать было поздно, а, - как мы уже говорили — для весенних вод надо было оставить свободный сток. Если бы дно выемки было ниже Кремлёвского сада, то весенние воды заполнили бы её и разрыхлили материк, что могло вызвать безполезное углубление выемки. Кроме того нужно было произвести бурение для окончательного выбора системы основания.

(цитаты из книги Карловича)

Фундамент памятника мог быть расположен двояко: или большими уступами, соответствующими скату; или на одной горизонтальной площади, врезывающейся внутрь горы.
Первое устройство было бы гораздо дешевле, второе — несравненно надёжнее. Кроме того, изучение фундаментов открытых древних зданий показало нижеследующее: все поперечные стены, перпендикулярные к гребню горы, были разорваны поперёк, а крайняя к гребню продольная стена имела отклонение верхним концом внаружу. Всё это показывало, что составные части горы не выдерживали груза даже сравнительно невысоких зданий и сползали вниз под их давлением. Эти наблюдения выяснили ещё осенью 1890 года, то есть тотчас же после археологических раскопок, что уступчивое положение фундаментов было немыслимо и дали решимость производителям работ вести на следующий год выемку до уровня нижнего сада, с целью расположить фундамент всех частей на одном горизонте, независимо от выбора основания.
Когда в августе 1891 года открылось дно выемки, то оно представилось довольно разнообразным по своему составу: вся южная часть, обращённая к подножию ската горы, состояла из насыщенной земли, местами совершенно чёрной; другая половина, обращённая внутрь горы, представляла собой песок преимущественно жёлтый, а местами белый или красный. Было очевидно, что обосновать на этой поверхности подошву фундамента стало невозможным, так как при этом добрая половина сооружения приходилась бы на наносном сильно сжимаемом грунте. Кроме того, разнородный состав нижней поверхности выемки превращал в совершенную загадку ответ на самый важный вопрос: какие слои грунта лежат ниже этой поверхности?

Единственным способом решения этого вопроса являлось производство бурения, которое и было поручено, согласно выбору производителей работ и приглашению Комитета — инженеру Н. И. Зимину. Буровые скважины были заложены в девяти местах: четыре по углам площади будущего памятника, одна посредине и четыре по концам двух взаимно-перпендикулярных диаметров. Таким образом скважины №1, 2 и 3 приходились по южной стороне памятника; №4, 5 и 6 по средней поперечной оси его и №7,8,9 в северной его части. Бурение дало следующие итоги, расположенные по скважинам

Все эти скважины были доведены до уровня, лежащего ниже горизонта Москвы реки на 0,565 сажени и на 7.2 от верхнего края выемки. Соединённые в три профиля итоги бурения дали ясную картину нижележащих слоёв грунта. В общем, как видно из черт.147-149) они представляют из себя следующее наслоение:
1) Внизу горный известняк, почти горизонтальный в левом профиле, приподнятый в северном конце в среднем проиле и поднимающийся в южном конце в правом профиле (VII).
2) Над ним толстый слой белой глины с уровнем нижних, более сильных грунтовых вод (VI-V).
3) Над нею сравнительно нетолстая прослойка красной глины (IV).
4) Над всем этим очень толстый слой разнородного песка с уровнем более слабых верхних грунтовых вод (I-III).

Поверхность песка влево от средней буровой скважины была горизонтальна, а вправо от неё быстро понижалась к низу, вероятно следуя прежнему естественному уклону холма к реке; над этой наклонною частью лежал чёрный насыпной слой земли, образовавшийся очевидно путём исторического наслоения. Таким образом половина сооружения приходилась на наносном грунте. Во избежание этого неприятного исторического условия необходимо было передвинуть его дальше, в глубь горы, с тем, чтобы подошва фундаментов его наружных стен приходилась на песчаном материке, на что, как мы уже говорили, последовало Высочайшее соизволение."

(продолжение будет)

Начало темы:

https://cont.ws/post/396673

https://cont.ws/post/398123