Исаакий и геология

Сегодня искал одну научную статью по Новой Земле и совершенно случайно попалась на глаза статья об инженерно-геологических исследованиях Исаакиевсого собора. Статья написана группой под руководством Регины Эдуардовны Дашко, одним из самых авторитетных специалистов в области инженерной геологии и геологии Петербурга (которая, кстати, весьма критически относилась к идее Охта-центра) и опубликована в “Записках Горного института” (том 195, 2012).

Последнее время в связи с жаркими спорам вокруг Исаакиевского собора я неоднократно встречал мнение, что с передачей собора “исчезнет только текущая бухгалтерия собора с текущим соотношением прихода от туристов и расхода на зарплаты музейщиков и околомузейных товарищей”, а чтобы обеспечивать текущие ремонтно-реставрационные работы вполне хватит платного входа на колоннаду.

Основные тезисы статьи:

1. Исаакиевский собор – объект уникальный в инженерном отношении;
2. Построен на слабых грунтах (а не на жестком скальном основании);
3. Ниже уровня грунтовых вод происходят физико-химические и микробиологические процессы, вызывающие пластические деформации основания;
4. Требуется непрерывный мониторинг и изучение современными методами.

Собор построен в борту погребенной долины. Коренные глины находятся на глубине 45 м, выше четвертичные песчано-глинистые отложения с прослоями торфа. Это слабые грунты, собор по существу “плавает” на 24000 сосновых сваях. Это самое тяжелое сооружение в Петербурге (320 тыс. т), почти треть веса приходится на фундамент.

Время и агрессивная микробиологическая среда грунтовых вод действуют как на грунты, так и на сваи. “Сравнительная оценка результатов исследований сопротивления сдвигу озерно-ледниковых и моренных отложений 1953-1954 гг. с данными 2009 г. показала снижение их прочности на 30 % и более за счет роста микробной массы”. Весьма вероятно влияние этих процессов на пластические деформации фундамента, которые грозят трещинами в верхней части здания. Дополнительные сложности возникают от неровной кровли коренных глин (перепад 20-25 м) и неоднородности условий преобразования грунтов.

Вот выводы авторов статьи (выделено мной):

Для прогноза длительной устойчивости Исаакиевского собора необходима организация и проведение комплексного мониторинга собора, в состав которого должны входить наблюдения и контроль за состоянием объекта и компонентов подземной среды:
1. Геодезические наблюдения по маркам, установленным в цоколе здания, а также по поверхностным и глубинным реперам в зоне отдавливания грунтов.
2. Создание объемной модели 3D-развития деформаций несущих конструкций собора с помощью современных лазерно-сканирующих систем.
3. Контроль гидродинамического, гидрохимического и температурного режимов грунтовых вод по специально оборудованной режимной сети гидрогеологических скважин, которая должна фиксировать вымыв строительного раствора и выщелачивание известняков из плиты-ростверка фундамента, а также влияние утечек из канализационной сети и отепляющее действие теплотрассы на изменение химического и температурного режимов грунтовых вод. Периодичность опробования грунтовых вод четыре раза в год.
4. Наблюдения и контроль гидродинамического режима вендского водоносного горизонта для оценки динамики изменения его пьезометрической поверхности и влияние ее современного подъема на напряженно-деформированное состояние в основании собора.
5. Биохимические исследования и наблюдения за газообразованием и ростом микробной массы, а также развитием биокоррозии строительных материалов в специальной смотровой галерее, которая оборудована в теле плиты-ростверка.
6. Оценка состояния деревянных свай и степени консолидации слабых водонасыщен-ных глинистых грунтов ниже свайного фундамента. С этой целью рекомендуется пройти наклонные скважины под углом 62-63° и длиной 25-30 м, с северо-восточной и юго-западной сторон Исаакиевского собора.

Функционирование системы объектного мониторинга позволит с большой степенью достоверности и надежности выполнять проектные решения по реконструкции и реставрации главного кафедрального собора Санкт-Петербурга и проводить работы по обеспечению его длительной устойчивости.