ОАО Фундаментпроект
в началонаписать письмопоискпоиск
[Публикации]

Геотехническая проблема реконструкции Государственного Академического Большого Театра (ГАБТ РФ)

В.И. Шароватов, Н.С. Жаворонко
ФГУП «Фундаментпроект», г. Москва, РФ

АННОТАЦИЯ: В данной статье авторы рассматривают одну из самых злободневных проблем сегодняшнего дня — реконструкция, наверное самого значимого для культурной жизни России памятника архитектуры — Государственного Академического Большого Театра. Главной причиной написания этой статьи является постоянно ухудшающееся состояние здания театра. Авторы опираются на опыт крупнейших организаций, институтов имеющих более чем полувековой опыт изучения данного вопроса.

Введение

Известно, что Большой театр давно признан ЮНЕСКО как уникальный объект мировой культуры. С начала 90-х годов прошлого века куратором — консультантом от ЮНЕСКО по вопросам реконструкции является господин Микаэль Дитман (Швеция).

Однако, за последние пятьдесят лет своего существования зданию театра фактически уделялось только «косметическое» внимание. Кардинальные проблемы реставрации — реконструкции, связанные с необходимостью функционирования театра на уровне мировых стандартов, задачи обеспечения надёжной прочности обветшалых элементов конструкций здания, устойчивости фундаментов и грунтов основания в целом практически не решались. Мало того, инструментальные наблюдения за неравномерными осадками и деформациями здания театра, которые с 50-х годов прошлого века периодически проводились Фундаментпроектом, Мосгоргеотрестом, другими специализированными организациями, с 2002 года были необоснованно прекращены из-за отсутствия финансирования. Совместное рассмотрение их результатов с результатами визуальных наблюдений за трещинами, другими деформациями в несущих конструкциях здания приводит к выводу о том, что имевшие место неравномерные осадки здания и ныне продолжаются.

Главной причиной тому являются постоянно ухудшающиеся сложные инженерно-геологические и гидрогеологические условия, связанные с резкими изменениями уровней и режима подземных вод всей территории Театральной площади, на которой расположен Большой театр.

 

1. Геологическая и гидрогеологическая характеристика территории

Территория, окружающая театр, в геоморфологическом отношении представляет собой долину реки Неглинка, которая в 1887—1889 гг. была заключена в трубу, а её русло было засыпано. Последовавшее резкое понижение уровня подземных вод привело позже к гниению деревянных свай и осадкам фундаментов.

Геологический разрез основания здания Большого театра представлен в основном верхнечетвертичными аллювиальными песками различной крупности (от пылеватых до гравелистых), с преобладанием мелких и средней крупности. Прослои песков не выдержаны ни в плане, ни по глубине, выклиниваются и замещают друг друга.

Мощность аллювиальных отложений составляет от 5 м (с восточной и южной сторон театра) до 16 м (с западной), где наблюдается глубокий эрозионный врез. Средней плотности и местами рыхлые (вблизи уровня подземных вод) аллювиальные пески почти повсеместно подстилаются юрскими глинами оксфордского яруса, которые с северо-западной и западной сторон театра полностью размыты эрозионным врезом. Вскрытая мощность юрских глин составляет от 3.0 до 6.0 м (абсолютная отметка подошвы 126.3—125.7 м).

Под юрскими глинами, а на участке эрозионного вреза непосредственно под аллювиальными песками, залегают отложения верхнего отдела каменноугольной системы, представленные вверху мергелистыми глинами, ниже известняками.

Водоносный горизонт приурочен к аллювиальным пескам. Зеркало грунтовых вод имеет свободную поверхность и в период 1955—87 гг. залегало на глубинах 10.3—6.7м, на абсолютных отметках 129.97—135.76 м. Грунтовые воды по степени агрессивного воздействия на бетон марки W 4 на любом цементе — неагрессивны.

 

2. Геотехнические проблемы реконструкции и возможные пути их решения

Уточнить причины, вызывающие деформации фундаментов и разуплотнения песков под подошвой фундаментов и вблизи уровней подземных вод, в настоящее время не представилось возможным, так как Главэкспертизой России из объёмов работ, намеченных программой изысканий ”Фундаментпроекта”, был исключён комплекс буровых и зондировочных работ. Это не позволило оценить и обрисовать ослабленные зоны на участках эрозионного вреза (в северо-западном направлении от здания тетра), а также наличие суффозионных процессов в песках непосредственно под зданием театра и по его периметру как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Важнейшим и необходимым условием обеспечения длительной устойчивости основания здания ГАБТ является уточнение возможностей проявления карстово-суффозионных процессов в пределах контура и охраняемой зоны здания. Ещё письмом-заключением №11-74 от 08.01.1987 г. институт ”Фундаментпроект” рекомендовал провести комплекс работ для оценки противокарстовой устойчивости площадки Большого театра при намечаемой ещё тогда капитальной реконструкции.

Активизация карстово-суффозионных процессов в грунтовых условиях г. Москвы стала отмечаться последнее время всё чаще и чаще, в связи с резкими изменениями гидрогеологической среды, провоцируемыми техногенными факторами:

  • резким колебанием подземных вод (за счёт аварийных утечек из неисправных водонесущих коммуникаций, в том числе агрессивных вод из канализации и горячей воды из теплосети);
  • дренированием грунтовых вод в метро;
  • глубокими коллекторами;
  • водозабором подземных вод из коренных горизонтов, которые изменяют базис эрозии грунтов до подстилающих слабых и среднерастворимых трещиноватых кавернозных известняков каменноугольных отложений, ускоряют проявление карстово-суффозионных процессов в основании сооружения.

Необходимость изучения карстово-суффозионных процессов на площадке Большого театра связано, по-видимому, и с непрекращающимися (хотя и незначительными по величине) осадками здания и с характерным для оживления карста напластованием грунтов.

Аллювиальные пески, в зоне эрозионного вреза, в северо-западной части здания театра, подстилаются на глубине около 15—18 м каменноугольными известняками.

Последние характеризуются трещиноватостью, кавернозностью и на отдельных участках перекрыты тонким слоем юрских глин. Карстовые процессы в известняках способны активизироваться из-за резких изменений режима подземных вод (переменных скоростей, колебаний уровня), имеющих место в результате активной эксплуатации двух артезианских скважин «Хладоцентра», соответственно расположенных от здания театра всего лишь на расстоянии 15 и 20 м.

Для оценки противокарстовой устойчивости в контурах здания театра и их охранных зон следует провести инженерно-геологические изыскания и геофизические исследования, для выполнения которых программой работ намечалось привлечь специалистов из ГГП «Центргеология». Следует отметить, что активизация карстово-суффозионных процессов была установлена в 1987—89 гг. на соседнем участке Малого театра, что вынудило разработать проект усиления фундаментов здания театра цементационными опорами, устраиваемыми по способу струйной технологии на глубину 20—22 м до кровли крепких (некарстующихся) известняков. Усиления было реализовано в 1991—94 гг. фирмой ”BAUER”.

Проблема изменения гидрогеологических условий территории и устойчивости расположенных на ней зданий и сооружений существует достаточно давно. Сведения об этом в исторических документах и литературе известны по крайней мере с 20—30 х годов XIX века. С тех пор по мере застройки Театральной площади, реконструкции и ремонтов зданий возникали всё новые и новые проблемы, связанные с осадками основания, многочисленными деформациями сооружений, водопроявлениями в заглубленных частях зданий (в частности, в подвалах Большого и Малого театров).

В конце 80 х годов прошлого столетия была предпринята попытка укрепления основания гостиницы ”Метрополь” при помощи буронабивных свай, сооружаемых с использованием струйной технологии фирмы ”BAUER”, что по мнению ряда специалистов привело к ещё большему изменению гидрогеологического режима и снижению устойчивости зданий. В частности, имеются документальные свидетельства об усилении процесса увлажнения фундаментов Малого театра, появлении высолов — ”грибка” на стенах и т.д.

На сегодняшний день существует большое количество вариантов решения реконструкции здания Большого театра. Авторами этих проектов предлагаются различные архитектурно- конструктивные концепции. Каждые имеют свои преимущества и недостатки, но во всех неприкосновенным остаётся одно – место, на котором расположено здание, и соответственно, геологическая и гидрогеологическая ситуация, с которой придётся столкнуться при реализации любого из архитектурных решений.

Касаясь аспектов современного функционально-технологического использования помещений театра с минимальным расширением в сторону Копьевского проезда и воссозданием заднего торцевого фасада архитектора А. Кавоса представляют интерес концепции проекта мастерской №13 Моспроекта-2.

В других, например, в концепции Центральных Научно-реставрационных Проектных Мастерских (ЦНРПМ) Минкультуры удачно решаются вопросы градостроительной среды исторически сложившейся застройки на одной из главных центральных территориях города Москвы – от Театральной площади, включая северный фасад Большого театра, до сохранившихся стен Китай–города, и вопросы сохранения и улучшения геологической и гидрогеологической среды в основании здания театра. Это достигается как за счёт минимального вмешательства в геометрические размеры и формы главных фасадов и общего зримого силуэта здания, так и за счёт максимального использования подземного пространства под театром. Методы расширения и углубления последнего, предложенные авторами концепции, позволяют не только усилить ослабленные временем и многолетними неравномерными осадками столбчатые и ленточные фундаменты здания, но и передать нагрузки от здания на коренные горные породы — прочные слои известняков, залегающие под зданием на глубине 12—15 м. Известные и широко применяемые при производстве подземных инженерных работ конструкции, устраиваемые с использованием струйных, буроинъекционных, бурозадавливаемых, буроопускных и других современных технологий, опробованы на многих важных объектах г. Москвы и в других городах РФ.

Очевидно, что реализация предложенной концепции потребует привлечения специализированных научных и проектных организаций, как на проектной стадии, так и на стадиях производства работ и мониторинга за соседними зданиями и состоянием геологической и гидрогеологической среды.

Во всех случаях общая конструктивная схема несущих конструкций элементов подземного пространства, предложенная концепцией ЦНРПМ в виде пространственной сотовой системы из вертикальных жестких диафрагм и горизонтальных дисков, способна наиболее надёжно обеспечить устойчивость и сохранность ГАБТ и соседних зданий при условии разработки и реализации дополнительных мероприятий по сохранению гидрогеологических условий и обеспечению геологической безопасности.

 

3. Общий вывод

Любая из предложенных концепций может быть успешно реализована при условии привлечения для её последующих разработок специализированных организации, способных оценить изменения гидрогеологической среды и предусмотреть соответствующие мероприятия до и после реконструкции.

 

Литература:

Материалы ФГУП «Фундаментпроект», ГУП «Мосгоргеотрест», ВНИИ «Водгео», ЦНИИСК им. Кучеренко, НПО «Стройгеология» , ЦНИС Госстроя, СК«Креал».

Design by 
© «Фундаментпроект», 2005—2013
Наш адрес:
125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.1, стр.1
Е-mail: fund@fundamentproekt.ru
Телефон: (499) 158 0481; факс: (499) 158 3078
Как к нам проехать, можно посмотреть на схеме проезда