О причинах деформационных процессов Рождественского собора Суздальского Кремля и мероприятиях повышения его конструктивной прочности и устойчивости

Скальный В.С., Генералов Б.В., Косыгин Е.В.

Здание Рождественского собора Суздальского кремля было возведено в 1222 - 1225 гг. В XVI веке оно было надстроено верхним ярусом и сейчас представляет собой пятиглавый, шестистолпный храм с тремя притворами и трехчастной апсидой алтарной части. Размеры сооружения в плане, включая притворы и алтарь, составляют 35,7*32,8 м, а полная высота собора с крестом – 44,2 м от уровня пола. В геоморфологическом отношении площадка застройки расположена на левом берегу реки Каменка и огибается ей с трех сторон, т.е. находится в излучине реки. Территория застройки кремля возвышается над уровнем воды в реке на 7 - 11 м. Здание Рождественского собора расположено на спланированной площадке с господствующими над прилегающей местностью абсолютными отметками. Как свидетельствуют исторические документы, здание Рождественского собора – это третья постройка на месте и фундаментах двух ранее сооруженных, но разрушившихся храмов. В имеющихся документах нет свидетельств о причинах разрушений ранее построенных храмов. Уцелевшие конструкции старых построек, как и изначальная часть их фундаментов, стали органичным продолжением конструкций современного собора. Однако результаты инженерно-археологических изысканий 1993 - 1994 гг. дали материалы, свидетельствующие об уменьшении размеров в плане каждого последующего построенного здания храма после очередного его разрушения. Деформационные процессы конструкций современного здания собора наиболее интенсивно стали развиваться более двух десятков лет назад и привели отдельные части здания в аварийное состояние, что послужило основанием для проведения комплексных исследований по выявлению причин этих процессов и разработке инженерных противоаварийных мероприятий.

Предыдущие исследователи считали причиной трещинообразования в верхнем строении здания собора развитие деструктивных процессов материалов несущих конструкций. Однако последние исследования и результаты инженерно-археологических изысканий свидетельствуют о протекании сложных деформаций фундаментов и их оснований.

Инженерные изыскания площадки собора показали, что до глубины 0,9 - 2,9 м геологическая толща представлена насыпными грунтами культурного слоя. Под ним до глубины 6,3 - 9,2 м залегают макропористые слабопросадочные суглинки, которые подстилаются песчаным слоем толщиной 0,9 - 1.1 м. А ниже располагается мощный (12-20 м) водонепроницаемой слой полутвердого суглинка.

Гидрологические условия площадки Рождественского собора обусловлены инфильтрационными водами атмосферных осадков и утечками из водонесущих инженерных коммуникаций в верхней зоне грунтовой толщи, а в нижней зоне - подтоплением несущего слоя просадочного суглинка русловыми водами, дренирующими по подстилающему слою песка, который простирается под всей платформой возвышенности территории Суздальского кремля и выходит в русло реки Каменка.

Анализ имеющихся данных и наблюдений за изменением уровня подземных вод показал, что подтопление песчаного слоя русловыми водами обусловлено строительством в 1967 году плотины (ниже по течению реки в 0,4 км ) и последующим ее наращиванием в 1986 году еще на один метр.

Сопоставленный анализ полученных данных позволил сделать вывод о том, что первые постройки собора разрушились в результате замачивания просадок грунта в верхней зоне сжимаемой толщи. Современные деформации фундаментов и конструкций верхнего строения происходят за счет развития просадочного процесса в нижней подтапливаемой зоне несущего просадочного слоя грунта. Кроме того, инженерно-археологическими изысканиями выявлено засыпанное русло древнего рва, проходящего под апсидой и юго-восточной частью здания собора, где ряд фундаментов стен современного собора устроен на насыпных грунтах и погребенном почвенном слое, а некоторые фундаменты опираются на древние конструкции. И именно в этой зоне наблюдаются максимальные деформации конструкций здания.

Таким образом, здание Рождественского собора нуждается не только в усилении конструкций верхнего строения, но также в усилении фундаментов и стабилизации грунтового основания. Разработанный проект противоаварийных мероприятий предусматривает первоочередное усиление верхнего строения консервацией деформированных конструкций, последующее усиление фундаментов и упрочнение их оснований, а затем проведение реставрационных работ.
Для повышения прочности восстанавливаемых конструкций разработаны новые физико-химические способы и технологии их консервации, которые позволяют увеличить прочность восстанавливаемых конструкций на 25 – 30% по сравнению с используемыми в настоящее время инъекционными способами. Подана соответствующая комплексная заявка на изобретение.

Ссылки по данной теме:

Инженерная реставрация Собора Рождества Богородицы Суздальского Кремля >>

При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.

© НПФ «Тектоника», 1991-2020.