Небеса пока еще необетованные

Небоскребам Москва-Сити на набережной Москвы-реки в будущем составят компанию еще около 200 сверхвысоких зданий.
Фото Арсения Несходимова (НГ-фото)

«Москву окружат кольцом из 200 небоскребов», «В столице продолжается воплощение крупномасштабного строительного проекта «Новое кольцо Москвы» – эти и подобные им заголовки замелькали минувшим летом в сообщениях информационных агентств. Сообщается, что в рамках проекта, который должен быть осуществлен до 2016 года, в Москве будут возведены небоскребы высотой от 30 до 50 этажей┘ Даже оставляя в стороне сугубо архитектурные споры вокруг этого проекта, неизбежно возникает вопрос: а приспособлена ли Москва с инженерно-геологической точки зрения под такое строительство? На вопросы корреспондента «НГ» отвечают Михаил Богданов – кандидат геолого-минералогических наук, генеральный директор ОАО «ПНИИИС» (Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве) и Сергей Никитин – заместитель генерального директора ОАО «ПНИИИС».

– Для начала не могли бы вы кратко обрисовать, в инженерно-геологическом смысле, то место, которое называется «Москва»?

Михаил Богданов. Инженерно-геологические условия в Москве в целом неплохие. Город располагается в тектоническом отношении на древней платформе. Это – достаточно стабильная и понятная инженерно-геологическая обстановка, хотя далеко не идеальная.

В последние годы в городе все больше внимания стали уделять тектонике, то есть обращать внимание не только на состояние верхних слоев – 10–30 метров, которые исследуются при обычном строительстве, но и более глубоких горизонтов.

В Москве большое внимание надо уделять карстовым процессам. Это процессы растворения и выщелачивания определенных пород и образование в них карстовых полостей. А Москва «стоит» преимущественно на известняках, которые подвержены карстовым процессам. Опасность заключается в том, что происходит вынос (суффозия) песчаных, супесчаных и суглинистых отложений в образовавшиеся полости и идет формирование воронок на поверхности.

– Не с этим ли связаны достаточно частые в последнее время случаи провалов буквально в центре города?

Михаил Богданов. В том числе с этим. Существует схема инженерно-геологического районирования Москвы по опасности карстовых процессов, разработанная в ПНИИИС. Выделены участки города, где эти процессы необходимо учитывать при строительстве. Если на этих участках при строительстве не предусмотрены противокарстовые мероприятия, строящееся здание может потерять устойчивость.

– Вы можете назвать наиболее опасные с этой точки зрения районы в Москве?

Михаил Богданов. Район Хорошевки, например. Город концентрировался вокруг Москвы-реки и притоков, а реки, как правило, формировались по разломам. К разломам, зачастую, приурочено и развитие карстовых процессов. Получается, что практически вся центральная часть города – это участок, построенный на разломах или вокруг них. В районе Большого театра – большое количество древних речных долин.

Сергей Никитин. Вообще-то, на этом месте строить можно. Просто проектные решения должны соответствовать сложности инженерно-геологической обстановки. Мировой опыт показывает, что 1–2% стоимости строящихся объектов должны быть потрачены на инженерные изыскания.

– Переходя к проекту строительства кольца из двухсот небоскребов в Москве – наш город приспособлен под такое количество сверхвысоких инженерных сооружений?

Михаил Богданов. Для строительства подобных сооружений почти в любом месте Москвы, с точки зрения инженерной геологии, можно предложить те или иные инженерно-геологические решения. При достаточных денежных вложениях в инженерные изыскания и ответственном подходе со стороны исполнителей все будет надежно и качественно.

– Все время напрашивается сравнение с Нью-Йорком, с Манхеттеном. Известно, что Манхеттен стоит на скальном основании. Там, кажется, сам Бог велел строить небоскребы. А в Москве, по вашим словам, сплошные разломы и карстовые полости...

Михаил Богданов. Здесь необходимо дать некоторые пояснения. Существует несущая способность грунтов и их деформация под нагрузкой. Понятно, что небоскребы создают большие нагрузки. Но в том, что грунт просядет на большую, чем обычно, величину опасности нет, если это рассчитано и учтено в конструкции здания.

Сергей Никитин. Распространенное мнение, что на скальном основании строить небоскребы более надежно, не совсем соответствует действительности. На песке напряжение от здания распространяется нередко более равномерно, чем на скальном основании. Кроме того, в скальном основании могут быть разломы. И говорить, что Манхеттен для строительства – хорошо, а Москва – плохо, неверно. Не исключено, что московские инженерно-геологические условия могут быть более благоприятными для строительства высотных зданий.

– А где могут быть сложности?

Михаил Богданов. Сложности могут возникнуть с определением физико-механических свойств грунтов, чтобы сделать расчетную модель. На сегодняшний день, в Москве почти нет оборудования для испытания свойств грунтов при нетипичных нагрузках. Например, в Америке в ряде случаев для анализа качества образцов используется компьютерная томография. Выявляются все внутренние нарушения образца и только потом наиболее неповрежденный участок керна используют для оценки физико-механических свойств грунтов.

– Вы сказали – «небоскребы создают большие нагрузки». А какие именно?

Михаил Богданов. От 2 до 5 кг/см2 – это типичные нагрузки на грунты в Москве. При строительстве небоскребов они могут быть более 15 кг/см2. Зависят нагрузки от многих факторов, в том числе и от того, какова площадь здания, конструкция фундамента, этажность и др.

– Но ведь в Москве уже есть небоскребы: здание Московского государственного университета, высотки на Площади восстания┘

Михаил Богданов. По сегодняшним меркам, это не небоскребы. В Университете – 34 этажа, дальше – шпиль, который придает высоту, но нагрузка от него минимальная. В большей своей части здание Университета – десятиэтажное; выше 10-го этажа оно все время сужается. К строительству МГУ инженеры-геологи того времени подошли в высшей степени ответственно. Достаточно сказать, что было вырыто пространство, равное по объему построенному зданию – чтобы вес здания и нагрузка на основание, на котором стоит Главное здание МГУ, были близки.

Сергей Никитин. Я бы добавил, что «сталинские высотки», о которых вы упомянули, строились на грани технологических возможностей того времени. Это пример ответственного отношения к изысканиям и проектированию – здания стоят до сих пор, и сомнений в их устойчивости нет. Проблемы, которые стоят перед современными изыскателями и проектировщиками при строительстве небоскребов в Москве, нередко тоже на грани современных технических возможностей.

– И все-таки, каким основным требованиям должны отвечать фундаменты небоскребов?

Михаил Богданов. Чем принципиально отличается высотное здание от стандартного строительства? Первое – повышенные нагрузки на грунт; второе – вопрос устойчивости, включая аэродинамические нагрузки. Поскольку высотные здания имеют, как правило, большую протяженность, то велика вероятность, что на этой площади будут грунты с разными свойствами.

Из-за того, что это очень тяжелые здания, зона влияния этих инженерных сооружений на грунт распространяется на большую глубину. То есть, если раньше для изучения инженерно-геологической обстановки достаточно было пробурить скважину на 10–20 метров, то теперь необходимо бурить до 80–100 метров.

Помимо этого, надо вести мониторинг природных условий до того, как началось строительство, в процессе строительства и процессе эксплуатации инженерного сооружения.

– Тем не менее, насколько я понял из ваших слов, противопоказаний к строительству в Москве двухсот небоскребов нет?

Сергей Никитин. Прежде чем строить небоскребы, необходимо вложить деньги в разработку методик инженерных изысканий под такие уникальные объекты. Вся нормативная база, весь опыт инженерных изысканий для промышленного и гражданского строительства (15–20 этажей), который имелся до сегодняшнего дня, применим к небоскребам лишь отчасти. У нас пока нет даже опыта эксплуатации этих сооружений и опыта анализа взаимодействия небоскребов с теми грунтами, на которых предполагается строительство.

Михаил Богданов. Очень важно выявлять неоднородности основания грунтовой толщи. Это не только карст, это может быть древний овраг, например, который здесь существовал 500 тыс. лет тому назад. И если данная геологическая ситуация не будет учтена при строительстве, то у вас пойдет неравномерная осадка здания даже одной высотности.

Если инженерно-геологические изыскания выполнены качественно, то с точки зрения инженерной геологии ограничений для высотного строительства в Москве нет.