Исторические объекты разрушают не только пожары и осады. Иногда это просто силы природы. И немало  культурных памятников в истории человечества находились в шаге от полного разрушения из-за невидимого, но коварного врага — проседания грунта. Вековые соборы, древние колокольни и пышные дворцы, простоявшие сотни лет, вдруг начинали медленно погружаться в землю, покрываться трещинами и терять устойчивость из-за движения подземных вод или особенностей почвы. Однако на помощь пришло мастерство инженеров: благодаря сложнейшим спасательным операциям, инновационным сваям и выемкам грунта специалисты смогли остановить падение и подарить памятникам вторую жизнь, позволив нам восхищаться ими и сегодня.

Почему проседает фундамент

Просадка грунта представляет собой процесс вертикального смещения или погружения верхних слоев почвы под воздействием тяжести самого здания или изменений в подземной среде.

Главными природными причинами этого явления выступают вымывание рыхлых пород грунтовыми водами, сезонные засухи, приводящие к сжатию глины, и наличие мягких илистых слоев. 

Однако немалую роль в разрушении объектов сыграли и градостроительные просчеты прошлого. Древние зодчие не имели возможности провести глубокую геологическую разведку и возводили массивные каменные сооружения на нестабильных речных наносах или осушенных болотах. Кроме того, строители прошлых веков регулярно ошибались при расчете нагрузки: они закладывали мелкозаглубленные фундаменты, использовали неочищенные деревянные сваи, подверженные гниению при колебании уровня воды, и неравномерно распределяли вес тяжелых башен и сводов. В результате земля под одной частью строения проседала быстрее, чем под другой, вызывая критические наклоны, разрывы несущих стен и медленное погружение шедевров архитектуры под землю.

Сейчас инженерные технологии способны остановить даже самое опасное погружение здания и предотвратить его полное разрушение. Рассказываем про шедевры, которые смогли спасти

1. Пизанская башня (Пиза, Италия)

Причина просадки. Строительство колокольни началось в 1173 году на крайне неустойчивом слое глины и песчаника. Уже при возведении первых этажей мягкий грунт с южной стороны просел, из-за чего башня начала наклоняться и уходить под землю.

Как спасли. На протяжении веков инженеры предпринимали попытки укрепления, но решить проблему удалось только в конце 1990-х — начале 2000-х годов. Команда специалистов под руководством профессора Джона Берланда применила метод противодренажа и аккуратной выемки грунта с северной (противоположной от наклона) стороны. Башню выпрямили примерно на 45 сантиметров, вернув ее к безопасному положению 1838 года. По расчетам инженеров, сооружение простоит еще минимум 300 лет.

2. Кафедральный собор Мехико (Мехико, Мексика)

Причина просадки. Собор XVI века был построен на месте разрушенного ацтекского города Теночтитлан, располагавшегося на озерном островке. Осушение озера и интенсивный забор грунтовых вод из под города вызвали равномерное и крайне глубокое проседание суши. Кроме того, часть собора стояла на каменном фундаменте ацтекских пирамид, а другая часть — на мягком иле. Из-за этого здание разламывалось пополам и буквально погружалось в мягкую почву.

Как спасли. В 1990-х годах мексиканские инженеры провели уникальную спасательную операцию: они вынули тысячи кубометров глины из под более высокой стороны собора с помощью специальных буровых скважин и укрепили основание. Здание удалось выровнять, остановив процесс его медленного разрушения.

3. Страсбургский собор (Страсбург, Франция)

Причина просадки. Готический собор с его 142-метровым шпилем строился на болотистых почвах в пойме реки Иль. Под восточной частью здания деревянные сваи начали гнить из-за колебаний уровня грунтовых вод, а фундаментальная основа просела под колоссальным весом камня.

Как спасли. В XIX и XX веках под древний фундамент собора инженеры поэтапно подвели новые железобетонные подушки и укрепляющие сваи. Процесс посадки был остановлен, а конструкции — законсервированы.

4. Домский собор (Рига, Латвия)

Причина просадки. Средневековый собор возводился на речных отложениях с использованием деревянных свай. Сезонные колебания грунтовых вод привели к тому, что дерево начало соприкасаться с воздухом и разрушаться под действием микроорганизмов. Это вызвало неравномерное погружение стен собора в почву и появление глубоких трещин в сводах.

Как спасли. Проблема не решена полностью. В последние годы реставрационные службы проводят постоянный мониторинг датчиков деформации. Они укрепляют своды и планируют подведение бетонных конструкций к коренным известняковым пластам для полной стабилизации собора.

5. Венецианские дворцы и соборы (Венеция, Италия)

Причина просадки. Практически весь исторический центр Венеции держится на миллионах деревянных свай, вбитых в ил. Из-за проседания альпийских пород, повышения уровня моря и активной выкачки подземных вод в XX веке город погружается в лагуну со скоростью около 1–2 миллиметров в год.

Как спасли. Запрет на забор артезианской воды остановил критическую скорость погружения города. Для защиты зданий от полного затапливания была построена система подвижных дамб MOSE, а в отдельных зданиях фундамент укрепляют путем инъекций специальных смол и геополимерных растворов.