В древние времена эти, ушедшие сейчас под землю, реки были мощными потоками, текущими в глубоких долинах. Постепенно долины заносились песчаными отложениями, речки мелели, поверхность сглаживалась и приобретала современный рельеф. Потому-то на некоторых участках трассы, в грунтах, насыщенных водой, и плывунах, отличающихся чрезвычайной подвижностью, проходка тоннелей была крайне сложной и трудной. Наши гидрогеологи и проектировщики – мозг метростроения – и тогда и сейчас упорно ищут наивыгоднейшие для каждой новой трассы, для каждого участка глубины расположения тоннелей.

Первопроходцам пришлось вести тяжелую и упорную борьбу с силами природы. Обычно эти слова сочетаются еще с одним словом: «разбуженные». Разбуженные силы природы. Извержение вулкана, наводнение, цунами, обвалы в горах, казахстанский сель… К Москве, которая более восьми веков крепко стоит на месте, подобные понятия никогда не относились. Первыми возбудителями спокойствия стали метростроевцы…

Как только проходчики вскрыли московский грунт, плотно осевший под тяжестью огромного города, – земля ожила в полном смысле этого слова. Всколыхнулись загнанные в трубы реки, зашевелились плывуны. Все это стало вторгаться в подземные выработки.

Плывуны! Это грозное слово в 3 0-е годы не с ходило со страниц газет. Плывуны заливали стволы, забои шахт. Вот тогда-то изобретательные молодые специалисты Н.Г. Трупак и Я.А. Дорман (ныне доктора технических наук) призвали на помощь проходчикам искусственный мороз, способный превратить полужидкий грунт в скалу. Мороз создается охлажденным раствором соли хлористого кальция, который, циркулируя в специально пробуренных создает теплообмен с грунтом. Вокруг труб образуются ледяные цилиндры. Они постепенно увеличиваются, соединяются между собой в сплошную стену толщиной до трех-четырех метров. Замороженный грунт не пропускает ни единой капли воды – искусственная скала способна выдержать огромное гидростатическое давление и давление грунта. Холод стал могучим заслоном, ограждающим тоннельщиков от подземной стихии»[129].

Из американского опыта строительства небоскребов в то время было известно, что наиболее прочным и удобным во всех отношениях основанием является скальная порода. Но в Москве скальные породы залегают на такой глубине, что американский опыт был здесь бесполезен – отрытие котлованов на требуемую для этого глубину лежало бы за пределами всяких возможностей. На бетонирование искусственных оснований ушли бы долгие месяцы и колоссальные денежные средства. А нельзя ли при возведении высотного здания обойтись без скального грунта? Зарубежные специалисты единодушно давали отрицательный ответ. Советские же инженеры доказали, что надежным основанием могут послужить и так называемые мягкие грунты.

Пространственная конструкция фундамента высотного здания на Дорогомиловской набережной. Схема

Это открывало широкие перспективы для дальнейших разработок. Отпала необходимость извлекать миллионы кубометров земли, лежащие на пути к скальному грунту, – таким образом, объем земляных работ уменьшался во много раз, следовательно, упрощались и строительные работы. Теперь требовалось разработать новую, оригинальную конструкцию фундамента, которая бы создавала обширную опорную площадь здания. Отклоняя один за другим различные варианты, как не вполне надежные или недостаточно экономичные, инженеры нашли наконец верное решение. Чертеж фундамента авторы представили на рассмотрение группе экспертов. У кого-то вырвалась реплика:

– Да ведь это коробка!

– Вы правы, – ответили проектировщики. – Мы предлагаем выполнить фундамент в виде железобетонной коробки.

В пользу предложенного решения были приведены такие соображения: здание будет возведено на сравнительно малоустойчивом грунте, – следовательно, его фундамент должен отличаться особой прочностью. Повышенная жесткость фундамента устранит неравномерные осадки путем перераспределения давления на грунты основания. Конструкция фундамента должна обеспечивать минимальные и равномерные осадки высотных зданий. Его нижняя и верхняя плиты будут простираться на площади в несколько тысяч квадратных метров. Поэтому нет никакой нужды делать фундамент монолитным и заполнять железобетоном все пространство между плитами. Гораздо выгоднее соорудить его как бы пустотелым, связав верхнюю и нижнюю плиты продольными и поперечными стенками, идущими по осям основных несущих колонн каркаса здания. Эти стенки придадут железобетонной коробке требуемую жесткость. При этом фундамент будет являться продолжением здания, его полезной частью, внутри которой можно уместить значительную часть инженерного оборудования[130].

Так оказалось найдено не толь ко частное решение задачи, но и общее решение, открывающее новые перспективы в дальнейшей практике строительства. Придание высотным зданиям пирамидальных форм преследовало не только архитектурные, но и инженерные цели – сделать нижнюю часть здания и, следовательно, его фундамент более широкими, что позволило бы распределить вес здания по наибольшей площади.

Котлован для устройства фундамента одного из высотных зданий столицы. 1949 г.

А подвалы высотных зданий стали неиссякаемым источником для массы фольклорных выдумок и легенд. К примеру, такой: когда планировали строительство храма в честь победы в Отечественной войне 1812 года, было несколько проектов, один из них – построить храм на Воробьевых горах. Строительство не началось, так как здесь очень слабые грунты, которые не в состоянии выдержать крупного здания. Но что не смогли сделать царские архитекторы, сделали сталинские. Когда строили главное здание МГУ, то вырыли огромный котлован под фундамент, залили жидким азотом (именно в такой нелепой редакции эта байка встречается в Интернете), потом поставили холодильные установки на то место, которое потом стало называться 3-м подвалом или этаж-3. Этой зоне был присвоен статус суперсекретной, так как в случае возможной диверсии и вывода из строя морозильников через неделю здание сплывет в Москву-реку…

Эту информацию, правда несколько измененную, я встречал и на разных сайтах в сети Интернет. Безусловно, она относится к категории вымыслов, поскольку здание МГУ стоит на чрезвычайно плотных и абсолютно сухих грунтах. Поэтому, даже несмотря на крайне дождливое лето 1949 года, состояние необычно крутых откосов котлована оказалось вполне удовлетворительным. Почвы были настолько плотными, что инженеры приняли решение о закладке фундаментов зданий химического и физического факультетов в замороженный грунт без его предварительного оттаивания[131].