Алексеев Сергей Игоревич - доктор технических наук, профессор каф. "Основания и фундаменты" ПГУПС, член РОМГГиФ, член ГЭКК ОФиПС при Администрации Санкт-Петербурга.
Основные направления научной деятельности - проектирование новых и реконструируемых фундаментов на неоднородных основаниях методом выравнивания конечных осадок, геотехнические аспекты реконструкции зданий. Автор более 90 опубликованных работ, в том числе 2-х монографий.
Лаппо Евгений Леонидович - кандидат технических наук, доцент СПГАСУ.
Основное направление деятельности - расчётно-теоретические обследования несущих конструкций зданий.
Лаппо Людмила Викторовна - главный архитектор проекта института "Ленпроектреставрация".
Основное направление деятельности - реставрация памятников архитектуры.
В 1780 г. Екатерина II предоставила в распоряжение Павла и его супруги Марии Федоровны своего любимого архитектора - шотландца по имени Чарльз Камерон. Камерону поручили план разбивки садов и парков в Павловске. Одновременно Камерон приступил к проектированию первого из полутора десятков задуманных им в Павловском павильонов. Этим павильоном был Храм Дружбы.
В архиве музея сохранились два незначительно отличающихся варианта фасада в авторском исполнении 1780 года.
Подвозить строительный материал начинают уже в июне 1780 года.
Помощником Камерона, архитектором Пильниковым, составляется последовательность и объем работ, подробное описание конструктивных элементов. Этот перечень, а также «дневник строительства», дает исследователям важный материал для диагностики конструкций Храма.
Через 2 года – в 1782 году павильон был закончен. В отделке Храма принимали участие живописец И.Рудольф, лепщики Бернаскони и Ж.Рашет, резчик Шарлемань.
Павильон напоминает древний греческий храм: круглая ротонда без окон, окруженная шестнадцатью дорическими колоннами, с плоским куполом, на невысоком стилобате. Камерон поместил свой Храм в излучине реки и так вписал в ландшафт, что на расстоянии павильон кажется совсем небольшим, и только приблизившись к нему вплотную, начинаешь осознавать его монументальность (рис.1).
Размеры Храма по описи архитектора Пильникова :
- диаметр основания храма—9 саженей 2 аршина (20.5 м);
- вышина с куполом—9 саженей 0.2 аршина (18м);
- нижний диаметр колонны—1.6м и т.д.
Рис. 1.
Первоначально Храм был выкрашен в светло-серый цвет, и кровля была светло-голубоватой. В желтый цвет павильон перекрасили уже в 1864 году.
Внутри круглая стена прорезана нишами, из которых четыре ниши—экседры, полукруглые в плане и с конхой (полусводом) вверху, три—плоские, c полукруглым верхом, а четвертую плоскую заменяет дверь.
В нише напротив входа была установлена статуя Екатерины II из белого мрамора. Надпись над дверью возвещала: «Любовь, почтение и благодарность посвятили». Великая Княгиня Мария Федоровна посвятила Храм Дружбы Екатерине II.
Предполагалось, что такой жест смягчит непростые отношения между царствующей матерью и сыном , а также будет способствовать решению финансовых проблем двора наследника. Мебель состояла только из банкеток в греческом стиле. Использовался павильон для устройства концертов.
За время существования Храма Дружбы его неоднократно ремонтировали, однако первоначальный облик не исказили.
В 1789 году был наново выстлан пол Храма. В 1864 году был произведен основательный ремонт с заменой плит пола, ступеней, штукатурные и кровельные работы.
Еще до революции убрали две ступени, которые окружали стилобат, образуя своеобразную отмостку. Статуя Екатерины II была случайно разбита во время обмеров в 1938 году. Исчезли бронзовые золоченые буквы, надписи над входом.
Основной объем здания и колонны опираются на единый стилобат, выполненный из известнякового камня. Под стилобатом, согласно дневнику строительства, простирается единое свайное поле (сваи деревянные).
Стены здания и колонны выложены из красного обожженного кирпича.
На стены опирается купол. В центре купола располагается барабан, верх которого перекрыт световым фонарем.
Пространство, ограниченное куполом, барабаном и наружным контуром верха колонн, занимает чердак. На чердаке устроена деревянная стропильная система, поддерживающая кровлю. Кровля металлическая из кровельного железа по деревянной обрешетке.
Во время войны 1941 – 1945 г.г. здание существенно не пострадало, за исключением штукатурки, лепной отделки и остекления фонаря.
В 1958 г. в здании был проведен капитальный реставрационный ремонт, в результате которого восстановили поврежденные лепные украшения стен и заменили лещадные плиты пола мраморными по рисункам Ч. Камерона.
После этого павильон «Храм Дружбы» использовался для размещения различных временных художественных выставок, за исключением нескольких лет в 90-х годах, когда здание пустовало.
Многолетний период эксплуатации здания вызвал необходимость проведения технического обследования состояния его основных несущих конструкций.
В соответствии с техническим заданием, согласованным с Комитетом по охране памятников архитектуры, в 2001 г. сотрудниками научно-производственной фирмы «Геореконструкция» было проведено такое обследование.
Для оценки состояния ростверка был откопан шурф № 1 напротив двери в здание, рядом со стилобатом (рис. 2.).
По результататам обследования было установлено, что фундамент состоит из двух слоев: ростверка и цокольной части – стилобата. Ростверк в месте шурфа выступает за границу цоколя на расстояние 1,56 м. Ростверк выполнен из рваных известняковых тонких плит толщиной 60...80 мм. Шурфом выявлено, что перепад высоты по верху ростверка от края к стилобату составляет 0,2 м. Представляется сомнительным, чтобы такая форма ростверка была создана по проекту, так как это привело бы к аккумуляции притока дождевой воды, стекающей с купола. Остаётся предположить, что деформированная форма ростверка образовалась в результате воздействия двух факторов:
Рис. 2. Конструкция фундаментов в зале колонады
а) осадки здания за период его двухсотлетнего существования;
б) подъема края ненагруженного ростверка, выступающего за габариты стилобата вследствие промерзания от действия касательных и нормальных сил пучения.
В этом случае находится объяснение и в предпринятой до революции разборке круговых ступеней: при осадке здания они должны были деформироваться, в результате чего могли появиться сколы, трещины, неравномерные подвижки и уклоны. Это негативно отражалось на внешнем виде здания, поэтому наиболее простым выходом являлась полная их разборка.
Стилобат также выложен из рваных известняковых плит толщиной 60... 80 мм на известково-песчаном растворе. Облицовка стилобата с северной стороны, по-видимому, сохраняется в исходном виде, из массивных камней правильной формы. С южной стороны облицовка восстанавливалась в позднее время и более мелкими камнями. В результате атмосферных воздействий раствор вымывался, а собственного веса отдельных камней было недостаточно для удерживания их в неподвижном состоянии. Поэтому некоторые камни отделки оказались плохо закрепленными, или даже вывалились.
При визуальном исследовании вскрытых шурфом конструкций установлено следующее:
- цоколь с внешней стороны стилобата имеет удовлетворительное состояние;
- нижняя уширенная часть кирпичной кладки колонны – в неудовлетворительном состоянии (кирпич кладки сырой, трещиноватый, частично разрушен);
- выступающий за стилобат край известнякового ростверка, вскрытый шурфом, имеет неудовлетворительное состояние: выявлены потеря сплошности приподнятой части кладки ростверка и сильное вымывание раствора.
Напластование грунтов в месте шурфа № 2 за краем ростверка представлено на рис 3.
Боковая поверхность известняковой стены повышенной части ростверка совпадает с краем нижней уширенной части кирпичной стены.
На глубине 1,25 м от верха стилобата шурфом вскрыт уступ ростверка из рваной известняковой плиты на известково-песчаном растворе.
Визуальное исследование всех вскрытых шурфом заглубленных конструкций выявило их общее удовлетворительное состояние. Трещины в кирпичной кладке стены ниже пола Храма отсутствуют. В теле ростверка под стеной также не выявлено каких-либо разрушений. Горизонтальных трещин по верхней поверхности ростверка нет.
Рис. 3. Конструкция фундаментов в зоне стен павильона
Анализ топографической съемки местности (по данным треста ГРИИ 1978 г. и 2000 г.), а также построенный по этим данным продольный профиль от уреза р.Славянки через здания Храма Дружбы, дали возможность качественно оценить поверхностно-дождевой сток вокруг сооружения. У северной части здания, обращенной к берегу р.Славянки, на расстоянии до 4,59 м от стилобата, отмечен контруклон по направлению к зданию. Это создает условия поступления атмосферных вод по направлению к ростверку сооружения, вызывая негативные последствия для конструкций.
Колонны здания сложены из красного кирпича, имеют диаметр 1,6 м и оштукатурены толщиной намета 20-25 мм.
В нижней части большинства колонн отмечено отслоение штукатурного слоя и частичное повреждение кирпичной кладки. Влажность кирпичной кладки в нижней части колонн составляет 10 – 12 %, что значительно превышает допустимую норму 3 – 4 %. Таким образом, отмеченные дефекты являются следствием капиллярного подсоса влаги из грунта.
В стенах павильона имелись странные, на первый взгляд, криволинейные трещины, возникновение которых не могло быть объяснено ни осадочными деформациями, ни перегрузкой кладки. Для выяснения их происхождения была выполнена расчистка штукатурного слоя, которая показала, что стены основного объема здания сложены из красного кирпича. С внутренней стороны стена имеет 8 ниш, поверхности которых до профилированного пояска вертикальны. Как показали вскрытия штукатурного слоя внутри и снаружи здания, кирпичная кладка стены ниже этого пояска по всей длине состоит из горизонтальных перевязанных рядов.
Вскрытия штукатурного слоя выше пояска позволили установить следующую последовательность возведения этой части стены (рис.4):
- после возведения стен до тяги профилированного пояска устанавливались кружала над нишами (I);
- по кружалам выкладывались кирпичные арки толщиной около 80 см из кирпича на ребро (II);
- горизонтальными рядами кладки выкладывались верхние части ниш, расположенные под арками (III);
- горизонтальными рядами кладки заполнялось пространство между арками (IV);
- возводилась верхняя часть стены, над арками, переходящая в купол.
Рис. 4.
Таким образом, не перевязанной оказалась кирпичная кладка по верхней и нижней границам арок, что и послужило причиной образования криволинейных температурных деформационных трещин в штукатурном слое с наружной стороны стены.
На наружной стороне стены, напротив ниш, отмечены сквозные вертикальные трещины в кирпичной кладке. В результате анализа результатов вскрытий установлено, что трещины возникли в наиболее тонких местах стен:
- у прямоугольных ниш – напротив боковых поверхностей (в углах);
- у полукруглых ниш – посредине.
Это позволило сделать вывод, что причиной их возникновения явились неравномерные температурные деформации.
При обследовании купола Храма было установлено, что верхняя часть барабана, 9...10 рядов кладки, находится в неудовлетворительном состоянии, а 3 верхних ряда кладки – в аварийном. В районе 9...10 рядов кладки по всему барабану проходит круговая трещина. Между этой трещиной и верхом барабана в штукатурном слое отмечена сетка волосяных трещин. В пределах верхних 3 рядов кирпичной кладки барабана наблюдается отслоение и осыпание штукатурного слоя, разрушение отдельных кирпичей. В местах расположения нижних ребер фонаря на внутренней поверхности барабана отмечены следы протечек. Гидроизоляция между опорным обручем фонаря и барабаном отсутствует.
Несущая конструкция светового фонаря выполнена из кованого железа, металл покрыт тонким слоем ржавчины и не окрашен. Отмечено отсутствие соосности фонаря и барабана: отклонение составляет около 3 см. В целом, состояние светового фонаря признано аварийным.
Стропильная система и мауэрлат, в основном, находятся в удовлетворительном состоянии, а кровля купола здания - в неудовлетворительном.
Таким образом проведенные обследования обозначили 3 основные причины развития деформации «Храма Дружбы»:
1. – сверху – от действия атмосферных осадок вследствие неудовлетворительного состояния кровли, фонаря;
2. – снизу – от капиллярного подсоса влаги (замачивание кладки колонн, стен);
3. – резкая разница температурного режима между наружным и внутренним воздухом неотапливаемого помещения температурные деформации с развитием характерных трещин в стенах.
Для сохранения конструкций здания «Храма Дружбы» от дальнейшего разрушения необходимо срочное проведение комплекса реставрационно-конструктивных работ по восстановлению конструкции фонаря, кровли организации постоянного температурно-влажностного режима, устройству гидроизоляции и восстановлению сплошности фундаментной кладки.