Следующий этап исследований наступил через одиннадцать лет. В 1939 г. состоялась очередная проверка положения колонн, были проведены поверочные теодолитные работы. Сравнение данных по наблюдению за состоянием осей колонн и углов здания, а также результаты съемок, проведенных за двенадцатилетний период (с 1927 по 1939 г.), позволили подвести итоги. Расхождения с данными 1927 г. оказались ничтожными. Следует отметить, что из 56 наблюдений (48 колонн и 8 углов) в 23 случаях величины наклона осей по данным обследования 1939 г. превысили данные 1927 г.[40]
В 1941–1942 гг. провели еще одну нивелировку сводов верхнего перекрытия, вскрывшую причины деформации сводов, характер и направление трещин, создавшихся от неравномерной осадки. После этого своды были укреплены. Последующие наблюдения показали, что процесс деформации остановился. В дальнейшем нивелировочные исследования осуществлялись в ходе реставрационных работ послевоенного времени.
4 августа 1956 г. началось освидетельствование гранитных частей колонн от астрогала до архитрава, закрытых бронзовыми капителями. Были сняты бронзовые абаки, медные окрытия, бронзовый декор в виде акантов и волют, а также бронзовые рубашки, к которым прикреплен был декор. В обнажившихся верхних частях двух колонн обнаружили, что в пределах капители на верхний торец фуста колонн уложен один гранитный монолит диаметром 1,85 и высотой 0,89 метра, причем одна из колонн состояла из восьми отдельных сегментов, связанных между собой цементным раствором и стянутых с двух сторон железным поясом шириной 0,1 метра и толщиной 22 миллиметра. Такое же устройство наблюдалось и в других колоннах: с лицевой стороны каждая вставка имела размеры от 0,59 до 0,67 метра, при средней высоте 0,58 метра. При осмотре некоторых колонн оказалось, что верхняя их часть под архитравом состоит из восьми гранитных вставок, связанных цементным раствором и стянутых хомутами. Это еще раз подтвердило, что при выравнивании колонн в 1898 г. верхние их части срубались. После фотографирования и составления чертежей весь декор был установлен на место.
Большой интерес представляли реставрационные работы, которые велись на угловой колонне южного портика в июне 1956 г. На колонне была снята разъемная бронзовая база и абака капители. Гранитная база под колонной при реставрации 1928 г. была охвачена тремя кольцами из полосовой стали толщиной 15 и шириной 125 миллиметров. Обследование гранитной базы показало, что металлические кольца, которые ранее были покрыты цементным молоком, сильно корродировали, но все отколы и трещины, реставрированные в 1928 г., прочны. Под снятой бронзовой абакой обнаружили три долевые трещины, расположенные с северо-восточной стороны колонны (одна из них шириной 20 миллиметров), которые начинались от верха и шли вниз. Руководитель работ архитектор А. Л. Ротач, один из авторов этой книги, составил предложения по реставрации колонн, одобренные профессором Н. Н. Аристовым и заключавшиеся в следующем: установив прочные леса под архитравом и освободив колонну от нагрузки, надлежало разобрать бронзовую цилиндрическую рубашку и декор, прикрепленный к ней, предварительно охватив верхнюю часть металлическим кольцом и стянув его болтами. Архитектор полагал, что только после выполнения перечисленных работ и в зависимости от состояния колонны под снятой рубашкой возможно будет начать следующий этап работ по укреплению верха колонны и архитрава.
После устройства тяжелых прочных лесов, как только был снят декор, установили, что повреждено от одной четверти до одной пятой верха колонны, Производство работ началось с вырубки всей разрушенной части колонны для новой гранитной вставки, состоящей из двух блоков (верхнего 48 и нижнего 45 сантиметров) весом до 600 килограммов, которые крепились на медных пиронах. Горизонтальные поверхности блоков были плотно пригнаны друг к другу и уложены на подливе из эпоксидной смолы, а вертикальные швы залиты жидким цементом. Все швы расчистили от излишнего цемента и подлива и залили эпоксидной смолой. Перед этой операцией верх колонны был охвачен двумя стальными кольцами без вырубки паза в теле гранита, а зазор между верхом колонны и архитравом заполнен раствором из расширяющегося цемента. Облицовка из рускеальского мрамора была приведена в прежний вид.
Так был разрешен вопрос о прочности и устойчивости колонн портиков. Однако еще более серьезные опасения вызвало состояние основных несущих конструкций.
В 1950 г., когда в соборе начались большие реставрационные работы, были обнаружены значительные повреждения в основных несущих конструкциях. Они были старого происхождения, но вызывали тревогу за прочность и долговечность здания. Поэтому в 1953 г. к исследованию и изучению деформаций несущих конструкций здания были привлечены научные силы Ленинградского политехнического института, с тем чтобы дать заключение о состоянии здания и методе ликвидации выявленных повреждений[41].
Эту ответственную работу взяли на себя крупные специалисты, ученые кафедр инженерных конструкций, строительной механики, оснований и фундаментов, производства работ, геодезии и др. Указанным кафедрам предлагалось немедленно приступить к организации и осуществлению разработанных предложений. Однако принятый рабочей комиссией института метод работ носил скорее теоретический, чем практический характер.
Разрез Исаакиевского собора. Чертеж А. Л. Ротача. 1957 г.
В отчете рабочей комиссии сообщалось, что после тщательного исследования фундаментов и рассмотрения материалов геодезических исследований, проведенных с 1939 по 1952 г., установлено, что в указанное время общей осадки здания инструментально обнаружить не удалось, и за период с 1927 по 1952 г. не зафиксировано заметных, выходящих за пределы точности работ смещений центров колонн и углов здания. На этом основании комиссия сделала вывод: положение основания собора можно считать стабильным. Что касается фундаментов, то состояние их каменной кладки было определено как вполне хорошее, так как уровень грунтовых вод находится выше головок свай и древесина свай за время существования не могла разрушиться от гниения. Расчет напряжений в сечениях свай показал достаточную их прочность (13 тонн на одну сваю при общем весе здания 300 тысяч тонн). В своем заключении комиссия сделала вывод: согласно расчету, устойчивость основания вполне достаточная; осадка сооружения в настоящее время прекратилась; в целом фундаментная часть собора и его основание не вызывают опасений в отношении их прочности, устойчивости и влияния на прочность наземных частей сооружения, в частности на прочность кладки подкупольных пилонов. Результаты работы комиссии не только подтвердили благополучное состояние конструкций, но и дали возможность еще раз убедиться в том, что фундаменты построены на высоком техническом уровне, достойном такого крупного инженера, каким был А. Бетанкур, непосредственно руководивший их созданием. Испытание временем позволило полностью снять вопрос о прочности основных несущих конструкций. Но оставалась нерешенной еще одна проблема — сомнения специалистов в прочности пилонов (они появились с 1910 г., хотя при возведении пилонов таких вопросов не возникало). Определенную тревогу вызывали трещины, обнаруженные в нишах пилонов, характер которых мог свидетельствовать о предполагаемых перенапряжениях в кладке. По статическому расчету академика Преображенского, сделанному им в 1910 г., напряжение в вертикальной части пилонов превышало допускаемое в три раза. В том же году профессор П. И. Дмитриев также произвел статический расчет основных несущих конструкций Исаакиевского собора: напряжение в пилонах оказалось значительно больше допускаемого для кирпичной кладки. Предпринятые в 1913 г. работы по наблюдению за поведением пилонов были прекращены из-за первой мировой войны.
Разрез Исаакиевского собора с реконструкцией башенной части здания. Чертеж Е. П. Москаленко. 1957 г.
Состояние пилонов было обследовано только после Великой Отечественной войны. В 1953 г. комиссия Политехнического института визуально обследовала мелкие отслоения и отколы облицовки, трещины в сводах, в опорном кольце барабана и пилонах и пришла к заключению: трещины в пилонах более позднего происхождения, и характер их свидетельствует о наличии в пилонах больших напряжений, способных вызвать разрушения; появление отколов в мраморной облицовке говорит о том, что облицовка при продольном укорачивании пилона вступила в работу. Статические расчеты по различным схемам подтвердили выводы о перенапряжении центральных пилонов, сделанные на основании визуального осмотра: максимальное напряжение превышало допускаемое. Одновременно комиссия провела исследование напряжений в пилонах компенсационным методом и путем анализа механических свойств материалов, примененных при возведении пилонов, и пришла к выводу, что кирпичная кладка пилонов близка к стадии разрушения: «Здание государственного музея „Исаакиевский собор“ находится в угрожаемом состоянии. Необходимо срочно начать работу по выработке рекомендаций для упрочнения несущих центральных подкупольных пилонов».
