Специалисты Ленинградского политехнического института разработали несколько способов, с помощью которых можно было увеличить мощность пилонов. Было предложено много интересных решений. Например, автор одного проекта считал, что несущая способность пилонов не уменьшилась, а наоборот возросла за счет мраморной облицовки. Составляя с пилонами единое целое, облицовка увеличила рабочую площадь их сечения на 30 процентов и таким образом усилила конструкцию, в связи с чем прекратилось появление новых трещин. В доказательство этой точки зрения автор продемонстрировал фотоснимки трещин всех четырех пилонов 1910 и 1954 гг. Сравнение их показало, что за 44 года в нишах пилонов новых трещин не появилось, и, следовательно, можно считать, что кладка пилонов имеет определенный запас прочности, однако не вполне достаточный для надежного существования собора. Но применить в данных условиях способ усиления пилонов, предусматривающий снятие облицовки, не представлялось возможным.
Все предложенные варианты были отклонены, кроме одного, автор которого Е. А. Москаленко предложил увеличить коэффициент запаса прочности с помощью реконструкции башенной части собора путем замены кирпичных стен барабана и стилобана каркасной металлической системой с облегченными заполнениями. Расчеты показали, что это могло дать уменьшение веса на 43,3 процента от 30 тысяч тонн, приходящихся на четыре пилона. Вариант был одобрен как возможный в случае аварийного состояния пилонов и по решению Ленгорисполкома[42] предлагалось немедленно выполнить рабочие чертежи, организовать строительное управление и выделить средства для ликвидации аварийного состояния здания. Сейчас, по прошествии многих лет, невольно возникает вопрос: каким мог быть дальнейший ход событий? Очевидно, последовала бы целая серия операций с тяжелыми последствиями и огромными неоправданными расходами. Но этого не случилось, так как представленный проект все же вызывал сомнения и подвергся дополнительной экспертизе по настоянию ленинградской общественности. Экспертная комиссия, составленная из инженеров и архитекторов во главе с академиком архитектуры Б. Д. Васильевым, пришла к заключению, что выводы о непрочности кладки пилонов следует считать преждевременными, так как исследования еще не закончены.
В экспертном заключении отмечалось, что значительные поверхностные деформации кладки могли произойти под действием тепловлажностного режима здания. Следовательно, дефекты кладки зависели не только от давления на кладку, т. е. от нормальных напряжений, а в значительной степени от влияния на кладку температурных изменений.
Утверждение, что мраморная облицовка пилонов вступила в работу с телом пилона, было ошибочным, ибо облицовка прикреплена не к телу пилона, а к забутке с воздушными пустотами в 270 миллиметров длины и 45 миллиметров ширины. Забутка между кладкой пилона и мраморной облицовкой выполнена из прочного кирпича с прокладкой путиловской плиты толщиной 0,154, длиной от 1,06 до 1,42 и шириной от 0,264 до 0,71 метра. Раствор, изготовленный из белой гатчинской извести с мраморной крошкой, предотвращал появление сырости на облицовке мрамора в интерьере как на стенах, так и на пилонах. Крепление мраморной облицовки к забутке не могло привести к уменьшению напряжения в пилонах.
Что касается высоких напряжений в пилонах, то во время строительства Исаакиевского собора у строителей не было никаких сомнений в прочности пилонов. В наше время эти высокие напряжения вызывают у некоторых специалистов беспокойство, стало даже почти привычкой говорить об ошибках Монферрана, считать его чуть ли не невеждой, забывая, что у него перед глазами были прекрасные образцы величайших соборов мира и авторитетная помощь профессоров, экспертов и ученых. Отчасти такое мнение можно объяснить тем, что многие исследователи, занимавшиеся изучением конструкций Исаакиевского собора, не разгадали или не обратили должного внимания на механизм работы пилона крупного сечения.
Если обратиться к аналогичным постройкам мирового значения, то можно вспомнить, что собор св. Павла в Лондоне стоит уже 275 лет, хотя его пилоны имеют напряжение не ниже, чем в Исаакиевском соборе, а некоторые даже выше. Что касается материалов и способов устройства пилонов собора св. Павла, то английские инженеры утверждают, что архитектор Рен построил пилоны таким способом, который вызывал сомнение у строителей — его современников. А пилоны работают! К. Рен в конструкции пилонов применил римский способ кладки. Его пилон состоит из облицовочных плит портландского камня, представляющих каркас, а за облицовкой находится масса камней и кирпича, оставшихся от сгоревшего собора и сцементированных хорошим известковым раствором. Каждый пилон несет вес 7400 тонн, пилон Исаакиевского собора — 7500 тонн, но его конструкция более совершенна, чем конструкция собора св. Павла.
Когда в 1924 г. обнаружили опасные изменения в конструкциях собора св. Павла, то вопрос — реконструкция или ремонт путем инъецирования — был решен в пользу последнего. В тело пилона ввели 90 тонн цемента и 37 тонн арматуры. Вокруг основания барабана были уложены две цепи Галля массой около 57 тонн. Эти работы были выполнены для укрепления здания без нарушения его первоначального вида. Благодаря принятым мерам во время войны при прямом попадании авиабомбы в купол барабан и купол не разрушились. Это пример того, что несущие конструкции, имеющие избыточные напряжения, работают и сегодня, и не стоит в XX в. пытаться вогнать их напряжение в «норму».
Работа несущих конструкций Исаакиевского собора — интереснейший опыт, продолжающийся уже более ста лет. Если внимательно изучить работу пилона большого сечения, можно понять таинственный механизм, удерживающий пилоны Исаакиевского собора от разрушения. Следует напомнить, что установленные современные нормы кирпичной кладки для обычных и промышленных зданий, у которых опоры имеют толщину не более трех или четырех кирпичей, конечно, непригодны для оценки пилона, сечение которого 42 квадратных метра. Необходимо примириться с полной безнадежностью попытки оценить состояние пилона с позиций современных норм и статических расчетов.
Рассмотрев отчет Политехнического института, крупнейшие московские эксперты профессора Л. Н. Онищек, А. А. Гвоздев и Г. Ф. Кузнецов пришли к осторожному заключению, что «несущие конструкции могут существовать, но долговечность их не обеспечена». Это вызвало сомнение в необходимости немедленной ликвидации аварийности здания, но не снимало окончательно вопрос о надежности конструкций.
Это было первое официальное опровержение факта аварийного состояния собора. Здесь во многом помогли дополнительные сведения архитектора А. Л. Ротача — руководителя реставрационных работ, представленные им графические материалы, фотографии трещин в пилонах, сделанные еще в 1929 и в 1953 гг., а также сведения о результатах других наблюдений.
Все это сыграло определенную роль в принятии решения не закрывать собор на реконструкцию, а продолжать начатую реставрацию в так называемой «катастрофической» обстановке. Вследствие разногласий между ленинградской общественной экспертизой и выводами комиссии ЛПИ Госстрой РСФСР поручил произвести доисследования Ленинградскому инженерно-строительному институту.
Произведя доисследования, комиссия ЛИСИ высказала новые предположения о якобы разошедшихся швах в прокладных рядах пилонов, распираний продольных стен, просадке опорного кольца под барабаном и согласилась с выводами комиссии ЛПИ о сквозных трещинах в пилонах. Был предложен ряд мер по ликвидации аварийного состояния собора: реконструировать опорное кольцо, сделав его из более легких материалов для облегчения нагрузки на пилоны; усилить пилоны путем введения в тело пилона предварительно напряженной арматуры.
Все эти предложения обстоятельно изучила общественная экспертиза Ленинграда, ее замечания одобрил консультант Института строительных конструкций в Москве проф. И. М. Рабинович. В заключении ленинградской общественной экспертизы отмечалось, что методы исследований Политехнического и Инженерно-строительного институтов были недостаточно научно обоснованы, а потому полученные результаты являются неубедительными. Таким образом, попытки обеих комиссий выявить реальную угрозу существованию здания не увенчались успехом. В противном случае комиссии добились бы реализации своих предложений или сняли с себя ответственность за возможные последствия.
Что же в действительности происходило со зданием? Мощные пилоны, приговоренные комиссией ЛПИ к разрушению, более ста лет несли огромную тяжесть в 30 тысяч тонн, следовательно, они вполне жизнеспособны, чтобы нести и дальше привычный для них груз и сберечь собор от внезапных разрушений. Если допустить, что собор находится в аварийном состоянии, которое длится еще с 1970 г., то, следовательно, он стоит чудом, но таких чудес, как известно, не бывает.
