Помимо обязательной, особо подчеркнутой высотной башенной части, особой архитектурной выразительности, а также огромных масштабов, отличительной особенностью высотных зданий являются предъявленные к ним те высокие требования удобства и благоустройства, которые побудили строителей создавать специальные технические этажи.
В каждом высотном здании имеются целые этажи, единственными «жильцами» которых являются машины, приборы, моторы, насосы, густая сеть трубопроводов, сложные механизмы, за правильной работой которых следят операторы, электрики, механики.
Прежде чем поднять здание ввысь, строителю надо сильно «заглубиться» в землю и провести там работы, от качества и характера которых - - в первую очередь зависит устойчивость сооружения. Расскажем прежде всего о работах, с которых начинается всякое строительство, - о подготовке основания здания и устройстве фундамента.
Устроить основание - значит подготовить тот массив грунта, на котором зданию предназначено стоять и воспринимать огромные нагрузки. Именно от этой подготовки в первую очередь зависит устойчивость любого сооружения, и поэтому прежде всего к нему предъявляются особенно жесткие технические требования.
Основание требуется прочное, способное выдержать огромный вес здания. Если оно и будет оседать, то осадка должна быть крайне незначительной.
Основание должно быть, кроме того, однородным, чтобы возможные осадки были не только незначительными но и равномерными во всех частях здания. Такая равномерная осадка зданию не вредит. В то же время малейшая неравномерность осадки вызывает в конструкциях здания перекосы, трещины и т. п.
Основание должно быть изолировано от подпочвенных вод, ибо они способны не только нарушить эксплуатационный режим здания и вызвать сырость в его помещениях, но и ослабить само основание.
В подземных глубинах почти всегда имеются скальные породы, до которых можно так или иначе докопаться и уверенно: возвести на них любые сооружения. Прочность и устойчивость скалы не вызывают никаких сомнений и опасений. Американцы, возводя свои небоскребы, чаще всего опирают их на скальное основание.
Высокие качества скал, их большая несущая способность и многолетний опыт американских строителей, казалось бы, должны были подсказать готовые, испытанные способы устройства оснований также и под наши высотные здания.
Однако первое, от чего наши строители отказались, приступив к проектированию высотных зданий, - это от заимствования американского опыта именно в сооружении оснований. При ближайшем исследовании этот опыт представился явно не лучшим с технической и нерациональным с экономической стороны. Советские проектировщики отказались от него и создали свои собственные способы устройства оснований под высотные здания.
Глубинные слои под Москвой весьма богаты скалой. Нет, пожалуй, на территории Москвы такого участка, прорыв который мы в конце концов не натолкнулись бы на огромную, твердую, высокопрочную скальную «чашу», как бы поддерживающую в подземной глубине весь наш великий город. Дело, однако, в том, что скала эта залегает очень глубоко и скрыта толстыми слоями самых разнообразных грунтовых пород, главным образом суглинистых и супесчаных.
Представим себе приближенно работы, которые вынуждены были бы выполнить наши строители, если проектировщики последовали бы за применяемым американцами способом и решились обосновать высотные здания на скальных известняковых грунтах.
Площадь, занимаемая высотными зданиями, измеряется многими десятками тысяч квадратных метров. В самом малом из высотных зданий - на Комсомольской площади - одна только башенная часть занимает больше тысячи квадратных метров. Скальные породы залегают на глубинах, измеряемых, как правило, двумя-тремя десятками метров.
Стало быть, только для того, чтобы «поставить» будущее здание на землю, надо было бы докопаться до материковой скалы и извлечь из земной толщи многие сотни тысяч кубометров грунта. Всего же строителям пришлось бы «перевернуть» десятки миллионов кубометров земли! Если к тому же учесть, что в ряде случаев московские грунты обильно насыщены подпочвенной водой, то станет ясным, что опирание высотных зданий на глубинное скальное основание представило бы собой задачу, решение которой было бы технически неимоверно сложным и чрезвычайно дорогим.
Устранить эти трудности помогли достижения советской строительной науки.
Исследованиями профессоров Н. М. Герсеванова, Н. А. Цитовича и Д. Е. Польшина было впервые доказано, что если опирающаяся на грунт плоскость здания достаточно обширна и сама опорная часть достаточно жестка, то никакого горизонтального сдвига грунтов под сооружением опасаться не следует. Иначе говоря, если строителям удастся соорудить большой и жесткий фундамент, то, каков бы ни был вес стоящего над ним здания, надежным основанием может служить не только скала, но и любой слабый и сжимаемый грунт.
