Подземный Петербург: рыть или не рыть?

Не вширь, так вглубь
Уход под землю - путь градостроительного развития, на который рано или поздно вступают все мегаполисы. При этом города комплексно решают проблемы транспорта, коммунального и жилого хозяйства, занятости населения, энергосбережения и т. д. Пример тому - целые подземные кварталы в японских Токио и Осаке, канадских Монреале и Торонто. Системы паркинга простираются под зданиями в Хельсинки и Париже, а в Осло и Бостоне организовано подземное автомобильное движение.

Не отстает от просвещенной Европы и Россия. Стремится под землю Москва, в которой до 2010 года планируется построить более 1,8 млн. кв. м. подземных площадей. В них найдется место не только для складов и паркингов, но и для торговли, музеев, спортивных и развлекательных центров. Своя «Схема комплексного освоения подземного пространства» разработана и реализуется в Екатеринбурге. Показательно, что это первый подобный документ в России, появившийся, правда, почему-то на Урале, а не в одной из двух столиц.

В Петербурге имеющийся опыт строительства под землей невелик и не в счет: он ограничен постройкой немногочисленных автотранспортных тоннелей, подземных пешеходных переходов, в числе которых – и комплекс под площадью Труда, так и оставшийся невостребованным. Первая и основная причина – сложные геологические условия Северной столицы, не способствующие активности инвесторов и проектировщиков. По сути дела, на территории нашего города располагалось несколько древних морей, сменившихся потом Балтийским ледниковым озером. Подъем территории и образование древнего русла Невы привели к отложению в верхней части основания слоев мелких и пылеватых речных песков. Они подстилаются слабыми морскими и озерно-ледниковыми отложениями, ниже которых на различных глубинах находятся моренные грунты (от 30 до 50 м).

Коренные грунты, к которым относятся кембрийские глины (а именно в них проходят основные ветки метро), залегают еще ниже. По периферии города – в его южной и северной частях – на поверхность выходят моренные отложения. Заметить эти изменения как раз и можно по глубине станций метрополитена. Это и есть берега древнего Балтийского озера. Центральная же часть города расположена в своеобразной чаше, на очень слабых, водонасыщенных и разнородных надморенных грунтах, которые вызывают большие сложности при строительстве. Именно здесь возникают серьезные проблемы с устройством фундаментов. Слой слабых грунтов является основным препятствием при реализации известных подземных проектов в нашем городе. Образно говоря, слабые грунты похожи на студень: на него можно поставить наполненный стакан, и он будет держаться. Но при забивке свай или бурении возникает вибрация, и студень деструктурируется.

Тем не менее Петербургу не избежать активного освоения подземного пространства. Это связано и с необходимостью перенесения под землю транспортной инфраструктуры – иначе город задохнется от газов. Так считает заведующий кафедрой оснований и фундаментов Санкт-Петербургского государственного университета путей сообщения профессор Владимир Улицкий. Кроме того, возросшая экономическая активность, невозможность дальнейшего экстенсивного развития города вширь, необходимость реструктуризации делового пространства в границах исторического центра - все эти факторы заставляют участников рынка искать новые пути экономического развития под землей.

Угроза из-под земли
Не секрет, что наиболее востребованным для бизнеса был и остается исторический центр Санкт-Петербурга. Несмотря на заоблачные арендные ставки, это – вес, престиж, своеобразная мерка деловой репутации. Между тем, как уже говорилось, именно центральная часть города в силу неблагоприятных геологических условий наиболее проблемна для любого строительства, и в первую очередь – для подземного. Подтверждением тому – печальный перечень реализованных в Санкт-Петербурге проектов, побочным результатом которых стало разрушение или повреждение объектов культурного наследия.
Первый по времени пример – пострадавшая окружающая застройка «Невского паласа». «При реконструкции предполагалось устроить под зданием четыре подземных этажа, – вспоминает заведующий кафедрой геотехники СПбГАСУ (б.ЛИСИ) профессор Рашид Мангушев. – Хорошо, что удалось убедить руководство что таких этажей должно быть не более двух. Несмотря на то, что при работах применялась прогрессивная на то время технология устройства буронабивных свай, серьезно пострадали два здания по Невскому проспекту и три – по Стремянной улице». В результате строительства подземного паркинга под отелем «Гранд-палас» потрескался только что отреставрированный Театр музыкальной комедии. Этот список могут продолжить дом Мурузи, Юсуповский дворец, дом Лобанова-Ростовского, Перцев дом на Лиговском проспекте, треснувший после возобновления работ на «яме» у Московского вокзала. Рашид Мангушев напомнил, что, когда начинали рыть «яму», получили повреждения фундаменты Московского вокзала и часть из них пришлось дополнительно усиливать.

Поэтому не может не вызвать обеспокоенности и предстоящее подземное строительство на площади Восстания, проинвестированное компанией «Адитум» (генпроектировщик – архитектурное бюро Сергея Чобана, АМ «СП Проект» и АМ «Евгений Герасимов и партнеры»). Как сообщил главный инженер проекта возведения подземного комплекса Владимир Ерошин, в зданиях, прилегающих к площади Восстания, были проведены все необходимые работы по исследованию фундаментов. В частности, был осмотрен Московский вокзал. «Фундамент здания не пострадал, а вот лежни (бревна, которые закладываются в основание фундамента) со стороны станции метро “Площадь Восстания” в сечении разрушены на 40 %. Фундамент находится в работоспособном состоянии», – заключил Владимир Ерошин. Зона влияния проекта определена в 50 м. «Если в том или ином здании потребуется усиление фундамента, то такие работы будут проводиться», – заверил главный инженер.
С проблемами столкнулись и строители второй сцены Мариинского театра, хотя превентивные меры были приняты, казалось бы, своевременно. В связи со значительной выемкой грунта на месте стройки была подготовлена опытная площадка глубиной 11,5 м для наблюдений за реакцией грунтов на откопку котлована – посредством вертикальных и горизонтальных замеров. Пока, как заявил генеральный директор ЗАО «НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект» Алексей Шашкин, «грунт ведет себя на площадке предсказуемо плохо». В то же время Алексей Шашкин подчеркнул, что необходимым условием для правильного формирования котлована является надлежащее выполнение работ подрядчиками. «Я не уверен, что сегодня в геотехническом конкурсе на котлован победила профессиональная организация», – считает он.

Следующей зоной «рискованного градостроения» обещает стать Новая Голландия. Напомним: согласно замыслу автора проекта британца Нормана Фостера, здесь планируется создать многофункциональный развлекательный комплекс с концертным залом и подземным паркингом. По словам заместителя директора НИИ «Спецпроектреставрация», члена Федерального совета по сохранению культурного наследия Михаила Мильчика, огромный объем подземного строительства (котлован под концертный зал и паркинг, прокладка коммуникаций) не может не повлиять на гидрогеологию острова и, как результат этого - не сказаться на состоянии ценнейшего ансамбля. Так, корпуса складов держатся на деревянных сваях, и любое понижение уровня грунтовых вод может привести к их разрушению. По мнению Михаила Мильчика, ситуация здесь более опасна, нежели на площадке второй Мариинской сцены. Эксперт убежден, что от подземного строительства в Новой Голландии целесообразнее вообще отказаться.

Увы, угроза уникальному архитектурному ансамблю исходит не только из-под земли. В рамках проекта будут сохранены только шесть объектов (три склада, круглая тюрьма, кузница и бассейн с каналами). Институт рекомендовал оставить также комендантский дом, опытовый бассейн с лабораторией и здание радиостанции, откуда в 1917 году было подано известие о победе Октябрьской революции. Голоса экспертов были проигнорированы, как и рекомендации по сохранению неприкосновенности внутреннего пространства. «Это действительно ансамбль, пока еще его можно увидеть, – горько сказал Михаил Мильчик. – Торопитесь взглянуть на него в последний раз».

Самая, пожалуй, большая группа претендентов на подземное пространство – это паркинги. В концепции развития подземных стоянок, одобренной Смольным - 30 адресов. Первоочередной реализации подлежат 8 проектов в историческом центре, а именно – под Большой Конюшенной улицей, Манежной площадью, на пересечении Кирочной и Таврической улиц (около музея Суворова), под Захарьевской улицей (около пересечения с проспектом Чернышевского), Потемкинской улицей (у дома 13), под площадями Греческой, Белинского и Шевченко (у ДК Ленсовета).

Эксперты НИИ «Спецпроектреставрация», проводившие историко-культурную экспертизу на предмет возможности строительства, пришли к выводу, что ведение работ под площадями Шевченко и Ленина вполне допустимо при ряде ограничений. А вот под площадью Растрелли размещать какие-либо подземные объекты не рекомендуется. «Проблему с парковками нужно решать за пределами исторического центра. Перед въездом в центральную часть города стоит оборудовать перехватывающие парковки, развивать общественный транспорт и ограничить въезд», – говорит Рашид Мангушев.
У инвесторов – свои  аргументы. «При строительстве подземного паркинга на первом месте у нас стоит сохранность окружающей застройки и минимальное вмешательство в среду», – уверяет заместитель генерального директора компании ООО «ПаркингИнвестЦентр» Александр Стрельников. Очень хотелось бы верить в истинно благие побуждения инвестора, однако на деле на первый план все же выходят вопросы экономического планирования и целесообразности, в том числе – жесткой экономии...

Скупой заплатит дважды
Предшественники нынешних строителей также всячески пытались экономить, как, например, на фундаментах - отрыть траншею поуже и помельче, на дно уложить деревянные лежни, поскольку камень для строительства был дорог. Сегодняшние осадки фундаментов в центре - во многом дань «экономичной» технологии прошлого. В свою очередь, одной из опасностей нынешнего времени является экономия на инженерно-геологических изысканиях. Неверная или неполная информация на этой, одной из ранних и важных стадий строительства, может обернуться большими потерями в будущем.

«Проектировщик не пойдет на риск запроектировать оптимальную конструкцию без серьезной инженерно-геологической информации. Он лучше перестрахуется и запроектирует заведомо длинные либо, ошибившись, сваи меньшей длины, чем следовало бы при данных грунтовых условиях площадки строительства», – поясняет Рашид Мангушев. При подготовке к инженерно-геологическим изысканиям заказчик порой отчаянно торгуется из-за каждой скважины, ее глубины. Итогом становится либо неоправданно дорогая конструкция, либо, напротив, рискованная по своим прочностным характеристикам. И в том и в другом случае уместно вспомнить известную народную мудрость о скупом, который платит дважды. Между тем затраты на инженерно-геологические изыскания ничтожны в сравнении с общей сметной суммой – менее 1,5-2 % от стоимости объекта. Низкое качество и отсутствие гарантий добросовестной геотехнической экспертизы отмечает и Владимир Улицкий. По словам эксперта, застройщики несколько раз отказывались от его услуг именно потому, что им удавалось найти другого, альтернативного эксперта, который закрывал глаза на возможные риски.
При этом для Петербурга, как ни для какого другого города, важна информация о состоянии грунтов на месте строительства. По мнению Рашида Мангушева, при работах в историческом центре невозможно обеспечить «нулевую осадку» зданий, в том числе окружающей застройки. Специалисты ГАСУ обследовали техническое состояние 54 зданий XIX-XX веков и выяснили, что 60 % фундаментов перегружены. «Эти строения находятся в состоянии “неустойчивого равновесия, и любое вмешательство приведет к трещинам», – считает Рашид Мангушев. По мнению профессора, здесь требуются радикальные решения: либо сохранять исторический центр, не копая под него, либо строить новый. По второму пути пошли, например, наши северные соседи финны: при строительстве автовокзала снесли участок исторического центра Хельсинки, а затем воссоздали заново. 

Искусство строить на болоте
Все сказанное вовсе не означает, что подземное строительство в Петербурге невозможно. «Я всегда говорю студентам, что любое здание можно построить на любых грунтах, – уверен профессор Мангушев. – Для этого у нас имеются необходимые инструменты проектирования и современные технологии, но сколько мы затратим на устройство подземной части и насколько это целесообразно, станет ясным только после тщательно проведенных изысканий, обследований и расчетов. Каждое подземное сооружение уникально. Нет готовых рецептов, но есть набор используемых решений».
В самом деле, сегодня на вооружении специалистов множество технологий, позволяющих сделать процесс подземного строительства наименее травматичным для окружающей среды. При устройстве, например, подземных этажей методом «стена в грунте» заглубление в грунт может доходить до 50 м. В этом случае стены являются конструкцией будущего сооружения и одновременно служат для крепления котлованов. Метод используется при ведении земляных работ в водонасыщенных грунтах и стесненных условиях городской застройки.

Метод искусственного улучшения грунтов при устройстве ограждений подземных частей сооружений у нас пока не применяется, хотя у него большое будущее. Идея состоит в том, что три одновременно вращающихся в разных направлениях шнека разрабатывают грунт и перемешивают его. Получаются три скважины, в которые затем подается цементный раствор. При этой технологии комплексно используется несколько видов свай: буронабивные (в том числе и армированные, как несущие), а между ними – грунтоцементные сваи.

А вот метод струйной технологии (Jet grouting) уже опробован у нас, в том числе при создании искусственных оснований при строительстве кольцевой автодороги. Мощная струя воды размывает грунт, после чего туда подается цементный раствор – в результате образуется закрепленный массив. Это особенно важно при работе в застроенных районах и при необходимости преодолевать препятствия в виде уже существующих инженерных сетей.

Одно из новых слов в российском подземном строительстве - технология Top-down. Основный ее смысл состоит в том, что, начиная с нулевой отметки, постепенно создаются перекрытия, которые выполняют функцию распорных элементов периметра «стены в грунте». Их масса компенсирует выемку грунта, позволяя поддерживать необходимое статическое состояние в зоне работ и на прилегающих территориях. Сочетание технологий «стена в грунте» и Top-down позволяет минимизировать влияние на окружающую застройку «подземного вторжения».

Существует также метод опускного колодца – правда, в гражданском строительстве он применяется крайне редко. Специальная железобетонная конструкция с металлическими ножами опускается за счет силы тяжести и разработки грунта под ножами по периметру. Это дорогостоящий и технически сложный метод, требующий тщательной проработки проекта и скрупулезной технологии при погружении. За рубежом он используется весьма активно, у нас реже. Пример – северные очистные сооружения в поселке Ольгино.

Технологии метростроения также мало приемлемы для гражданского подземного строительства: весь петербургский опыт основан на применении техники, работающей в плотных и прочных слоях кембрийской глины на больших глубинах.

Рыть или не рыть?
Очевидно, что пока для Петербурга вопросы подземного строительства сыры и не проработаны. Отсутствие четких гарантий для окружающей застройки, единого комплекса обязательных мер по предупреждению пагубных последствий освоения подземного пространства, своеобразного кодекса подземных строителей – все это делает такой «андеграунд» потенциально опасным для города на Неве.
«Новый документ, определяющий ответственность строительных организаций за причиненный ущерб окружающей застройке в результате проведения строительных работ, необходим в масштабах всей страны. Однако именно наш город нуждается в нем в большей степени, чем остальные, – подчеркивает Рашид Мангушев. – Мы не раз обсуждали проблему создания нового регламента для подземного строительства в Петербурге. Отличительной особенностью этого документа должен стать комплексный подход, учитывающий, помимо технической стороны, юридические и экономические аспекты. Мы с профессором СПбГАСУ А.Б. Фадеевым не раз выступали с предложением создать документ, четко регламентирующий юридическую и экономическую ответственность строителей. Однако в Комитете по строительству администрации Санкт-Петербурга наша инициатива не нашла поддержки, поскольку эта структура занимается только техническими нормативами. А здесь необходима совместная работа различных ведомств.

Со своей стороны, мы готовы обеспечить научное сопровождение создания такого документа. У нас сформированы предложения, позволяющие оценить уровень ущерба, причиненного зданию, и соответственно размер компенсации. Так, если осадка, превышающая допустимую вчетверо, приводит здание или его часть в состояние, не  поддающееся ремонту, владелец вправе требовать 100-процентную компенсацию, в случае половинного снижения стоимости – восстановления путем капитального ремонта. Здания, получившие более тяжелые повреждения, целесообразно сносить, а если они представляют архитектурную ценность – отстраивать заново с сохранением первоначального облика».

P.S.
Проблемы подземного строительства как в части инженерного, так и правового сопровождения процесса далеко не новы для всего просвещенного мира. Взгляды строителей не случайно обратились вниз еще в середине прошлого века: уже тогда землю в бурно развивающихся мегаполисах мерили носовыми платками. Положение дел отразилось даже в художественной литературе. В 60-х годах прошлого века американский фантаст Генри Каттнер описывал ситуацию, когда инвестору пришлось заглубиться на 80 этажей под землю, поскольку права на 15 м надземного пространства по вертикали в этом месте уже были выкуплены авиакомпанией в целях обеспечения безопасного взлетного коридора для своих стратопланов сроком на 99 лет. Российским же участникам рынков строительного и недвижимости пока остается лишь мечтать о подобном правовом поле…

Подготовила Татьяна Корнилова по материалам научно-производственного консалтингового центра геотехнологий СПбГАСУ