Когда мы закончили чертежи деталей и все временные здания были сооружены, возникла необходимость залить фундамент новой церкви. Работы были начаты в следующем году 26 июля 1819 года. По этому случаю, Церковь освятила место расположения будущего храма, чтобы Всевышний защитил его. Как только молитвы были завершены, в направлении от главной входной двери приступили к укладке первого гранитного блока фундамента алтаря. В оправу блока мы вставили позолоченную бронзовую пластину, на которой очень глубоко выгравированы следующие надписи:
Современный план храма соответствует старому плану, который был принят в царствование Императрицы Екатерины II. По нему видно, что несмотря на необычность архитектуры, будучи построенной, эта достопримечательность при окончании строительства украсила бы Санкт-Петербург. Перед тем как приступить к теме, мы должны известить читателя о характере некоторых важных конструкций. В связи с этим, мы предоставляем вместе с новым собором также и план, фасад и разрез церкви времён царствования Императора Павла I. Эти изображения мы дополнили сделанными в различных ракурсах двумя живописными видами.
ГЛАВА ВТОРАЯ
Кратко о прочности фундаментов высоких зданий. Причины выбора системы сплошного массива. Развитие способов строительства, разработанных для основания новой церкви. Гранитные горные породы Финляндии. Эксплуатация ста четырех монолитных колонн церкви. Транспорт и выгрузка этих колонн в Санкт-Петербурге. Памятники, в которые входили старые гранитные колонны. Сравнение этих колонн с колоннами Исаакиевского собора. Информация о расчёте, который определяет их кривую. Машина для перемещения колонн.
ПРОЧНОСТЬ общественных зданий характеризуется двумя показателями: тем, как они построены, и каковы особенности их фундаментов. Ни одна часть здания не требует столько внимания, как фундамент, ибо от его основательности зависит прочность здания. Чтобы защитить здание от опасных смещений грунта, древние часто занимали всю площадь под зданием сплошной массивной кладкой. Иногда средневековые строители церквей не делали фундамент в виде сплошного массива, а довольствовались тем, что связывали его части перемычками, которые должны были обеспечивать взаимную поддержку частей фундамента. Но если церковь имела две башни, то общим правилом было делать под ними общее разделенное на несколько частей сплошное основание. Согласно принципам статики, опасные явления в грунте обычно зависят от неравномерной нагрузки разных опор здания. Хорошо известно, как опасно класть фундамент отдельными кусками, совершенно не связывая их друг с другом. Одним словом, нужно добиваться равномерного давления здания на грунт во всех точках. По возможности оно должно давить на наибольшую площадь грунта, поскольку, в таком случае, оседание будет наименьшим. Оно будет везде одинаковым и перпендикулярным к плоскости основания. Мы не боимся утверждать, что для крупного сооружения фундамент предпочтительнее делать сплошным.
Давайте посмотрим, что по этому поводу говорили самые известные авторы.
Витрувий, гл. IV, кн. 3,«Храмы»:
«Для фундаментов этих построек надо копать канаву до материка, если можно до него дойти, да и в самом материке, на глубину, соответствующую объёму возводимой постройки, и выводить по всему дну самую основательную кладку».
Палладио, глава VIII, книга 1:
«Фундамент должен быть вдвое толще стен, на нём стоящих, причём должно учитывать качество почвы и величину здания и делать фундамент ещё толще там, где почва рыхлая и менее устойчива и где ему приходится нести очень большой груз».
Филибер Делорм, глава VII:
«Придётся опускать фундамент до тех пор, пока не будет найдено хорошее основание; только после этого можно будет приступить к фундаменту, толщина которого, по мнению Фона (Fon), будет пригодна для строительства. Конструкции должны быть хорошо сделаны, очень прочными и распространяться на всю поверхность в целом».
Все процитированные авторы (и не только они) согласны с тем, что при учёте материалов и пропорций здания архитектор может по местности определить нагрузку и способ строительства фундамента. В своём «Словаре Архитектуры» Огюстен-Шарль дАвиле сказал о фундаментах следующее: «К сожалению, эта наиболее важная часть здания не имеет правил».
Со временем, размышляя над самой приемлемой системой новой части Исаакиевского собора, а также над словами наших предшественников известных архитекторов, мы убедились, что фундамент таких больших церквей не имеет чётких правил для расчёта. Размышляя о грунте, на которой нам придётся работать, о качестве наших материалов и, особенно, о необходимости соединить наш фундамент с основанием существующей части церкви, мы отдали предпочтение сплошному массиву. В нём старый фундамент объединится с новым и станет единой массой широким и крепким основанием. Он охватит всю площадь грунта и будет сопротивляться нагрузке так, как если бы по изначальному плану архитектора Ринальди здание поддерживалось только стенами. Эти фундаменты состоят из цельного массива, который простирается на всю площадь здания, с основанием 7 футов [2,134м] в окружности. Они заглублены на столько же, что и бывшая церковь до 3 саженей и 1 аршина или 23 фута и 4 дюйма [2,845м]. После снятия грунта, чтобы выровнять почву мы стали без перерыва осушать землю с помощью двух винтов Архимеда. Затем мы забили до конца сваи из сосны диаметром 1112 дюймов [0,2790,305м] и длиной 20 футов [6,096м]. Между сваями мы оставили пространство равное длине ширине сваи. Каждая из них, чтобы не сломаться, имеет железный обруч. Они были вбиты до конца с помощью груза в 70 пудов или 1800 фунтов [1146,635кг]. Использовались десять свайных коперов с манежами для выездки четырех лошадей. Эта работа длилась год и не прерывалась даже в период зимы. После того как первый этап был завершён, земля была очень сильно утрамбована. Срезка голов свай проходила так: необходимо было замедлить напор насосов; и когда вода достигала желаемого уровня, это являлось своего рода отметкой, по которой можно было подрезать сваи. Промежуток между головой каждой сваи был опущен на 14 дюймов [0,356м]. После этого, чтобы разместить новые конструкции нужно было объединить все 10762 сваи в единое целое. Для этого поверх свайного основания были положены два слоя соединенных между собой гранитных блоков. В местах углов здания, а также в основания четырех столпов купола в центре здания; мы использовали блоки намного более массивные. Стяжку с крайней осторожностью поместили на хорошо измельченный цемент, просеянный через сито.
Постепенно, по мере того как гранитные конструкции росли, их облицовывали каменной кладкой в 8 дюймов [0,203м] толщиной и сформировали хорошую базовую систему цельного массива, которую мы только что обсуждали. Эта кладка была выполнена очень скрупулезно; были приняты мельчайшие меры предосторожности, каждый камень был тщательно выбран, чтобы сформировать основу одинаковой высоты. Эти камни были высечены и скреплены с лицевых сторон цементом так хорошо, как это требовалось. Наконец, все гранитные фундаменты были сооружены без трещин. Отлично было подготовлено ложе и проставлены уровни. Под каждую колонну главного портика мы заложили фундамент, в котором чередуется каменная кладка и гранит. Понадобилась двойное, в 4 сажени [8,534м] обрамление верхней части основания. Оно охватывает единый фундаментный блок гранита, что поддерживает каждую колонну. Фундаменты крыльца и здания находятся на одной глубине. Этим мы увеличили базу всего периметра здания и, одновременно, создали контрфорс всему массиву. Если этого не сделать на должном уровне, то фундаменты смещались бы на уровне насыпного слоя земли уже в самом начале работы. Без этих мер предосторожности портики могли бы получить осадку.
Мы сообщили, как были построены новые фундаменты. Теперь мы расскажем как они были связаны со старыми. Мы провели испытания на устойчивость и выяснили, что все сваи находятся в хорошем состоянии. На самом же деле, даже если бы мы постарались, то всё-равно не смогли бы ни укрепить их, ни даже вытащить их из земли, предварительно не разрушив. Что же касается старых фундаментов, то мы подняли на поверхность все гранитные конструкции. Каждый раз, мы осторожно скрепляли их скобами с новыми конструкциями. Нам много раз приходилось заменять старые блоки на новые. Ни одного мы не поставили на своё место прежде исследования. Мы экономно расходовали растолченный на шлифовальном круге цемент, чтобы в результате его сжатия не было усадки. Как отмечалось выше, мы тщательно избегали использовать прокладки. Применять их мы считали делом опасным. Итак, мы рассказали, что ещё нужно было сделать, чтобы обеспечить устойчивость фундамента церкви.
Вода постоянно наполняла подземные помещения церкви. В результате, в здании была постоянная влажность. Это очень вредно как для самого здания, поскольку тускнел мрамор, так и для посетителей, поскольку ухудшался воздух. Мы постарались устранить эти недостатки. Вокруг здания и в массивах старых и новых фундаментов были проложены галереи 7 футов [2,134м] в ширину. Они имеют пространство посередине прямо под куполом. Эти подземные галереи были покрыты строительным камнем и находятся в местах боковых проходов церкви. Уровень земли там выше, чем стандартный уровень воды в Неве, поэтому галереи стали свободны от влаги. Чтобы обеспечить в них доступ свежего воздуха и дневной свет, были просверлены отверстия. Дополнительно были поставлены 20 красивых воздухонагревателей из бронзы. К этим подземным галереям ведут четыре круглые лестницы из гранита. Самые крупные из них по 9 футов [2,438м]. Галереи напоминают катакомбы Святой Женевьевы в Париже. Завершая описание фундаментов, скажем, что гранита было использовано больше 1700 саженей. Даже в галереях вы можете увидеть гранитную облицовку стен. Эта сторона расходов даёт точное представление о внушительности этого громадного сооружения и об умениях русских строителей.
Пока мы работали над фундаментами, ответственная за строительство Комиссия решила заказать в Финляндии 48 гранитных колонн, которые сейчас украшают четыре портика церкви. Для этого мы были вынуждены туда поехать, чтобы изучить карьеры и, заодно, чтобы определить наиболее подходящее место для строительства порта и необходимые условия для размещения рабочих. Путешествуя, мы обратили внимание на обширные площади покрытые гранитом. Они говорят о крупных смещениях плит. Ни наше намерение, ни наша цель не состояли в том, чтобы анализировать здесь различные виды этого гранита. Достаточно сказать, что карьеры, откуда были привезены 104 монолитные колонны собора святого Исаака, расположены на двух небольших островах на берегу Финского залива между Выборгом и Фредериксом. Среди этих колонн первые 11 были добыты на острове Кюляниеми под руководством главного мастера Суханова. Второй карьер, на пять миль дальше, под управлением назначенного подрядчика Шикина, который благодаря своему уму и честности получил концессию на предоставление 39 колонн, которые в дальнейшем предназначались для портиков церкви. Когда мы впервые увидели гранитные скалы, мы испытали великое удивление. Когда же в первом карьере мы любовались семью ещё необработанными колоннами, то наше удивление сменилось восхищением. Вся эта поистине гигантская работа проходила на наших глазах так часто нам приходилось выезжать на место. Год спустя в первом карьере мы вырубили семь колонн по 7 футов [2,134м] в диаметре и 56 футов [17,069м] в длину. И пять других круглых колонн были готовы к отправке из карьера Питтерлакс.
Несомненно, среди различных видов известного гранита колонны собора святого Исаака выполнены в одном из лучших сортов:
1 Полевой шпат с широкими прослойками красивой красной охры, иногда мерцающий, особенно когда солнечные лучи падают на его отполированные поверхности, обладает очень приятным блеском и игрой света;
2 Жирный гиалиновый кварц дымчато-серого цвета с черными зёрнами или небольшими неправильными кристаллами;
3 Слои чёрной слюды редко достигают трёх или четырех линий толщины.
Как и в древности, в этих двух гранитных карьерах была использована только ручная сила. Мы получили прекрасную возможность увидеть дисциплину северян, которая удваивает приложенные силы для получения результата. Все действия подчинялись командам начальника. Огромные массы материала добывались благодаря удобному расположению инструментов и слаженным действиям. Главный сотрудник Суханов руководил карьером, который находится на склоне на расстоянии около 20 саженей от моря. Скала имела длину в 16 футов, ширину в 10 футов и 9 футов в высоты. Избавив её от ребристой коры, рабочие начали вскрывать породу с верхней части. Было установлено, что трещины могут повредить однородность массы, а этого нужно было избежать. После этого работа продолжалась и скала довольно грубо выравнивалась. Определялись пропорции масс, выступы обтесывались. Для этого рядом сверлили несколько отверстий, а затем их соединяли. В то время как часть работников обтесывали выступы масс, другая часть стояла снизу и готовилась к обрушению. Затем верхнюю часть скалы разделили на 11 равных частей, чтобы вырубить колонны. По всей необходимой длине каждой из этих частей был проделан желоб шириной 5 [0,127м] и глубиной 12 дюймов [0,305м]. После завершения вся длина была просверлена сквозными отверстиями с промежутками 1012 дюймов [0,2540,305м]. Рабочие сделали рядом три ряда отверстий. Попеременно двое рабочих с силой ударяли молотком, а третий следил за перемещением движения. Время от времени, чтобы ускорить работу и избежать громких звуков инструмента они лили воду в отверстия. Из-за влаги гранитный песок становился более клейким. Это позволяло удалить его с помощью прикрепленных к концу шеста изогнутых железных ковшей. В некоторых случаях они делали это затупленным шестом. Чтобы посторонние предметы не попали в отверстия, рабочим было нужно плотно вставить в них деревянные колышки. Наконец, когда все отверстия просверлили до подножия скалы, мы смогли полностью отделить блок от массива. Расположенные друг за другом на протяжении всего желоба по всей его длине 18 дюймовые [0,457м] железные клинья вставили между листами металла, которые защищали внешнюю поверхность камня. Рабочих разместили таким образом, чтобы перед каждым было по 2 или 3 клина. В одно время по ритмичному сигналу все ударяли по клиньям до тех пор, пока не появлялась щель. Постепенно она расширялась и в конце-концов разрезала скалу от низа до верха. Разделяя скалу, щель ни разу не отклонилась от намеченного направления. После того как масса была отколота, они заменили клинья на 8 железных рычагов высотой 15 футов [4,572м] и расположили их внутри желоба на равном друг от друга расстоянии. Сверху к каждому рычагу они прикрепили канаты, каждый из которых тянуло 40 человек. Как только скалу раздвинули пошире, они поместили другие рычаги, но уже из дерева и гораздо большие по величине. Они использовали деревянные рычаги вместе с железными, чтобы сильнее расколоть скалу. Наконец, когда они полностью откололи нужный блок, его опрокидывали с помощью лебедок на строительные подмостки, обтёсывали и подравнивали. Затем его отправляли в порт в виде гранитного цилиндра. Там его грузили на корабль. Чтобы избежать несчастных случаев при перевозке, обычно корабль получал два таких блока и нагрузка на палубе распределялась правильно (Господин Гербин специально построил два корабля для транспортировки этих 48 колонн).