В вопросе о пригодности мягких почв для небоскребов без гранита научных знаний не разобраться.
Обратимся «к Марксу». Слово «грунт» происходит из немецкого языка и обозначает «основу». Это не только почва или земля под нашими ногами.
Грунт — многокомпонентные динамичные системы (горные породы, почвы, осадки и техногенные образования), рассматриваемые как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью людей. (ГОСТ 25100-2011)
Типичный грунт в пойме Невы имеет такие напластования (цитируется по д.т.н, проф. Алексееву С.И.):
1. Техногенные отложения мощностью 2-3 м.
2. Дельтовые отложения (пески от пылеватых до средней крупности переслаивающиеся и выклинивающиеся между собой) мощностью до 5-6 м.
3. Морские отложения (супеси и суглинки от мягкопластичной до текучей консистенции) мощностью до 12-16 м.
4. Ледниковые моренные отложения в виде суглинков и супесей тугопластичной консистенции, расположенные на глубине от 20 м.
Для морены характерны еще и вот такие валуны — на стройке Лахта Центра с ними пришлось „повоевать“.
А что находится ниже минус 20 метров?
Щит и платформа
Петербург находится в зоне сочленения Балтийского (Фенноскандинавского) щита и Русской (Восточно-Европейской) платформы.
Балтийский щит состоит из твердых кристаллических пород. А платформа имеет двухэтажное строение. Нижний этаж — это тоже кристаллические породы самого древнего архей-протерозойского возраста (4-2,5 млдр. лет назад) – граниты, гнейсы, диориты и др.
В пределах Петербурга кристаллический этаж залегает глубоко — от минус 140 м в Курортном районе до минус 300 м на юге города.
Как среду размещения подземных объектов этот этаж пока не рассматривают, по понятным причинам — слишком глубоко.
Верхний этаж состоит из осадочных пород. Они разные по возрасту, происхождению, составу, состоянию и свойствам. Подход к оценке их устойчивости, соответственно, тоже разный.
Тут обратимся к анализу «Инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга», выполненному группой под руководством проф., доктора г.м.н. Дашко.
Итак, в северной и центральной частях города под четвертичным слоем (т.е. — сформировавшимся в современную геологическую эпоху) залегают верхнекотлинские глины верхнего венда. Они же есть и на юге, под нижнекембрийским слоем.
Мощность этих отложений от 12-20 м до 95-126 м.
Верхнекотлинские глины представляют собой плотные (плотность 2,17-2,24 г/см3) твердые алевритовые (пылеватые) тонкослоистые разности зеленовато-серого цвета.
А вот плотность кристаллических скальных грунтов: от 1,2 до 2,5 г/см3 (ГОСТ 25100-2011).
Из сравнения ясно, почему в рассказе мы так долго копали до этих глин. Они — наиболее устойчивая из доступных среда для размещения подземных сооружений. И ничего общего с «болотом“.
Именно в верхнекотлинских глинах проложены глубокие канализационные коллекторы, там же — основная часть тоннелей и станций петербургского метро.
"Верхнекотлинские глины часто называют "протерозойскими", что не совсем точно. Их возраст – верхний венд (верхний отдел протерозоя) — интервал 680±20 — 570±20 млн. лет. Это одни из самых древних отложений планеты".
Строительство осадочное и безосадочное
Конечно, эталонным для высотного строительства считается скальный грунт.
Такой, как под Нью-Йорком. Там до него — всего 10-20 метров. Толщу (которую и толщей-то не назовешь) осадочных отложений проходят неглубокими сваями.
В Петербурге, как мы установили, до скального основания (это нижний „этаж“ Русской платформы) — в среднем, 200-метров и его невозможно использовать в качестве несущего слоя.
Осадочное строительство многого требует от конструкции высотных зданий: надо обеспечить пространственную жесткость и устойчивость. Конструкция должна сопротивляться не только сжимающим, но и изгибным и крутящим нагрузкам.
Такими свойствами обладают каркасы из металла или железобетона. В мировой практике это взяли на вооружение с первой трети двадцатого века.
Петербург — не единственный город, где приходится строить, опираясь на осадочные отложения.
Прекрасно чувствуют себя на таком основании небоскребы Франкфурта-на-Майне и Берлина. Слабы грунты и в Китае. Например, в Шанхае, для точечного небоскреба делают большой подиум в виде мощной коробки, для снижения нагрузки на грунт. Сам небоскреб 50х60 метров, а под ним — подиум 20-30 тыс. квадратных метров. Под коробкой — еще и сваи.