Встретилась интересная статья (Ларионова У.А., Кузнецов М.В. «Типовые сборные каменные конструкции Доков им. Петра Великого»), поясняющая, почему для доков и фортификационных сооружений Кронштадта, часто делали марши лестниц с несколькими ступеньками из одного гранитного блока.
Введение.
В России и в целом по миру сохранилось множество исторических сооружений из крупных каменных блоков. Такие сооружения практически не имеют повреждений даже в суровых климатических условиях. В частности, в Санкт-Петербурге находится один из таких объектов – Петровский док. В отличие от большей части дока, где реконструкцию производили уже после того момента, когда в сфере строительства во всю использовался бетон, лестничные конструкции дока, выполненные целиком из каменных блоков, остаются без изменений уже более века и не имеют ни единой трещины или каких-то других серьёзных повреждений, которые могли бы привести к их разрушению и замене на конструкции из более современных материалов. Вся история создания и эксплуатации данных каменных конструкций описана в архиве КГИОПа. Научно-производственного центра «РАНД» Обследование технического состояния комплекса доков на канале Петра Великого в г. Кронштадте. Том I. Исторический очерк развития комплекса и результаты инженерного обследования. СПб., 1993. Главная задача при любом строительстве на острове Кронштадт состоит в преодоление трудностей в логистике материалов, а также сложные климатические условия. Именно каменные крупноблочные конструкции стали идеальным решением данных проблем. Такие конструкции и по сей день активно используются в строительстве и даже способны быть более перспективными в экономическом плане нежели железобетонные.
Применение типовых сборных конструкций.
В России, до момента изобретения железобетона в 1867 году, одним из основных материалов, использовавшихся в строительстве высокопрочных и долговечных конструкций, являлся гранит. До реконструкции 1850-ых годов спуск в доковую камеру осуществлялся по временным деревянным лестницам, но уже при появлении броненосного флота объем пожароопасных работ при ремонте судов с металлическими корпусами значительно увеличился. Соответственно появилась необходимость в замене деревянных лестниц на конструкции из менее горючих материалов. Использование металла в данном случае не подходило, поскольку доковые камеры регулярно заполнялись водой, а металл в таких условиях быстро карадирует. Тогда было принято решение, что вместо регулярного ремонта металлических стационарных лестниц в длительной перспективе экономически более выгодно было устройство более долговечных каменных лестниц.
Кронштадт является островом и из-за этой географической особенности приходилось весь строительный материал доставлять с помощью барж и кораблей, также по воде доставлялось и все необходимое, включая продукты питания для обеспечения работы строителей. Поэтому было принято решение, что обработка крупногабаритных каменных блоков на месте слишком невыгодна по той причине, что требует определенного времени работы камнетесов, а следовательно, их всех нужно было снабжать продовольствием и обеспечивать жильем на острове, не обладающем достаточными ресурсами для это. К тому же требовалось в больших количествах доставлять дрова для отопления жилых помещений, это и привело проектировщиков к мысли, что экономически более выгодно привезти уже готовые детали лестницы, обработанные в каменоломнях на материке. На месте требовалось только собрать из них законченное сооружение. Такое решение уменьшало объем порожнего перевоза каменного окола - той части блоков, которые стачиваются камнерезами при изготовлении деталей, и брака - дефектных блоков, которые расколются при обработке – что, учитывая вес гранитных блоков и объемы строительства, вылилось бы в дополнительные напрасные ходки грузовых барж с материалами. Чем крупнее сборочный элемент, тем меньше затрат времени и трудовых ресурсов требуется на сборку сооружения непосредственно на площадке, естественно, до определенных пределов, диктуемых возможностями и пределами грузоподъемности строительной техники на площадке и в перевалочных (перегрузочных) узлах на пути следования сборочных элементов от места их изготовления до стройплощадки. Расширенный сортамент или большое количество типов сборочных элементов усложняет процесс сборки сооружения и добавляет дополнительные сложности в логистические процессы, с учётом того, что техника в 19 веке не позволяла осуществлять доставки стройматериалов в труднопроходимые места, каковым и является Кронштадт. С достаточно высокой скоростью и в больших объёмах это приводило бы к увеличению сроков строительства, а также не исключало возможности разрушения мелких элементов конструкции при их доставке в таких объёмах. При этом появлялись дополнительные трудности в организации доставки элементов на стройплощадку и хранении их там до момента установки на проектное место, так как данный тип строительства диктует определенную очередность сборки, то есть последовательность установки конкретных типов элементов. Чем уже сортамент (меньше типов используемых элементов), тем проще логистика и процесс строительства сооружения.
Приняв во внимание всё вышесказанное, было принято решение, что в данном случае количество типовых элементов лестницы следует свести к трем: типовой блок лестничного пролета на 4 ступеньки, который составлял основной сборочный элемент лестницы; промежуточная площадка с 4 ступеньками и верхняя горизонтальная площадка лестницы. Так как лестницы выполняются симметрично по обоим берегам доковой камеры, получаются еще три элемента в зеркальном отражении (Рис.1)
Правильность описанных выше решений с применением типовых сборных конструкций над какими-либо другими способами создания такого рода проектов была подтверждена опытом эксплуатации построенных лестниц. Они находятся в рабочем состоянии более полутора веков в сложных климатических и технологических условиях (Рис. 2,3)
В советское время для реконструкции стен доков были использованы железобетонные заплатки, по причине низкой стоимость по сравнению с заменой каменных блоков целиком. С момента реконструкции док не входил в эксплуатацию, однако железобетон начал разрушаться и на данный момент его состояние намного хуже, чем у каменных блоков, для реставрации которых он и служил (Рис. 4)
В наше время обработка камня уже не требует такого количество рабочей силы, и может быть почти полностью автоматизирована, а также проблемы с сложностью установки таких блоков можно решить с помощью современных роботизированных машин. Данные инновации в области строительства позволяют каменным типовым конструкциям конкурировать с железобетонными в долгосрочной перспективе.
Заключение.
Исходя из результатов исследования, можно сделать вывод, что типовые сборные конструкции из камня являются максимально экономически выгодным решением при постройке дока Петра Великого. По истечении многих лет можно утверждать, что данная конструкция прошла испытание временем и доказала свою эффективность и преимущества перед железобетонными конструкциями, использующимися в наше время повсеместно и требующими реконструкции уже через несколько лет эксплуатации. Благодаря современным технологиям каменные конструкции снова становятся более часто применяемыми, особенно в сложных климатических условиях.
https://alfabuild.spbstu.ru/userfiles/files/AlfaBuild/AlfaBuild_2019_10/10_7.pdf
00