Рытье траншей под кольца фундамента башенной части Дворца Советов. 1936 г.
Первый ковш грунта из котлована был выбран 1 января 1935 года. Землекопам предстояло вынуть и переместить за пределы центра города 160 тысяч кубометров скальных пород и 620 тысяч кубометров мягкого грунта[154], причем это составляло лишь часть работ нулевого цикла. Разработка котлована такого объема заняла около года. Строителям мешала близость Москвы-реки, поддерживающей высокий уровень грунтовых вод.
С ними боролись с помощью битумизации грунта. В 1800 скважин, пробуренных вдоль будущего котлована, нагнетался расплавленный битум, создававший непроницаемую для воды завесу. Гидроизоляция фундаментов обеспечивалась сплошным покрытием стен и дна котлована из гидроизола – четырех слоев асбестового картона, пропитанного нефтебитумом.
Сами фундаменты башенной части представляли собой два концентрических бетонных кольца диаметром 140 и 160 метров, связанных между собой шестнадцатью радиальными стенами. В центре колец располагался трюм сцены Большого зала, опущенный на 10 метров ниже уровня грунтовых вод. Для того чтобы трюм не всплывал в слое воды, его основание устраивалось толщиной в 8 метров, что давало достаточную тяжесть и обеспечивало необходимую устойчивость.
4 мая 1937 года, когда котлован наружного кольца фундамента высотной части Дворца был отрыт еще только наполовину своей протяженности, началась укладка бетона. С этого дня Дворец стал расти вверх – с двадцатиметровой глубины! Если до сей поры грузовики шли гружеными только со стройплощадки – с остатками снесенных сооружений, с грунтом и скальными породами, то теперь навстречу им двигались самосвалы с бетоном, приготовленным на расположенном по соседству заводе. Ежедневно тот мог выдавать 500–700 кубометров бетона, а всего только фундаменты высотной части поглощали около 250 тысяч кубометров[155].
К началу 1939 года фундамент высотной части был завершен, на бетонное кольцо уложено 280 стальных плит, служивших основанием для стальных башмаков, на которые должны были опираться колонны каркаса[156].
Продолжалось сооружение фундаментов стилобата, которые рассчитывались на меньшую нагрузку и были значительно проще. Их проектировали в виде бетонных столбов сечением до 60 квадратных метров. Закладывали их в основном на первом слое известняков. Фундамент под главный вход Дворца Советов представлял собой железобетонную плиту толщиной около трех метров, покоящуюся на плотно слежавшихся песчаных грунтах. Для прокладки инженерных сетей Дворца Советов (труб отопления, водопровода, канализации, кабелей электроснабжения и связи) внутри бетонных массивов заранее предусматривались коллекторы различного сечения.
Всего на стройплощадке было вынуто около миллиона кубометров грунта и 178 тысяч кубометров скальной породы, в подземную часть Дворца Советов строители уложили 550 тысяч кубометров бетона[157].
Огромная высота Дворца, естественно, делала его исключительно тяжелым, особенно в башенной части. Предварительные прикидки показали, что толщина обычных кирпичных стен, способных нести тяжесть башни, должна была достигать в нижней части здания 10 метров! Площадь, занимаемая внешними и внутренними стенами, превышала бы площадь всех помещений первого этажа!
Избежать нелепицы позволял стальной каркас, принимающий на себя вертикальные нагрузки. При наличии каркаса стены выполняли лишь ограждающие и теплоизолирующие функции. Поэтому толщина могла быть одинаковой по всей высоте здания. Расчеты показали, что для надежного сохранения тепла достаточно всего тридцатисантиметровой толщины, что позволяло заметно снизить вес здания[158].
Главным элементом конструкции Дворца становился его каркас, сложность которого предопределялась прежде всего небывалым в мировой практике решением – постановкой высокой башни прямо над полостью Большого зала. Разработки конструкторов Управления строительством позволяли решить эту сложнейшую задачу, но ценой монтажа гигантской сети массивных колонн и ригелей, выполненных из специальных сталей.
Общее техническое решение каркаса сводилось к следующему. Большой зал двумя концентрическими кругами диаметром 140 и 160 метров окружали основные колонны (по 32 колонны в каждом круге). Их верхние части достигали отметки 58 метров. Здесь колонны стягивались стальными кольцами. Выше, к отметке 139 метров, где должно было располагаться перекрытие Большого зала, колонны поднимались наклонно, образуя над залом шатер. Его верхнюю часть стягивала следующая пара стальных колец. Под ними образовывалось огромное помещение Большого зала в 140 метров диаметром и 139 метров высоты. На верхних стягивающих кольцах устанавливались еще два круга вертикальных колонн высотой 61 метр. Диаметры этих кругов составляли 45,4 и 26 метров. На уровне 200 метров над землей наружный круг колонн завершался, и дальше еще на 116 метров поднимался только один ряд, имевший два небольших перелома на отметках 269 метров и 283 метра. Через каждые 7—12 метров колонны соединялись горизонтальными поясами ригелей.
Самым сложным местом были, конечно, кольца, воспринимавшие и гасившие распор наклонных колонн. Чтобы создать конструкцию необходимой прочности, нижний ярус колонн и соединявшие их вершины кольца собирались из двутавровых балок поистине чудовищных размеров.
Каждая колонна состояла из двух двутавров, соединенных стенкой. Поперечный габарит колонны составлял 3,6 × 1,6 метра. Толщина полок двутавров в 112 миллиметров обеспечивалась склепыванием пяти стальных листов. Немудрено, что общий вес подобного каркаса оценивался примерно в 320 тысяч тонн. Рассчитывался он на сопротивление любому урагану, даже такому, который бывает в Москве раз в двести лет.
Отдельной проблемой была разработка каркаса статуи В.И. Ленина на вершину Дворца. В 1939 году скульптор Меркуров изготовил первую модель статуи[159], и за дело взялись конструкторы. Металлические конструкции в общем повторяли очертания фигуры вождя, а для передачи веса оболочки статуи на каркасе служили многочисленные «отростки».
От стали, из которой собирался каркас, требовались высокая прочность и сопротивление, а также устойчивость против коррозии. Специально для строительства под руководством академика А.А. Байкова были разработаны две марки стали – ДС и ЗМ. Сталь марки ДС – хромо-медистая, имевшая прочность в полтора раза большую, чем сталь, использовавшаяся для самых сложных инженерных сооружений того времени – железнодорожных мостов – и при этом в два-три раза более устойчивая против коррозии. Из стали ДС должны были собираться каркасы высотной части, статуи и перекрытия больших пролетов Малого зала. Потребность в ДС с учетом отходов на обработку определялась в 220 тысяч тонн.
ЗМ – медистая сталь, той же прочности, что и мостовая, но, как и ДС, не менее чем в два-три раза более стойкая против коррозии. Использовать ЗМ предполагалось для каркасов стилобатной части, что требовало (опять-таки с учетом потерь при обработке) около 140 тысяч тонн стали.
К прокатным деталям каркаса добавлялись литые детали общим весом 9 тысяч тонн, в том числе опорные плиты 4,3 тысячи тонн.
К изготовлению деталей каркаса привлекались важнейшие металлургические и металлообрабатывающие предприятия страны. Плавку и прокат выполняли заводы «Запорожсталь», имени Ильича (Мариуполь), имени Петровского, имени Дзержинского, имени Орджоникидзе (Москва), имени Ворошилова, имени Войкова (Москва), «Красный Октябрь» (Сталинград), Магнитогорский и Кузнецкий. Литье было поручено Ново-Краматорскому заводу, к изготовлению стального распорного кольца над Большим залом привлекался Уралмаш. Заказ на конструкции стилобатной части выдали Днепропетровскому заводу имени Молотова[160].
Монтаж – технологии и оборудование
Разработку технологии монтажа каркаса вел отдел металлоконструкций Дворца Советов. Предложенное для этого оборудование обеспечивало исключительно высокую производительность работ – установку до 10 тысяч тонн металла в месяц – именно столько могли поставлять стройке заводы-изготовители. Основными монтажными механизмами должны были стать электрические вантовые деррик-краны, способные поднимать сорокатонные грузы. Каждый такой кран состоял из мачты высотой 32 метра и связанной с ней растяжками стрелы длиной 27 метров. Двенадцать таких кранов устанавливались в строгом порядке вокруг фундаментов башенной части.
После установки первого яруса колонн краны могли сами подняться на смонтированную часть каркаса. Для этого поднятые стрелы цеплялись за верхние металлоконструкции и подтягивали за собой мачты, основание которых крепилось уже на новой высотной отметке. Последним этапом самоподъема являлось вытягивание остававшихся внизу стрел, после чего краны были готовы к новому этапу работ.
