Почему фундамент Останкинской башни заложен на глубине всего 4,65 метра

Николаю Васильевичу Никитину пришлось почти 10 лет отстаивать свой проект строительства Останкинской башни. В 60-е мало кто верил, что бетонная 500-метровая махина способна выстоять на фундаменте, отлитом на глубине меньше 5 метров. Но Никитин уверял: его башня будет стоять до тех пор, пока не надоест.

Удачное место

К середине 50-х годов стало понятно, что старая телебашня на Шаболовке с растущими потребностями в распространении телевизионного сигнала не справляется. Задумались над строительством новой – современной и максимально высокой. Но окончательное решение задерживалось из-за заминки с выбором площадки.

Как писал в воспоминаниях сын Хрущева Сергей Никитич, отец предложил Черемушки. Строительство на возвышенности имело очевидные плюсы – от башни не потребуется чрезмерная высота, а значит, удастся сэкономить и время, и деньги. Комиссия Моссовета утвердила площадку в Черемушках, но когда начали копать котлован, поняли – место абсолютно не подходит. Грунт настолько слабый, что башня не выстоит. Рано или поздно сползет в Москву-реку.

Пришлось искать другие участки – более надежные, в низинах. В итоге стали выбирать между парком им. Дзержинского (бывшим Екатерининским) и Останкинским питомником. Хрущев проголосовал за второй вариант. На месте Останкинского питомника и решили строить новую телебашню.

«Плавающий» фундамент-монолит

Инженеры со всего Союза предложили десятки вариантов башен высотой до 500 метров. Но ни один из проектов не отличался оригинальностью. Это были традиционные мачты с многоярусными оттяжками или решетчатые конструкции из металла. Они напоминали ЛЭП, которые вряд ли можно считать украшением ландшафта. Только в начале 1958 года инженер Николай Никитин представил проект полукилометровой башни из напряженного железобетона. Тогда подобного никто в мире не строил. Прогрессивный и амбициозный проект Никитина выглядел  заманчиво, ведь строить планировали не просто телебашню, а «фабрику телепрограмм».

Николай Васильевич Никитин еще со студенчества занимался проектированием конструкций из напряженного бетона. Его первой самостоятельной работой стало строительство новосибирского техникума-общежития на Красном проспекте. Тогда по чертежам Никитина на старом кирпичном заводе отливали железобетонные балки и опоры, которые сразу же увозили на стройплощадку. Так появилось 4-этажное здание техникума с необычным сборным каркасом из железобетона, который устанавливался на монолитном фундаменте.

Решать проблему постройки высотного здания на сложных грунтах Никитину приходилось не раз. В том числе – при проектировании Дома Студента на Ленинских горах. Уже тогда инженер окончательно убедился, что удержать здание на ползучих грунтах способно только нестандартное основание. Вот и сконструировал Николай Васильевич «плавающий» на бетонных понтонах-коробках фундамент.

Напряженный железобетон

При работе над проектом Дома Студентов Никитин решил сразу несколько архисложных задач. Он перенес давление с нижних этажей на верхние, чтобы распределить нагрузку по всему каркасу здания. А затем просчитал и внедрил еще одну смелую технологию – «подвешивать» перекрытия к дополнительным колоннам необычного крестового сечения, разворачивая их под углом к основной оси здания. Такое решение избавляло от необходимости делать температурные швы, которые осложняют эксплуатацию, снижают долговечность здания и повышают стоимость строительства. Никитинское соединение наземной части с фундаментом наделяло здание легкостью, позволяя ему как бы парить над землей.

Устанавливать высотные сооружения на напряженную железобетонную плиту Никитин впервые решился при проектировании здания-башни варшавского Дворца науки и культуры. Тогда он разработал необычный вариант фундамента – монолитную плиту с квадратным основанием на четырех угловых пилонах.

Спор «металлистов» и «бетонщиков»

При обсуждении проектов будущей телебашни мнения разделились. «Металлисты» призывали не рисковать, ведь никто в мире бетонных башен такой высоты не строил. Настаивали на установке стальной конструкции. Технология хорошо знакома – это был главный аргумент. Он, казалось, перевешивал доводы, что обслуживание башни выльется в копеечку, а сама она будет походить на железного монстра, широко расставившего железные ноги и нависающего над Москвой.

«Бетонщики» во главе с Никитиным выступали за башню из напряженного монолитного бетона – современного, дешевого и вечного материала, который требует минимум внимания в процессе эксплуатации. Вскоре весь мир перейдет на бетон, уверяли «бетонщики». А мы что – будем новаторами или поплетемся в хвосте? Вспоминали и про непрерывную чистку Эйфелевой башни от ржавчины, и про дороговизну проекта стальной конструкции.

«Металлисты» удивлялись – как же удастся «забросить» бетон на 500-метровую высоту? Да и не выстоит высоченная бетонная башня на фундаменте глубиной залегания 3,5 метра? А именно так Никитин планировал в первоначальных расчетах. Скептики вздыхали: даже для дымовых труб фундамент закладывают минимум на 5 метров. А тут – башня-небоскреб, которая каким-то чудом должна выстоять без характерного для высоток фундамента глубокого заложения. Никитин раскладывал бесконечные чертежи и расчеты и уверенно заявлял: моя башня не просто выстоит, а простоит как минимум 500 лет.

По воспоминаниям сына Хрущева, именно Никита Сергеевич поставил точку в споре. В 1960 году начали рыть котлован, но через год работы остановили. Опять возникли сомнения в прочности грунта, а также в том, выдержит ли «хлипкий» фундамент фантастическую нагрузку в тысячи тонн. Перепроверяли, пересчитывали, согласовывали еще почти 2 года.

Хотя Никитин был уверен в первоначальных расчетах, он согласился увеличить глубину залегания. По совету немецкого инженера Ф.Леонардта, спроектировавшего штутгартскую телебашню, количество опор с четырех довели до 10. Но высоту башни с первоначальных 505 «дорастили» за счет шпиля до 540 метров. Только в марте 1963 проект утвердили окончательно, возобновив работы на стройплощадке.

Шедевр инженерной мысли

При проектировании телебашни Николай Васильевич Никитин смело отходил от общепринятых мировых стандартов высотного строительства. Бытует легенда, что основные идеи проекта родились у инженера за одну ночь, а прообраз конструкции – перевернутая лилия – привиделся во сне.

Фундамент, который многим казался ненадежным, являлся важнейшей частью конструкции. На глубине менее 5 метров заливали не обычное основание, а десятиугольную монолитную плиту общим объемом 7,8 тысяч куб.м. Для армирования использовали более тысячи предварительно напряженных проволочных пучков.

Такому основанию был не страшен ни огромный вес бетонной конструкции, ни подвижные грунты. Ведь основную нагрузку принимал на себя не подземный фундамент, а так называемый «шлем» – надземное основание телебашни, которое является частью фундамента. Это решение Никитину тоже пришлось долго отстаивать. Он даже пошел на уступку – добавил к четырем опорам в «шлеме» еще шесть. И хотя башня частично утратила грацию и легкость, но все же не превратилась в бетонную воронку, на которой настаивали многие эксперты.

Стянутая не одним тросом

Предметом гордости Николая Никтина стали необычные опоры телебашни. Они напоминали «когти», которыми конструкция намертво «вцеплялась» в грунт. Натянутые стальные тросы заставляли опоры «цепляться» с такой силой, что давление бетонной конструкции не могло заставить их «расползтись». Даже если башня отклонится от центральной оси при ураганном ветре, «когти» с тросами заставят ее вернуться в безопасное положение. Кстати, именно натяжные тросы связывают воедино всю конструкцию – «шлем» основания и вырастающий из него стебель. Подобные технологии в вертикальном высотном строительстве до Никитина никто в мире не применял.

Тросы придают упругость и стойкость «стеблю» башни-цветка. Не позволяют ей сильно раскачиваться от ветра, а это было важнейшим условием. Ведь в противном случае конструкция не выполнит прямого назначения – не будет передавать четкий сигнал, а телезрителям придется смотреть на мигающие экраны и размытые изображения. Верность расчетов Никитина была подтверждена еще на этапе строительства. Когда в 1966 году вышли на отметку в 385 метров, завершив монолитную часть ствола, над Москвой поднялся сильнейшей ветер. Но при натяжке тросов во внутреннем стволе, которые предварительно смазали пушечным салом, башня замерла как вкопанная.

В расчетах Никитин заложил допустимую амплитуду колебаний ствола башни в 11,65 м. Но максимум в 3,5 метра зафиксировали в апреле 1971 года при сильнейшем урагане, который обрушился на Москву. Это дало уверенность, что Останкинская башня действительно будет стоять до тех пор, пока не надоест.