Город на сваях: как строили Норильск

История строительства Норильска связана с экспериментами и инновациями. Первые градостроители в Заполярье толком не знали, как нужно и как можно строить на вечной мерзлоте. Даже сам этот термин, как выяснилось, очень условный. Мерзлота оказалась совсем не вечной, а, наоборот, чрезвычайно хрупкой и не прощающей ошибок.

Земля уходит из-под ног

 
Норильчане сразу поняли, что любая отапливаемая постройка серьёзнее деревянной избушки растепляет под собой мерзлоту. Из 30 малоэтажных каменных домов, построенных с 1937 по 1940 год, половина практически сразу деформировалась. Причина заключалась в том, что изначально строили их как на материке — на неглубоких ленточных фундаментах. Север быстро показал, что здесь придётся учиться строить по-новому.

Термин «вечная мерзлота» учёными не используется: нет ничего вечного. Правильнее говорить «многолетнемёрзлые грунты», где частица «много» — это величина переменная.

Учиться пришлось, совмещая теорию с практикой. Первый начальник Норильскстроя Владимир Матвеев пригласил учёных из ленинградского Комитета по изучению вечной мерзлоты. В апреле 1936 года в Норильск прибыла бригада из шести специалистов под руководством Вацлава Тумеля. 17 мая уже открылась мерзлотная станция, и первым её руководителем был молодой физик Александр Елистратов, а в 1940-м станцию возглавил инженер-гидротехник Михаил Ким.

К концу 1936 года штат мерзлотной станции составлял уже 30 человек. В районе улицы Заводской для станции выделили служебное помещение — барак без пола и крыши. По словам очевидцев, это была в полном смысле «мерзлотная» станция. Программа задач станции была очень обширной. Благодаря её исследованиям началось строительство на промплощадке, плотины на озере Долгом, узкоколейки Норильск – Дудинка. На опытных полигонах в подземных камерах испытывали прочностные свойства мёрзлых грунтов.

Впервые в Норильске строительство на сваях испробовали в 1937 году. Под руководством инженера Фёдора Холодного построили здание кирпичного завода на деревянных сваях, заглублённых в насыщенный льдом грунт на три метра. Опыт оказался удачным, но уже тогда отдельно оговаривалась необходимость вентилируемого подполья для сохранения мерзлоты.

Фото: 1937 г. Толстов А.Н. у морозной камеры в пристройке к мерзлотной станции

В годы войны сваи использовали нечасто. Дело было в сложности метода их погружения, который тогда применяли: сначала грунт оттаивали паровой иглой, забивали сваю, а потом долго ждали, когда всё это обратно замёрзнет. Тяжёлым производственным цехам или многоэтажным домам такой метод вообще не подходил.

До середины 1950-х годов здания строили чаще всего на столбчатых фундаментах и исключительно с опорой на скалу. И хорошо, если она выходила близко к поверхности. Иногда до скалы приходилось рыть котлованы глубиной 10, 15, а то и 20 метров. Тогда здание уходило вниз на столько же, на сколько потом поднималось вверх.

Первые градостроители столкнулись с тем, что здания растепляют под собой мерзлоту, то есть «пилят сук, на котором стоят». Чтобы избежать этого, стали рыть котлованы, добираясь до скального основания и устанавливая на него фундаменты. Этот способ тем сложнее, чем глубже залегает скала: в худших случаях котлованы углублялись на 15–20 метров.

Дома «на ножках»

 
Решение предложили инженеры. Вот как писал об этом Михаил Ким:

«…нами предлагается фундирование гражданских зданий. Вместо котлована, габариты которого всегда значительно больше объёма фундамента, пробуривается цилиндрическая скважина, а в неё опускается железобетонная свая чуть меньшего диаметра. Ещё в 1946 году Норильская партийно-техническая конференция строителей принципиально одобрила применение железобетонных свайных фундаментов при строительстве на вечномёрзлых грунтах. Необходимо срочно организовать работы по освоению этого нового быстрого и экономичного способа фундирования».

Фото: 1946 г. Ул. Заводская

Новый метод приняли не сразу — сказывалось неверие в надёжность мёрзлых грунтов. Но скальные площадки в городе заканчивались, и деваться попросту было некуда. Если бы инженеры не придумали новый метод строительства на мерзлоте, рост Норильска просто остановился бы.

Из доклада Михаила Кима на научно-технической конференции в 1958 году:

«В 1950 году встал вопрос о строительстве большого пятиэтажного дома со встроенным универмагом на Гвардейской площади. Первоначальным проектом предусматривалось строительство его на скале. Глубина заложения фундаментов — от шести до 32 метров, учитывая волнистую поверхность кровли скалы... Анализ накопившегося к тому времени опыта позволил пересмотреть принятое проектное решение и принять вечномёрзлые наносы в качестве надежного основания. Строительство дома осуществили на столбовых фундаментах, заглублённых на шесть метров...»

Суть нового метода была не в самом использовании свай, они-то не были новостью, но в способе их погружения в мёрзлый грунт. И всё получилось.

В 1966 году коллектив из одиннадцати норильчан наградили высшей наградой в СССР — Ленинской премией — за внедрение прогрессивных индустриальных методов при строительстве комбината и города. Они разрабатывали теорию и практику метода свайного фундирования на вечной мерзлоте. Улица Лауреатов в Норильске тоже названа в их честь. Среди тех самых лауреатов был и начальник мерзлотной лаборатории Михаил Ким.

Фото: 1967 г. Строится Красноярска, 4, сбоку Солнечный

Головокружение от успехов

 
Индустриализация строительства заставляла всё больше ускорять темпы, строить быстрее и больше, не особенно отслеживая результат и не наблюдая внимательно за состоянием грунтов под постройками. Отрезвление не заставило себя ждать. Печальный пример небрежного отношения к мерзлоте до сих пор помнят в Норильске.

12 июля 1976 года в 15 часов 10 минут началось резкое обрушение здания ресторана «Белый олень» в Кайеркане. К счастью, несмотря на обеденный перерыв, в помещении, которое в будние дни работало как столовая, было не так много людей. Как потом выяснилось, строителям в тот день давали зарплату и многие просто не успели приехать в «Белый олень». Здание сложилось как карточный домик. Оперативно прибыли сотрудники военизированной горноспасательной части, началась спасательная операция и разбор завалов обрушившегося здания. В результате аварии погибли 10 человек. Ещё около 30 человек получили травмы. В числе погибших были четверо работников «Белого оленя» и две маленькие девочки.

Фото: Исследование осадки свай под нагрузкой

Это событие изменило ситуацию. Мерзлотники стали вести методичные наблюдения за жилым сектором: отслеживали температуры грунтов и состояния фундаментов домов. Под зданиями на вмороженных висячих сваях оборудовали сеть наблюдений, устанавливали геодезические марки, бурили температурные скважины. Однако индустриальный лозунг «Вечная мерзлота покорена!» по-прежнему властвовал на норильских стройплощадках.

По иронии судьбы улица Лауреатов, названная в честь авторов метода свайного фундирования, стала самым горьким опытом новаторского строительства. Лауреаты и не предполагали, что их сваи будут применять в таких условиях. Возведение «гостинок» там шло сумасшедшими темпами. Они тогда считались временным, но необходимым жильём. Плюс улица Лауреатов находится ниже по рельефу, туда стекают все талые воды, а скальное основание залегает на 30–40 метрах. Так что улица фактически стоит на талых грунтах. На улице Лауреатов к тому же применили мощные насыпные грунты — до 10 метров. Чтобы выровнять площадку, её даже отсыпали строительным и бытовым мусором. Но в насыпные грунты вода просачивается легко, как в песок. Зимой они «греют», не дают замёрзнуть воде, что скопилась под насыпью за лето. Всё это и стало причиной упадка улицы Лауреатов в 1990-х годах. Были снесены все «гостинки» на её чётной стороне и несколько на нечётной: в общей сложности 16 домов.

Фото: 1967 г. Свайное фундирование

Сейчас на контроле Центра мониторинга зданий и сооружений находится около 1600 объектов, принадлежащих предприятиям Норильского дивизиона «Норникеля».

В последнее время непокорная мерзлота вновь стала напоминать о себе. И снова заговорили о том, что её нужно усиленно изучать, проверять и контролировать. В этом году за месяц до 85-летия мерзлотной лаборатории Центр мониторинга зданий и сооружений выделился в самостоятельное подразделение «Норникеля». Увеличивается число специалистов, закупается современное оборудование. Мерзлотная лаборатория снова будет выполнять надзорную функцию.