Мониторинг деформационных процессов памятников архитектуры Московского Кремля

Целью настоящего проекта, реализуемого специалистами НИЦ «Геодинамика» МИИГАиК на территории Музея-заповедника «Московский Кремль», является организация систематических наблюдений за деформациями памятников архитектуры, анализ происходящих и ожидаемых деформационных процессов, создание динамических моделей развития деформаций, подготовка рекомендаций по минимизации и предотвращению возможных неблагоприятных последствий.

 
Заказчик: Государственный историко-культурный музей-заповедник «Московский Кремль»
Оборудование и технологии:
  • Электронные нивелиры NA 3000 (Leica Geosystems, Швейцария);
  • программно-аппаратный комплекс непрерывного наблюдения за деформациями GeoMoS (Leica Geosystems, Швейцария);
  • ПО обработки и интерпретации результатов геодезических наблюдений GOCA (University of Applied Sciences Karlsruhe, Германия);
  • программное обеспечение WinGIS (PROGIS, Австрия)
Сроки реализации проекта: 1996 г. — наст. время

Московский Кремль — символ российской государственности, один из крупнейших архитектурных ансамблей, входящих в число объектов всемирного культурного и природного наследия ЮНЕСКО, богатейшая сокровищница национальных исторических реликвий. На территории Кремля располагаются памятники архитектуры и искусства XIV-XX веков. Музеи Кремля хранят уникальные экспонаты, дающие представление о быте и парадном церемониале дворов светских и духовных правителей; здания и сооружения являют собой творения выдающихся мастеров различных эпох, жанров, школ и направлений.

В Кремле находится резиденция Президента Российской Федерации. В дни больших церковных праздников в соборах Кремля проходят торжественные богослужения.

В целях обеспечения сохранности объектов и образцов культурно-исторического наследия, а также для их изучения и максимальной популяризации в 1991 году было образовано Федеральное государственное учреждение «Государственный историко-культурный музей-заповедник «Московский Кремль».

Ситуация
Проведение реставрации памятников Московского Кремля требует предварительного анализа динамики имеющих место деформационных процессов, подготовки научно-обоснованных прогнозов возможного развития деформаций и осадок фундаментов зданий и сооружений. Это достаточно сложная геодезическая задача, особенно если учесть произошедшие с момента возведения исследуемых объектов изменения геологического и гидрологического режимов, состояние насыпных грунтов, наличие пустот, образовавшихся в местах сгнивших деревянных свай, прохождение в непосредственной близости от исторического центра столицы линий метрополитена, воздействие целого ряда других факторов, способных оказывать влияние на развитие деформаций.

Высока и общественная значимость проекта: в числе объектов геодезического мониторинга — Архангельский, Благовещенский и Успенский соборы, Патриарший дворец с церковью Двенадцати апостолов, церковь Ризположения, ансамбль колокольни Ивана Великого, Оружейная палата, Царь-колокол.

Решение

Центр «Геодинамика» с 1992 года выполняет проекты по исследованию деформаций природных и инженерных объектов. Сотрудниками накоплен уникальный опыт организации систематических наблюдений, сбора, обработки, анализа и интерпретации геодезических данных.

Е. Ю. Гагарина, генеральный директор Государственного историко-культурного музея-заповедника «Московский Кремль».

«При выборе специалистов НИЦ «Геодинамика» МИИГАиК в качестве исполнителей для нас наиболее важным был положительный практический опыт организации в проведении аналогичных работ и научно-обоснованный подход к делу. Специалисты «Геодинамики» удовлетворяют этим требованиям; за время сотрудничества они зарекомендовали себя как компетентные и надёжные партнёры, грамотно и ответственно решающие все поставленные задачи».

Технология наблюдений за осадками деформационных марок памятников архитектуры Кремля предусматривает проведение геометрического нивелирования с использованием электронных нивелиров с кодовыми рейками.

На основе многолетних данных нивелирования по значениям высот марок был выполнен статистический анализ результатов наблюдений, позволивший построить динамическую модель развития деформационных процессов для каждого исследуемого объекта. При этом была принята следующая стратегия:

  • анализ результатов наблюдений на наличие грубых ошибок позволил исключить заведомо недостоверные данные (например, вызванные принудительным изменением положения марок);
  • при наличии систематических смещений оценке была подвергнута временная динамика смещения центра распределения;
  • после выявления временного динамического процесса изменения высотного положения марок для каждой из них были построены корреляционные зависимости развития деформаций;
  • завершающей частью анализа явилось графическое отображение развития деформационных процессов, выполненное с использованием ГИС-технологий.

Для построения в графическом виде динамических моделей развития деформационных процессов были выбраны временные периоды 1967 — 1977, 1977 — 1987, 1988 — 1998, 1998 — 2008 гг., за которые имелись наиболее полные геодезические данные.

Вариант динамической модели развития деформаций ансамбля колокольни Ивана Великого

Вариант динамической модели развития деформаций Архангельского собора

В. П. Савиных, президент МИИГАиК, член-корреспондент РАН,
дважды Герой Советского Союза, Лётчик-космонавт СССР.

«Выполненные по проекту работы позволили выявить «группу риска», в которую вошли шедевры древнерусской архитектуры: колокольня Ивана Великого Успенского собора, Царь-колокол, Архангельский собор. Но главное, нами была создана динамическая модель развития деформаций и проседания памятников; именно на основе этой модели разрабатываются решения, призванные защитить объекты культурно-исторического наследия от дальнейшего образования трещин и проседания.

В настоящее время мы продолжаем вести наблюдения за деформационными процессами памятников Московского Кремля — этого требует уникальность и общественная значимость объектов. Более того, на наш взгляд, было бы целесообразным расширить зону геодезических наблюдений, с тем чтобы она охватывала всю территорию музея-заповедника и прилегающие районы».