Эту ответственную работу взяли на себя крупные специалисты, ученые кафедр инженерных конструкций, строительной механики, оснований и фундаментов, производства работ, геодезии и др. Указанным кафедрам предлагалось немедленно приступить к организации и осуществлению разработанных предложений. Однако принятый рабочей комиссией института метод работ носил скорее теоретический, чем практический характер.

Разрез Исаакиевского собора. Чертеж А. Л. Ротача. 1957 г.

В отчете рабочей комиссии сообщалось, что после тщательного исследования фундаментов и рассмотрения материалов геодезических исследований, проведенных с 1939 по 1952 г., установлено, что в указанное время общей осадки здания инструментально обнаружить не удалось, и за период с 1927 по 1952 г. не зафиксировано заметных, выходящих за пределы точности работ смещений центров колонн и углов здания. На этом основании комиссия сделала вывод: положение основания собора можно считать стабильным. Что касается фундаментов, то состояние их каменной кладки было определено как вполне хорошее, так как уровень грунтовых вод находится выше головок свай и древесина свай за время существования не могла разрушиться от гниения. Расчет напряжений в сечениях свай показал достаточную их прочность (13 тонн на одну сваю при общем весе здания 300 тысяч тонн). В своем заключении комиссия сделала вывод: согласно расчету, устойчивость основания вполне достаточная; осадка сооружения в настоящее время прекратилась; в целом фундаментная часть собора и его основание не вызывают опасений в отношении их прочности, устойчивости и влияния на прочность наземных частей сооружения, в частности на прочность кладки подкупольных пилонов. Результаты работы комиссии не только подтвердили благополучное состояние конструкций, но и дали возможность еще раз убедиться в том, что фундаменты построены на высоком техническом уровне, достойном такого крупного инженера, каким был А. Бетанкур, непосредственно руководивший их созданием. Испытание временем позволило полностью снять вопрос о прочности основных несущих конструкций. Но оставалась нерешенной еще одна проблема — сомнения специалистов в прочности пилонов (они появились с 1910 г., хотя при возведении пилонов таких вопросов не возникало). Определенную тревогу вызывали трещины, обнаруженные в нишах пилонов, характер которых мог свидетельствовать о предполагаемых перенапряжениях в кладке. По статическому расчету академика Преображенского, сделанному им в 1910 г., напряжение в вертикальной части пилонов превышало допускаемое в три раза. В том же году профессор П. И. Дмитриев также произвел статический расчет основных несущих конструкций Исаакиевского собора: напряжение в пилонах оказалось значительно больше допускаемого для кирпичной кладки. Предпринятые в 1913 г. работы по наблюдению за поведением пилонов были прекращены из-за первой мировой войны.

Разрез Исаакиевского собора с реконструкцией башенной части здания. Чертеж Е. П. Москаленко. 1957 г.

Состояние пилонов было обследовано только после Великой Отечественной войны. В 1953 г. комиссия Политехнического института визуально обследовала мелкие отслоения и отколы облицовки, трещины в сводах, в опорном кольце барабана и пилонах и пришла к заключению: трещины в пилонах более позднего происхождения, и характер их свидетельствует о наличии в пилонах больших напряжений, способных вызвать разрушения; появление отколов в мраморной облицовке говорит о том, что облицовка при продольном укорачивании пилона вступила в работу. Статические расчеты по различным схемам подтвердили выводы о перенапряжении центральных пилонов, сделанные на основании визуального осмотра: максимальное напряжение превышало допускаемое. Одновременно комиссия провела исследование напряжений в пилонах компенсационным методом и путем анализа механических свойств материалов, примененных при возведении пилонов, и пришла к выводу, что кирпичная кладка пилонов близка к стадии разрушения: «Здание государственного музея „Исаакиевский собор“ находится в угрожаемом состоянии. Необходимо срочно начать работу по выработке рекомендаций для упрочнения несущих центральных подкупольных пилонов».

Специалисты Ленинградского политехнического института разработали несколько способов, с помощью которых можно было увеличить мощность пилонов. Было предложено много интересных решений. Например, автор одного проекта считал, что несущая способность пилонов не уменьшилась, а наоборот возросла за счет мраморной облицовки. Составляя с пилонами единое целое, облицовка увеличила рабочую площадь их сечения на 30 процентов и таким образом усилила конструкцию, в связи с чем прекратилось появление новых трещин. В доказательство этой точки зрения автор продемонстрировал фотоснимки трещин всех четырех пилонов 1910 и 1954 гг. Сравнение их показало, что за 44 года в нишах пилонов новых трещин не появилось, и, следовательно, можно считать, что кладка пилонов имеет определенный запас прочности, однако не вполне достаточный для надежного существования собора. Но применить в данных условиях способ усиления пилонов, предусматривающий снятие облицовки, не представлялось возможным.

Все предложенные варианты были отклонены, кроме одного, автор которого Е. А. Москаленко предложил увеличить коэффициент запаса прочности с помощью реконструкции башенной части собора путем замены кирпичных стен барабана и стилобана каркасной металлической системой с облегченными заполнениями. Расчеты показали, что это могло дать уменьшение веса на 43,3 процента от 30 тысяч тонн, приходящихся на четыре пилона. Вариант был одобрен как возможный в случае аварийного состояния пилонов и по решению Ленгорисполкома [42] предлагалось немедленно выполнить рабочие чертежи, организовать строительное управление и выделить средства для ликвидации аварийного состояния здания. Сейчас, по прошествии многих лет, невольно возникает вопрос: каким мог быть дальнейший ход событий? Очевидно, последовала бы целая серия операций с тяжелыми последствиями и огромными неоправданными расходами. Но этого не случилось, так как представленный проект все же вызывал сомнения и подвергся дополнительной экспертизе по настоянию ленинградской общественности. Экспертная комиссия, составленная из инженеров и архитекторов во главе с академиком архитектуры Б. Д. Васильевым, пришла к заключению, что выводы о непрочности кладки пилонов следует считать преждевременными, так как исследования еще не закончены.

В экспертном заключении отмечалось, что значительные поверхностные деформации кладки могли произойти под действием тепловлажностного режима здания. Следовательно, дефекты кладки зависели не только от давления на кладку, т. е. от нормальных напряжений, а в значительной степени от влияния на кладку температурных изменений.

Утверждение, что мраморная облицовка пилонов вступила в работу с телом пилона, было ошибочным, ибо облицовка прикреплена не к телу пилона, а к забутке с воздушными пустотами в 270 миллиметров длины и 45 миллиметров ширины. Забутка между кладкой пилона и мраморной облицовкой выполнена из прочного кирпича с прокладкой путиловской плиты толщиной 0,154, длиной от 1,06 до 1,42 и шириной от 0,264 до 0,71 метра. Раствор, изготовленный из белой гатчинской извести с мраморной крошкой, предотвращал появление сырости на облицовке мрамора в интерьере как на стенах, так и на пилонах. Крепление мраморной облицовки к забутке не могло привести к уменьшению напряжения в пилонах.

Что касается высоких напряжений в пилонах, то во время строительства Исаакиевского собора у строителей не было никаких сомнений в прочности пилонов. В наше время эти высокие напряжения вызывают у некоторых специалистов беспокойство, стало даже почти привычкой говорить об ошибках Монферрана, считать его чуть ли не невеждой, забывая, что у него перед глазами были прекрасные образцы величайших соборов мира и авторитетная помощь профессоров, экспертов и ученых. Отчасти такое мнение можно объяснить тем, что многие исследователи, занимавшиеся изучением конструкций Исаакиевского собора, не разгадали или не обратили должного внимания на механизм работы пилона крупного сечения.

Если обратиться к аналогичным постройкам мирового значения, то можно вспомнить, что собор св. Павла в Лондоне стоит уже 275 лет, хотя его пилоны имеют напряжение не ниже, чем в Исаакиевском соборе, а некоторые даже выше. Что касается материалов и способов устройства пилонов собора св. Павла, то английские инженеры утверждают, что архитектор Рен построил пилоны таким способом, который вызывал сомнение у строителей — его современников. А пилоны работают! К. Рен в конструкции пилонов применил римский способ кладки. Его пилон состоит из облицовочных плит портландского камня, представляющих каркас, а за облицовкой находится масса камней и кирпича, оставшихся от сгоревшего собора и сцементированных хорошим известковым раствором. Каждый пилон несет вес 7400 тонн, пилон Исаакиевского собора — 7500 тонн, но его конструкция более совершенна, чем конструкция собора св. Павла.