Попытка перестроить фундамент
Даже после того как испанские строители закончили фундамент, постройка продолжила двигаться неравномерно. Они пытались скомпенсировать движение, изменив угол наклона здания. Доктор Овандо-Шелли указал на зоны, где слои каменной кладки (которые обычно идут горизонтально друг над другом) сужаются с одного края. Это помогло строителям выровнять постройку после того, как уже уложенные слои камня наклонились. Для сопротивления продолжающемуся проседанию внесли и другие изменения: колонны в южной части здания были почти на метр выше, чем в северной. Строительство собора завершилось лишь через 240 лет, но и в течение этого времени, и потом здание постоянно и непредсказуемо двигалось.
Мы с доктором Овандо-Шелли прошли по одному из проходов (см. карту на стр. 135, точка B) и остановились прямо под центральным куполом. Здесь висит гигантский маятник (или отвес), по форме напоминающий ракету, из блестящей латуни и стали, который показывает, насколько сдвинулся собор. Модель такого отвеса можно сделать из веревки, небольшого груза и прозрачной пластиковой коробки. Груз нужно прикрепить к концу веревки, подвесить его к середине крышки коробки, а коробку поставить на ровную поверхность стола. Мы увидим, что отвес находится ровно над центром коробки. А если коробку слегка наклонить, то отвес будет указывать уже не на середину. Наклоните коробку на 45°, и отвес будет указывать на угол между полом и стеной. Отвес в Кафедральном соборе Мехико устроен таким же образом: фундамент сдвигается, а отвес продолжает показывать вертикаль. Отмечая, куда указывает отвес и куда движется его проекция, можно отслеживать, как наклоняется собор.
В 1910 году провели измерения для сравнения уровня двух противоположных углов. Инженеры установили, что с 1573 года пол собора так сильно поменял наклон, что один угол оказался на 2,4 м выше другого. Сложно представить здание, которое бы так сильно наклонялось. Неудивительно, что из-за этого целостность собора начала нарушаться. К 1990-м годам его колокольни опасно наклонились и могли обрушиться.
В 1993 году началась масштабная реставрация. Доктор Овандо-Шелли был членом большой команды инженеров, которые работали над этим проектом. Они пришли к выводу, что невозможно заставить здание перестать тонуть, зато, если заставить его тонуть равномерно, оно потерпит наименьший ущерб. Но, прежде чем думать о том, как сделать так, чтобы он тонул равномерно, им нужно было так выстроить опору всего собора, чтобы он встал относительно горизонтально.
По мере продолжения экскурсии мы прошли от середины к задней части собора (см. карту на стр. 135, точка C). Здесь до самого потолка простирается великолепный барочный золотой Королевский алтарь со множеством замысловатых фигурок ручной работы – роскошная стена для поклонения, предназначенная для того, чтобы захватывать дух, впечатлять и вызывать благоговение. Безусловно, алтарь вызывал благоговение.
Однако меня совершенно привлек крошечный металлический гвоздь на колонне слева от алтаря. Именно относительно этой точки команда производила измерения и сравнивала уровни пола, чтобы рассчитать, насколько собор нужно выравнивать. Точкой отсчета (выбранной точкой, которой нужно не позволить погружаться еще глубже) оказался юго-западный угол, потому что он утонул глубже всего. Металлический гвоздь находился в северном конце собора, и его нужно было опустить вниз на несколько метров. Даже от мыслей об этом у меня закружилась голова. И кружилась все то время, пока доктор Овандо-Шелли объяснял технологию, с помощью которой им удалось этого добиться. Смотрели научно-фантастический блокбастер «Армагеддон», где Брюсу Уиллису и его команде нужно проделать отверстие в астероиде, начинить его взрывчаткой и предотвратить столкновение с землей? План, разработанный инженерами, которые реставрировали собор, казался таким же нереальным и сложным: им нужно было сделать подкоп под собор, чтобы почва осела. Сама мысль о том, чтобы убрать почву из-под здания, чтобы оно стало устойчивее, кажется, противоречит логике. Но для таких исключительных природных условий требуется исключительное инженерное решение.
Как я уже говорила, почва – это не только почва: нужно понимать ее историю, чтобы предсказать, как она поведет себя в будущем. Доктор Овандо-Шелли и команда провели целый ряд исследований почвы по всей площади собора, чтобы узнать, где она сильная, а где слабая, насколько она плотная и какую нагрузку испытывает. Они ввели эту информацию в компьютерную модель, составили трехмерную карту из слоев разного цвета, которые сменяли друг друга или наслаивались друг на друга в зависимости от силы и типа почвы на определенной глубине. Модель также воспроизводила все исторические события, повлиявшие на почву, – от постройки ацтекского храма и испанского собора до изменений уровня воды и т. д. – и создали профиль почвы.
Заборные отверстия, расходящиеся в стороны от основного отверстия
Команда проделала 32 цилиндрических отверстия диаметром 3,4 м и глубиной от 14 до 25 м в оригинальной кладке фундамента и в самой земле. Эти отверстия выкапывали вручную (находиться в них рабочим было и непросто, и опасно). На каждом этапе погружения диаметр отверстия заливали бетоном, таким образом создавая трубу, которая не дает двигаться почве. Когда работу с отверстием заканчивали, внутрь его тоже заливали бетон, чтобы получившаяся труба не разрушилась. В основании каждого отверстия инженеры выкопали четыре мини-колодца, откуда можно было откачивать излишки грунтовых вод, чтобы те не поднимались и не затапливали отверстия.
Но это не те отверстия, которые должны были спасти собор. Они служили вспомогательными базами, через которые выкопали еще около 1500 маленьких отверстий под небольшим углом к горизонту диаметром с кулак и длиной от 6 до 22 м, через которые можно было извлечь землю. По плану после извлечения лишней земли эти тонкие отверстия должны были сами со временем засыпаться, выровняв таким образом основание собора.
Так как северная сторона здания поднялась выше и именно ее нужно было ниже всего опустить, больше всего земли извлекли через отверстия с северной стороны, а с юго-западной извлекли меньше. Из одного только северо-восточного отверстия вынули более 300 кубометров земли, а из другого, в юго-западном углу, всего 11 кубометров. В общей сложности с помощью огромной системы отверстий и туннелей, прорытых под историческим собором, и около 1,5 миллиона операций по извлечению земли из-под здания вынули 4220 кубометров почвы – этого объема было бы достаточно, чтобы заполнить полтора олимпийских бассейна.
Как вы уже догадались, землю удаляли внимательно и осторожно, поэтапно и довольно долго (четыре с половиной года). Все это время уровень положения собора строго контролировали, чтобы убедиться, что любое его движение находится в рамках инженерных расчетов. Арки и колонны внутри собора поддерживали стальные балки и подпорки, чтобы избежать повреждений от внезапных, непредвиденных или слишком сильных движений. В это же время из-под здания постоянно брали образцы грунта, проверяли на твердость и содержание воды и сравнивали с компьютерной моделью, чтобы убедиться, что реальность совпадает с прогнозами.
