Фундаментные конструкции русских крепостей «итальянского круга» и строительная теория Италии XVI в

Многие годы исследователи изучают такой феномен, как итальянское влияние на русскую строительную традицию.

Однако чаще всего в фокус внимания ученых попадают мерлоны, форма амбразур в башнях и стенах, формы и конструкции башен. При этом крайне редко уделяется внимание заимствованию технологий возведения сооружений. Еще реже проводится сопоставление итальянских памятников и русских объектов «итальянского круга» (под этим термином понимаются архитектурные комплексы, построенные либо при доказанном участии итальянцев, либо где это участие было возможно, но не подтверждается письменными источниками).

Предлагаемая работа – попытка рассмотреть такую важную часть строительной технологии, как сооружение фундаментов через сравнение теоретических работ итальянских архитекторов и инженеров второй половины XV – конца XVI в., чтобы понять, как эта теория была реализована на практике в Московской Руси XVI в.

В отличие от многих других архитектурных элементов московских крепостей «итальянского круга», подвергавшихся на протяжении столетий многочисленным переделкам, реставрациям и даже уничтожению, фундаментные конструкции чаще всего являются аутентичными частями сооружений, сохранившимися почти без изменений с момента их закладки. Кроме того, исследование фундаментных конструкций русских крепостей XVI в. позволяет дать более широкое представление о технологиях строительства, возможных аналогах. Также методически правильное изучение крепостей как комплекса подразумевает исследование всех их элементов, включая подземные части.

Источниками для данной работы стали произведения теоретиков итальянской архитектуры. Это прежде всего трактат Л. Б. Альберти «10 книг о зодчестве» (1440–1450-е гг.) – один из наиболее фундаментальных трактатов эпохи Возрождения, посвященных теории и практике возведения различных архитектурных объектов. Еще одним источником стал трактат А. Филарете «Об архитектуре» (1460-е гг.). Это произведение, написанное скорее в стиле художественной литературы, тем не менее содержит ряд технических описаний. Также в работе рассматривается трактат итальянского инженера и художника Франческо ди Джорджо «Об архитектуре гражданской и военной» (вторая половина XV в.). Наконец, последней в этом ряду по хронологии, но не по значению стала книга А. Палладио «Четыре книги об архитектуре» (1570 г.). Используются именно эти произведения, так как их авторы полнее многих других смогли описать и проанализировать технологии создания архитектурных объектов, рассмотрев в том числе частные вопросы использования этих технологий.

Объектами изучения выступили кремли и крепости Центральной России. Прежде всего это материалы раскопок и наблюдений, проводившихся на территории Московского Кремля. Материалы этих работ содержатся в обстоятельном труде Т. Д. Пановой ( Панова , 2013). Частично изучены фундаментные конструкции Китайгородской крепости (1530-е гг.) – результаты этих исследований отражены в ряде публикаций ( Рабинович , 1954; Кренке, Чернов , 1999; Молошникова, Медведь , 2017). Фундаментные конструкции Тульского кремля были описаны в статье Ю. Г. Екимова ( Екимов , 2017а). На сегодняшний день это единственная работа, посвященная фундаментным конструкциям Тульского кремля. Нижегородскому кремлю посвящена монография С. Л. Агафонова ( Агафонов , 2010), где описанию фундаментов кремля уделено некоторое внимание, и работа И. О. Еремина, посвященная Зачатской (Зачатьевской) башне кремля ( Еремин , 2012).

Следует отметить, что конструкции фундаментов других русских крепостей «итальянского» круга изучены пока недостаточно. Так, фундамент Коломенского кремля почти не изучен, в книге А. Б. Мазурова он показан в самом общем виде, его подробное описание отсутствует ( Мазуров , 2015. С. 58). Были исследованы отдельные элементы фундамента Зарайского кремля, однако пока (насколько нам известно) результаты этих исследований не опубликованы.

В русских крепостях «итальянского круга» можно выделить несколько типов фундаментных конструкций.

Первый тип – фундаментные конструкции без использования дополнительных деревянных элементов.

Витрувий в своем труде описывал процесс создания фундамента так: «Надо копать канаву до материка… да и в самом материке, на глубину, соответствующую объему возводимой постройки, и выводить по всему дну самую основательную кладку» ( Витрувий , 2005. С. 57).

В период Возрождения технология создания фундаментов первого типа несколько усложнилась – фундамент из белокаменных блоков устанавливался на плоское дно фундаментного рва на подушке из мелкой известковой крошки, пролитой известью.

У Филарете кратко описаны составляющие такой фундаментной подушки: «Чтобы получился хороший фундамент, я распорядился взять одну часть извести на три части гравия… Вода была под рукой…» ( Филарете , 1999. С. 69).

Следует отметить, что использование гравия (щебня) для итальянских строителей было обычным делом еще потому, что на значительной части итальянских земель можно было извлекать эту субстанцию достаточно легко. В московских реалиях щебень приходилось изготавливать из камня, привозимого из каменоломен, часто располагавшихся на значительном отдалении от места стройки. При создании «подушки» могли использоваться как крупные камни, так и отходы, получавшиеся при добыче либо обработке камня для фундамента или стен. Но в любом случае – основу для щебня привозили издалека, что несколько усложняло процесс строительства. Тем не менее такая технология для русских реалий оказалась наиболее оптимальной и долгоживущей.

Похожая технология использовалась при сооружении фундаментов на отдельных участках стены Нижегородского кремля. С. Л. Агафонов, описывая основание стены кремля между Никольской и Кладовой башнями, отметил, что «…фундамент основан на желтом лессовидном суглинке… и заглублен в материк на 155 см. Выше 90-сантиметровой подушки, сложенной из необработанного бутового камня, начинается наклонная плоскость стены. Первые три ряда ее сложены из блоков известкового туфа, а выше начинается кирпичная облицовка» ( Агафонов , 2010. С. 109) (рис. 1: а, б ). Из этого описания не очень ясно, была ли «подушка» из необработанного бутового камня пролита известью или нет.

При этом совершенно очевидно, что свайной основы часть стен Нижегородского кремля не имела, фундамент помещался непосредственно на дно фундаментного рва. Отдельные участки стен были укреплены сваями лишь в XVII в.

Также на известковой заливке покоился фундамент стен на отдельных участках Китайгородской крепости в Москве (в районе Монетного двора в начале Никольской улицы), при этом деревянные конструкции в этом месте полностью отсутствовали ( Кренке, Чернов , 1999. С. 142) (рис. 1: в ). Вероятно, использование такой конструкции фундамента было связано с песчанистыми грунтами в этой местности, поглощавшими воду.

Отдельные участки стен Московского Кремля также сооружались на подобных «подушках» без свай. Например, в шурфе № 4 (к северу от Средней Арсенальной башни) был выявлен фундамент из белокаменных блоков, покоившийся на слое известкового раствора (мощность 0,4–0,55 м) ( Панова , 2013. С. 102). Возможно, мы имеем дело с одним из вариантов известковой подфундаментной подушки, не имевшей в своем составе битого белого камня.

родского кремля между Тайницкой и Кладовой башнями (по: Агафонов , 2010); в – профиль Китайгородской стены в районе Монетного двора (по: Кренке, Чернов , 1999)

Второй тип конструкций – каменные фундаменты с использованием деревянных элементов.

Чаще всего дерево использовалось при сооружении фундаментов сооружений, создававшихся в условиях воздействия воды. Витрувий рекомендовал использовать сваи, если добраться до материка было невозможно, а сама земля была болотистой. В этом случае надо было выкачать всю воду из траншеи, а ее дно укрепить «ольховыми, или масличными¹, или дубовыми обожженными сваями» ( Витрувий , 2005. С. 57). Витрувий настаивал на том, что сваи должны вбиваться как можно теснее, промежутки же между ними необходимо было заполнить углем. Он не объяснял, для чего нужен уголь, но можно предположить, что уголь впитывал влагу.

В упоминавшихся нами трактатах эпохи Возрождения уже не говорится об использовании угля как заполнения межсвайного пространства, хотя такой прием описывался в других работах ( Sconfienza , 2018. P. 64). На русских памятниках мы также не встречаем никаких следов угля в фундаментных траншеях.

Итальянские специалисты разделяли разные породы дерева и рекомендовали их использовать по-разному. Например, Франческо ди Джорджо Мартини выделял две большие группы деревьев, используемых в строительстве. К первой группе относились ива, лиственница, ольха, дуб, олива. Ко второй – каштан, бук, белый и черный тополь, ель, липа, вяз и ясень ( Martini , 1841. P. 152).

Первую группу деревьев Мартини рекомендовал для использования в воде или грунтах, насыщенных ею. Вторая группа в основном могла использоваться на открытом воздухе (например, при создании связей стен, балок для крыш и т. д.).

Филарете рекомендовал использовать для свай дуб. Он говорил о том, что дуб гниет от влаги, если находится на воздухе, однако, будучи помещен во влажный грунт или воду, он почти не подвержен гниению. Филарете особо отметил, что дуб «особенно хорош для фундаментов в болотистом грунте» ( Филарете , 1999. С. 50).

Палладио, говоря о сваях, также имел в виду исключительно дуб, не упоминая, никакие другие породы деревьев ( Палладио , 2006. С. 19).

Как видим, из всех рекомендуемых итальянскими инженерами пород дерева для свай чаще всего рекомендовался дуб.

Размеры свай, согласно итальянским трактатам, напрямую зависели от высоты стен, которые на них опирались. Альберти определял высоту свай так: «…чтобы эти сваи были высотою не менее чем в одну восьмую высоты будущей стены, а толщиною не менее одной двенадцатой части своей длины…» (Альберти, 1935. С. 76). Также Альберти, говоря о сваях, заметил «чтобы там, где их забито несколько, между ними не было промежутка» (Там же). Более чем столетие спустя А. Палладио повторил тезисы Альберти, что может свидетельствовать о живучести и эффективности старой технологии: «Если почва окажется мягкой на значительную глубину, как в болотах, то надо установить сваи длиною в одну восьмую вышины стены и толщиною в двенадцатую долю своей длины» (Палладио, 2006. С. 19). Впрочем, нужно иметь в виду, что Палладио писал в основном о гражданских зданиях, поэтому эти расчеты могли корректироваться применительно к крепостным сооружениям.

Что же касается размещения свай относительно друг друга, то Палладио уточнял, что сваи «должно ставить настолько тесно, чтобы между ними не оставалось места для других…» (Там же).

Кстати, обжиг свай (для увеличения твердости) рекомендовался и Альберти, и ди Джорджо ( Martini , 1841. P. 152).

Как подобные рекомендации были реализованы в русских крепостях?

Прежде всего стоит отметить, что дубовые сваи упоминаются летописцем при описании начала строительства Аристотелем Фиорованти Успенского собора в Московском Кремле: «Рвы же изнова копати повеле и колье дубовое бити» (Независимый летописный свод…, 1999. С. 426).

Если же говорить собственно о крепостях, то сваи удалось выявить в Московском Кремле, Китайгородской крепости, Тульском кремле, Нижегородском кремле и Зарайском кремле. Впрочем, в Зарайске, насколько известно автору, исследователи пока лишь выявили само наличие свай под фундаментом крепостной стены, особенности этих конструкций, равно как и размеры свай, еще не изучались.

Сваи были обнаружены на отдельных участках Нижегородского кремля. Например, при исследовании остатков Зачатской башни свайные конструкции находились в фундаментных рвах башни (при этом С. Л. Агафонов отмечал отсутствие свай под стенами кремля). В публикации И. О. Еремина ничего не говорится о размерах этих свай, уточняется лишь, что материалом для них послужил мореный дуб ( Еремин , 2012. С. 8). Также сваи были обнаружены под контрфорсами Зачатской башни. Однако контрфорсы относились к началу XVII в., и сваи под их основанием не связаны с начальным периодом существования кремля.

Сваи Китайгородской крепости, выявленные на Москворецкой набережной в Зарядье, имели различную форму и размеры – на одном из исследованных участков они представляли собой трехгранные дубовые колья толщиной 15 см, на другом – круглые сваи диаметром 15–25 см ( Молошникова, Медведь , 2017. С. 145). Также были выявлены сваи на участке крепости на Театральной площади и в Воскресенских воротах (в их ранней версии, сооруженной в 1530-е гг. и разобранной во второй половине XVII в.). В последних удалось примерно определить длину этих свай (около 1 м) и расстояние между ними (не более 30 см) ( Кренке, Чернов , 1999. С. 147).

Свайные фундаменты в Тульском кремле были исследованы на небольших участках, но очень подробно. Здесь удалось исследовать такие фундаменты в Водяных воротах. Сваи, обнаруженные здесь, были изготовлены из дубовых бревен, вероятно, не ошкуренных, т. к. вокруг них были зафиксированы кольца темного гумусированного суглинка, который авторы исследований связали с разложившейся корой. Сваи были забиты в шахматном порядке, на расстоянии 0,15–0,25 см друг от друга (рис. 2: а ).

Рис. 2. Деревянные конструкции в фундаментах Тульского кремля и Китайгородской крепости а – свайное основание Водяных ворот Тульского кремля (по: Екимов, 2017а; 2017б); б – разрез Китайгородской стены в Зарядье (по: Дубынин, Розенфельдт, 1954); в – лежневое основание Китайгородской стены в Зарядье (фото М. А. Молошниковой)

Длина свай была различной и составляла от 1,5 м и более ( Екимов , 2017б. С. 106).

Как уже отмечалось выше, Альберти и Палладио рекомендовали вбивать сваи максимально близко друг к другу. Итальянская практика отличалась от итальянской же теории – на практике сваи часто могли размещаться как вплотную друг к другу, так и на расстоянии около полуфута или ладони друг от друга (0,21–0,26 м), в зависимости от характера участка ( Sconfienza , 2018. P. 64). В русских памятниках строители следовали скорее итальянской практике, нежели теории, – во всех описанных нами случаях сваи в русских крепостях вбивались на небольшом расстоянии друг от друга, но не вплотную.

Относительно Китай-города и Тулы нельзя с уверенностью сказать, обжигались ли сваи перед их забивкой в землю. По крайней мере, в Тульском кремле на них сохранились следы коры, что говорит о том, что такого обжига не было.

В итальянских трактатах нигде не оговаривается возможность отказа от использования свай на отдельных участках фундамента. Тогда как имеются русские примеры такого подхода. Такую ситуацию мы наблюдаем на москворецком участке Китайгородской крепости ( Молошникова, Медведь , 2017. С. 145), и в Московском Кремле, где в одном из шурфов рядом с Троицкими воротами был обнаружен фундамент с кирпичной аркой, заложенной белокаменными блоками. При этом под этой закладкой свай не оказалось ( Панова , 2013. С. 103).

Также с Китайгородской крепостью связан еще один нюанс. Как уже отмечалось выше, Франческо ди Джорджо рекомендовал использовать ель лишь на открытом воздухе. Однако на зарядьевском участке крепости из еловых бревен были выложены подземные элементы, которые должны были находиться в непосредственной близости от влажных грунтов. Это решение отличается от рекомендаций ди Джорджо.

Итальянские авторы писали о том, что кроме свай при сооружении фундаментов могли использоваться и другие деревянные конструкции.

Так, использование бревен в основании фундаментов упоминается у Палладио. Говоря о том, что дно фундаментной траншеи должно быть ровным, он уточнял: «мы… имеем обыкновение покрывать его досками или балками и на них уже строить» ( Палладио , 2006. С. 20).

В Китайгородской крепости и Тульском кремле мы видим использование как просто свай, так и свай, дополненных лежневыми конструкциями.

В Тульском кремле под фундаментами было обнаружено горизонтальное бревно-лежня (под основанием Спасской башни и на участке стены между Никитской и Одоевской башнями). Учитывая небольшую площадь, вскрытую исследователями, сложно реконструировать облик этой конструкции. Ниже этого бревна раскопки, видимо, не производились. Однако само по себе наличие бревна под фундаментной каменной кладкой – довольно редкое явление в русской фортификации первой половины XVI в. Возможно, лежня, обнаруженная под фундаментом стены Тульского кремля, могла быть частью системы бревенчатой выкладки, которую полностью не удалось выявить из-за очень небольшой вскрытой площади. Вряд ли такими лежнями было выложено дно фундаментной траншеи, скорее всего, лежня располагалась у стены траншеи.

Более сложная лежневая конструкция была исследована в Китайгородской крепости. Впервые такая система исследовалась археологами в 1954 г. ( Дубы-нин, Розенфельдт , 1954, чертеж 107) (рис. 2: б ): «Эта «градная подошва» была весьма сложной конструкции, состоявшей из свайного основания, на котором после забутовки белокаменным щебнем был построен каркас из еловых бревен, в свою очередь, засыпанный белокаменным бутом. Только на этой упругой основе был выложен каменный фундамент стены» ( Рабинович , 1954. С. 72).

Эта конструкция встречалась археологам еще не один раз. В 2006 г. экспедиция ИА РАН (руководитель – Л. А. Беляев) выявила дубовые сваи длиной 1–1,5 м и диаметром 10–15 см, вбитые в плоское дно рва, положенные на сваи бревна в виде клетей и залитые щебнем и бутом на известковом растворе. Поверх этого слоя был обнаружен еще один слой деревянных клетей без врубки, которые были заложены бутовым камнем. Выше этого слоя отмечено основание собственно Китайгородской стены в виде крупных белокаменных блоков грубой тески (Беляев и др., 2009. С. 137). А в 2016–2017 гг. Столичным археологическим бюро при строительстве парка «Зарядье» (руководители работ – С. В. Малых, М. А. Молошникова) также была выявлена система деревянных клетей основания стены (рис. 2: в) и свайное поле.

Следующим важным вопросом является соотношение ширины фундамента и ширины стен крепости.

Например, у Филарете читаем: «…разумно, чтобы фундамент был шире стены. Понятно также, что ты оставил более фундамента снаружи, чем изнутри» ( Филарете , 1999. С. 71). Нечто подобное встречаем также и у Альберти: «Забей большое количество кольев и свай обожженной верхушкой вниз, чтобы площадь этого сооружения была вдвое шире будущей стены…» ( Альберти , 1935. С. 76).

Исследователи Тульского кремля отметили, что свайное поле с внутренней стороны стены почти совпадало с самой стеной, а вот с внешней стороны было гораздо шире ( Екимов , 2017а. С. 137). Этот факт полностью согласуется с установками итальянских инженеров, отмечавших, что свайная основа фундамента стен должна быть шире самих стен, а сама стена на фундаменте размещалась как бы со смещением «к городу», но не к «полю». Причем здесь свайное поле вне крепостной стены было засыпано слоем битого камня и щебня и пролито известковым раствором, мощность этого слоя составляла от 5 до 20 см ( Екимов , 2017а. С. 137).

Аналогичную ситуацию можно было наблюдать и в Китайгородской крепости на участке у площади Революции. Там также было выявлено свайное поле, находившееся за пределами внешней линии крепостной стены ( Виноградов , 1947. С. 26) (рис. 3).

Иначе говоря, свайные поля в этих объектах распространялись вовне, хотя, казалось бы, необходимости в таком расширении не было.

Нельзя не отметить и еще один момент, связанный со сваями. Ю. Г. Екимов, описывая ситуацию со свайной основой Тульского кремля, отметил: «Лишь на одной из них (свае. – А. М .) в момент извлечения удалось зафиксировать незначительную разбитость верхнего края, все же остальные имели слабо подтесанную с краев ровную площадку. Последнее свидетельствует об отсутствии мощной ударной нагрузки при забивании свай в грунт» ( Екимов , 2017а. С. 138). Это наблюдение исследователя представляется очень ценным. Итальянские инженеры уделяли определенное внимание сохранности структуры свай при их помещении в грунт. Об этом писал еще Альберти: «У машин для забивки свай… должны быть молотки не слишком тяжелые, но ударяющие частыми ударами. Ибо если они слишком тяжелы, то огромной тяжестью и невыносимой стремительностью они совершенно разбивают дерево» ( Альберти , 1935. С. 76). При сооружении Тульского кремля строители соблюдали технические стандарты, описанные в итальянских трактатах, что может служить косвенным доказательством того, что, по крайней мере, часть Тульского кремля создавалась с помощью машин для забивки свай, которые позволяли регулировать силу и частоту удара.

Имеет смысл упомянуть об еще одной черте, сближающей итальянские технологии с реалиями Московского государства.

Рис. 3. Свайное основание Китайгородской стены в районе пл. Революции

В уже упоминавшейся Зачатской башне Нижегородского кремля кроме свай были обнаружены деревянные конструкции, предназначавшиеся для укрепления бортов фундаментных траншей. Они представляли собой доски, расположенные горизонтально и зафиксированные толстыми вертикальными кольями ( Еремин , 2012. С. 8). Описание такой технологии встречается в итальянских трактатах нечасто, но оно есть. Например, Альберти советовал при строительстве зданий в болотистых местах «прорывать обширный ров и обе стороны рва укреплять сваями, плетнем, досками, водорослями, глиной и подобного рода материалами, чтобы ничего не протекало» ( Альберти , 1935. С. 76). Нечто подобное можно наблюдать в основании Зачатской башни. В других русских крепостях «итальянского круга» использование технологии закрепления бортов фундаментных траншей пока не выявлено.

Завершая краткий обзор, следует отметить следующее:

• 1.    При сооружении некоторых крепостей в Великом княжестве Московском их строители часто руководствовались рекомендациями, содержащимися в итальянских трактатах, посвященных строительству.

• 2.    При этом в ряде случаев строители подходили к решению технических проблем творчески.