Submit an Article
Become a reviewer
Vol 263
Pages:
757-773
Download volume:
RUS ENG
Research article
Geotechnical Engineering and Engineering Geology

Current state of above-ground and underground structures of the Alexander Column: an integral basis for its stability

Authors:
Regina E. Dashko1
Angelina G. Karpenko2
About authors
  • 1 — Ph.D., Dr.Sci. Professor Saint Petersburg Mining University ▪ Orcid
  • 2 — Postgraduate Student Saint Petersburg Mining University ▪ Orcid
Date submitted:
2023-04-11
Date accepted:
2023-09-20
Date published:
2023-10-27

Abstract

The Alexander Column as a compositional center of the architectural ensemble of Palace Square in Saint Petersburg, Russia, has always been a matter of concern for both the public and specialists due to progressive deterioration of its granite shaft caused by crack formation. The article examines previous studies related to the inspection and restoration of the column's shaft and other parts above ground level, as well as reasons for crack initiation and propagation in the column. An analysis was performed on the anomalies in the Fennoscandian Shield and the structural-tectonic conditions at the Montferrand quarry site, revealing the presence of faults and circular features within the studied area. The research considers N.Hast's measurements of excess tectonic stresses in anomaly zones (southeastern Finland), which acted horizontally and resulted in the development of tensile cracks within the granite massif and later in the column’s shaft after its installation. The most dangerous type of deformation for the Alexander Column is its tilt in the northeast direction, recorded in 1937 and 2000. The article analyzes the construction features of the column's foundations and additional underground elements, as well as soil and groundwater characteristics based on archival data. The contamination history of the underground space is taken into account, and an analogy-based method is used to assess the engineering-geological and hydrogeological conditions of the underground load-bearing structures within the placement zone of the Alexander Column and the New Hermitage buildings. The results of visual observations on the nature of deterioration and deformation of the pavement around the monument, as well as its pedestal, indicating the development of uneven settlement of the foundation, are presented. The article concludes with general recommendations for organizing and implementing comprehensive monitoring to forecast the deformation dynamics of the Alexander Column.

Keywords:
Alexander Column stability granite shaft tilt foundations corrosion comprehensive monitoring
Go to volume 263

References

  1. Valore C., Ziccarelli M. The preservation of Agrigento Cathedral // Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Paris. September 2-6, 2013. P. 3141-3148.
  2. Yeon-Soo Jang. Geotechnical Issues and Preservation of Korean Heritage Sites // Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Seoul, Korea. September 17-21, 2017. P. 231-244.
  3. Sesov V., Cvetanovska J., Edip K. Geotechnical aspects in sustainable protection of cultural and historical monuments // Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Paris. September 2-6, 2013. P. 3129-3132.
  4. Margottini C. Engineering Geology in Shaping and Preserving the Historic Urban Landscapes and Cultural Heritage: Achievements in UNESCO World Heritage Sites // Engineering Geology for Society and Territory. 2015. Vol. 8. P. 1-28. DOI: 10.1007/978-3-319-09408-3_1
  5. Calabresi G. Kerisel Lecture: The role of Geotechnical Engineers in saving monuments and historic sites // Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Paris. September 2-6, 2013. P. 71-83.
  6. Viggiani C. 2nd Kerisel lecture: Geotechnics and Heritage // Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Seoul. September 17-21, 2017. P. 119-140.
  7. Улицкий В.М., Шашкин А.Г. Сохранение памятников архитектуры и обеспечение их механической безопасности // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 7. С. 31-39.
  8. Шашкин А.Г., Шашкин В.А. Можно ли обеспечить сохранность памятников, опираясь на нормы для нового строительства? // Геотехника. 2021. Т. 13. № 2. С. 20-30. DOI: 10.25296/2221-5514-2021-13-2-20-30
  9. Dashko R.E., Shidlovskaya A.V. Long-term stability of old cathedrals in St. Petersburg / Geotechnical Engineering for the Preservation of Monuments and Historic Sites. London: CRC Press, 2013. P. 299-306. DOI: 10.1201/b14895-35
  10. Никитин Н.П. Огюст Монферран: Проектирование и строительство Исаакиевского собора и Александровской колонны. Л.: Ленинградское отделение Союза советских архитекторов, 1939. 348 с.
  11. Любин Д.В. Александровская колонна. СПб: Изд-во Государственного Эрмитажа, 2013. 104 с.
  12. Ядута В.А. Новейшая тектоника Санкт-Петербурга и Ленинградской области // Минерал. 2006. №1 (5). С. 28-35
  13. Шашкин А.Г., Парамонов В.Н., Улицкий В.М. Геотехнический аспект освоения подземного пространства Санкт-Петербурга // Геотехника. 2018. Т. 10. № 3. С. 8-23.
  14. Мангушев Р.А., Осокин А.И., Сотников С.Н. Геотехника Санкт-Петербурга. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2018. 386 с.
  15. Дашко Р.Э., Власов Д.Ю., Шидловская А.В. Геотехника и подземная микробиота. СПб: Изд-во института ПИ «Геореконструкция», 2014. 279 с.
  16. Lebedeva Y., Kotiukov P., Lange I. Study of the Geo-Ecological State of Groundwater of Metropolitan Areas under the Conditions of Intensive Contamination Thereof // Journal of Ecological Engineering. 2020. Vol. 21. Issue 2. P. 157-165. DOI: 10.12911/22998993/116322
  17. Dashko R.E., Salnikov P.M. Main principles of an integral monitoring for St. Isaac’s Cathedral in Saint-Petersburg // Topical Issues of Rational Use of Natural Resources: Proceedings of the International Forum-Contest of Young Researchers, April 18-20, 2018, Russia. St. Petersburg: Saint Petersburg Mining University, 2019. P. 17-22.
  18. Любин Д.В., Макеева Е.И. Александровская колонна. История реставрации. Профилактический уход // Музей под открытым небом. Стратегия сохранения скульптуры в городской среде. СПб: Знакъ, 2018. С. 66-72.
  19. Гельмерсен Г.П. Александровская колонна в Санкт-Петербурге // Горный журнал. 1862. № 5. С. 219-231.
  20. Аспидов А.П. Петербургские арабески. М.: Центрполиграф, 2007. 463 с.
  21. Гирин Р.Э. Тектоно-геодинамический анализ мощности земной коры запада Восточно-Европейской платформы. Минск: Беларуская навука, 2022. 110 с.
  22. Кузин И.Л. Мифы и реалии учения о материковых оледенениях. СПб: Изд-во СЗНИИ «Наследие», 2013. 178 с.
  23. Морозов К.В., Демёхин Д.Н., Бахтин Е.В. Многокомпонентные датчики деформаций для оценки напряженно-деформационного состояния массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6-2. С. 80-97. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_80
  24. Каспарьян Э.В., Федотова Ю.В. Напряженно-деформированное состояние массива пород Хибинских месторождений и задачи геомеханического районирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 5. С.97-107.
  25. Напряженное состояние земной коры (по измерениям в массивах горных пород) / Отв. ред. П.Н. Кропоткин. М.: Наука, 1973. 185 с.
  26. Иванов М.А., Попов Г.Н. Природа трещиноватости гранита Александровской колонны – геологический аспект // Музей под открытым небом. Проблемы сохранения памятников в городской среде. СПб: МедиаКомфорт, 2021. С. 22-25
  27. Лямин Н.Н. Естественные каменные строительные материалы г. С.-Петербурга // Зодчий. 1903. № 45. С. 507-511; № 47. С. 531-535.
  28. Панова Е.Г., Власов А.Д., Попова Т.А. и др. Биологическое выветривание гранита в условиях городской среды // Биосфера. 2015. Т. 7. № 1. С. 61-79. DOI: 10.24855/biosfera.v7i1.47
  29. Сазанова К.В., Зеленская М.С., Бобир С.Ю., Власов Д.Ю. Микромицеты в биопленках на каменных памятниках Санкт-Петербурга // Микология и фитопатология. 2020. Т. 54. № 5. С. 329-339. DOI: 10.31857/S0026364820050104
  30. Власов А.Д., Нестеров Е.М., Родина О.А., Власов Д.Ю. Микробные биопленки на граните-рапакиви в историческом карьере Монферрана // Проблемы региональной экологии. 2020. № 5. С. 6-11. DOI: 10.24412/1728-323X-2020-5-6-11
  31. Zhao F., Qiu G., Huang Z. et al. Characterization of Rhizobium sp. Q32 isolated from Weathered Rocks and its Role in Silicate Mineral Weathering // Geomicrobiology Journal. 2013. Vol. 30. Iss. 7. P. 616-622. DOI: 10.1080/01490451.2012.746406
  32. Мустафин М.Г., Нгуен Хыу Вьет. Оценка вертикальных смещений оснований зданий и сооружений на основе анализа элементов деформационной сети // Геодезия и картография. 2019. № 3. С. 11-19. DOI: 10.22389/0016-7126-2019-945-3-11-19
  33. Зубов А.В., Елисеева Н.Н. Программный комплекс для определения кренов сооружений башенного типа по данным наземного лазерного сканирования // Геодезия и картография. 2020. № 7. С. 2-7. DOI: 10.22389/0016-7126-2020-961-7-2-7
  34. Корнилов Ю.Н., Царёва О.С. Совершенствование методики наблюдений за деформациями зданий и сооружений // Геодезия и картография. 2020. № 4. С. 9-18. DOI: 10.22389/0016-7126-2020-958-4-9-18
  35. Дашко Р.Э., Алексеев И.В. К вопросу о роли биокоррозионных процессов в подземной среде мегаполисов // Инженерная геология. 2016. № 1. С. 22-29.
  36. Покровская Е.Н., Агапов Д.В., Ковальчук Ю.Л. Микологическое обследование древесины исторических объектов культурного наследия // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 4. С. 212-220.DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.212
  37. Трушко В.Л., Протосеня А.Г. Перспективы развития геомеханики в условиях нового технологического уклада // Записки Горного института. 2019. Т. 236. С. 162-166. DOI: 10.31897/PMI.2019.2.162
  38. Корнилов Ю.Н., Царёва О.С., Шевченко А.С. Оптимизация расположения деформационных марок при построении сети в виде линейной пространственной засечки // Геодезия и картография. 2021. № 12. С. 2-11. DOI: 10.22389/0016-7126-2021-978-12-2-11
  39. Хатум Х.М., Мустафин М.Г. Оптимизация места расположения роботизированных станций наблюдений за деформациями зданий и сооружений // Геодезия и картография. 2020. № 9. С. 2-13. DOI: 10.22389/0016-7126-2020-963-9-2-13
  40. Kuzin A.A., Palkin P.O. Coordinate method for determining position in geodetic monitoring of cracks // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1728. P. 1-6. DOI: 10.1088/1742-6596/1728/1/012010
  41. Шашкин А.Г., Шашкин К.Г., Богов С.Г. и др. Мониторинг зданий и сооружений при строительстве и эксплуатации. СПб: Изд-во института ПИ «Геореконструкция», 2021. 640 с.
  42. Волынин А.Ф. Обследование состояния грунтов на участке двух канализационных коллекторов глубокого заложения в Санкт-Петербурге с использованием электроразведки с незаземленными линиями // Инженерная и рудная геофизика: Материалы 17-й научно-практической конференции и выставки, 26-30 апреля, 2021, Геленджик, Россия. С. 131-132. DOI: 10.3997/2214-4609.202152150
  43. Куликова Н.В., Данильев С.М., Ефимова Н.Н., Куликов А.И. Моделирование данных сейсмотомографии и электротомографии для песчано-глинистого разреза с наличием приповерхностных скоплений газа // Мониторинг. Наука и технологии. 2020. № 2 (44). С. 26-30. DOI: 10.25714/MNT.2020.44.004
  44. Глазунов В.В., Агеев А.С., Горелик Г.Д., Сарапулкина Т.В. Результаты комплексных геофизических исследований по поиску склепов на территории загородного некрополя Херсонеса Таврического в Карантинной балке // Записки Горного института. 2021. Т. 247. С. 12-19. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.2
  45. Potapov A., Pavlov I., Verkhovskaia I. Non-destructive monitoring and technical evaluation conditions of the monument Alexander III // Architecture and Engineering. 2019. Vol. 4. Iss. 1. P. 38-46. DOI: 10.23968/2500-0055-2019-4-1-38-46
  46. Пашкин Е.М. Инженерно-геологическая диагностика деформаций памятников архитектуры. М.: АНО «Традиция», 2022. 368 с.
Access statistics
Abstract Views
258
Full-Text Views
113
Cited
Scopus:
0
Crossref:
0
Article Menu

Similar articles

Mineral composition and thermobarometry of metamorphic rocks of Western Ny Friesland, Svalbard
2023 Yurii L. Gulbin, Sima A. Akbarpuran Khaiyati, Aleksandr N. Sirotkin
250 years in the service of the Fatherland: Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University in facts and figures
2023 Sergei N. Rudnik, Vladimir G. Afanasev, Ekaterina A. Samylovskaya
Results of complex experimental studies at Vostok station in Antarctica
2023 Aleksei V. Bolshunov, Dmitrii A. Vasilev, Andrei N. Dmitriev, Sergei A. Ignatev, Vyacheslav G. Kadochnikov, Nikita S. Krikun, Danil V. Serbin, Vyacheslav S. Shadrin
Experimental simulation of a system of swamp biogeocenoses to improve the efficiency of quarry water treatment
2023 Mariya A. Pashkevich, Anna E. Korotaeva, Vera A. Matveeva
New data on the composition of growth medium of fibrous diamonds from the placers of the Western Urals
2023 Nikolai V. Gubanov, Dmitrii A. Zedgenizov, Evgenii A. Vasilev, Vladimir A. Naumov
Magmatic system of the Klyuchevskoy volcano according to seismic data and their geomechanical interpretation
2023 Aleksei V. Kiryukhin, Olga V. Bergal-Kuvikas, Mikhail V. Lemzikov, Nikita B. Zhuravlev