Площадь, занимаемая высотными зданиями, измеряется многими десятками тысяч квадратных метров. В самом малом из высотных зданий - на Комсомольской площади - одна только башенная часть занимает больше тысячи квадратных метров. Скальные породы залегают на глубинах, измеряемых, как правило, двумя-тремя десятками метров.
Стало быть, только для того, чтобы «поставить» будущее здание на землю, надо было бы докопаться до материковой скалы и извлечь из земной толщи многие сотни тысяч кубометров грунта. Всего же строителям пришлось бы «перевернуть» десятки миллионов кубометров земли! Если к тому же учесть, что в ряде случаев московские грунты обильно насыщены подпочвенной водой, то станет ясным, что опирание высотных зданий на глубинное скальное основание представило бы собой задачу, решение которой было бы технически неимоверно сложным и чрезвычайно дорогим.
Устранить эти трудности помогли достижения советской строительной науки.
Исследованиями профессоров Н. М. Герсеванова, Н. А. Цитовича и Д. Е. Польшина было впервые доказано, что если опирающаяся на грунт плоскость здания достаточно обширна и сама опорная часть достаточно жестка, то никакого горизонтального сдвига грунтов под сооружением опасаться не следует. Иначе говоря, если строителям удастся соорудить большой и жесткий фундамент, то, каков бы ни был вес стоящего над ним здания, надежным основанием может служить не только скала, но и любой слабый и сжимаемый грунт.
Так с самого начала проектирования высотных зданий открытие советских ученых внесло серьезный вклад в строительную науку. От опирания на скалу строители высотных зданий отказались и решили строить дома на таких, считавшихся ранее ненадежными, основаниях, как супеси, суглинки, пески. Тем самым характер строительных работ был значительно упрощен, а объемы земляных работ - намного уменьшены.
Принятое решение исключало возможность горизонтальных сдвигов грунта под зданием. Но не менее важной задачей было устранить опасность значительного оседания грунта под тяжестью здания. Природу таких сдвигов нетрудно себе представить.
Глубинный грунт представляет собой толщу, на которую в течение долгих веков действует груз вышележащих слоев. Под этим грузом толща грунта спрессована. Вскрытие толщи и удаление верхних слоев освобождают глубинные слои грунта от многовековой нагрузки. Сохраняя некоторую упругость, они стремятся выпучиться, подобно тому, как это мы наблюдаем у резины, с которой снят груз. Правда, грунт повторно загружается возводимым на нем зданием, но вес здания далеко не всегда соответствует весу удаленного грунта, и поэтому осадка основания может быть самой различной.