Проєкт Ковчег-Сфера

Цей технічний регламент являє собою комплексне інженерне рішення щодо зведення автономної підземної споруди підвищеної міцності, адаптованої до конкретних гідрогеологічних умов. Проєкт враховує глибоке залягання ґрунтових вод (10–12 метрів) та потенційну зсувну активність схилу, забезпечуючи абсолютну безпеку протягом життя власника та гарантовану консервацію об’єкта у масштабах вічності.

Етап 1: Стабілізація існуючої будівлі (Створення екзоскелета)

Перед початком важких земляних робіт необхідно зафіксувати старий надземний будинок, який уже має деформаційні тріщини від руху поверхневих шарів глини.

Кутові розподільники тиску: Гарячекатаний сталевий кутник розміром не менше 100x100x8 мм монтується вертикально від фундаменту до даху на всіх чотирьох кутах будівлі. Монтаж здійснюється з використанням свіжого цементно-піщаного розчину М300 для щільного прилягання до цегляної кладки з подальшою затяжкою хімічними анкерами.
Горизонтальні нерозривні пояси: На рівні фундаменту, міжповерхового перекриття та основи даху будівля оперізується швелером 20П. Кути зварюються в жорстку просторову структуру. Швелер приймає розпори та нерівномірні усадки, розподіляючи навантаження по всій площині стін.
Посилення фундаменту: По периметру існуючого фундаменту заливається монолітна залізобетонна обойма шириною 400 мм на глибину опорної глини. Високоміцна арматура А500С зв’язується з існуючим фундаментом через висвердлені хімічні анкери.

Етап 2: Виїмка ґрунту та влаштування тимчасових утримуючих споруд

Геометрія котловану: Безпосередньо поруч із посиленою будівлею викопується котлован глибиною 7 метрів. Укіс стінок котловану виконується під кутом 45° для запобігання раптовому обвалу мокрої глини.
Торкрет-захист: Одразу після виїмки кожного метра глибини ґрунту укоси котловану покриваються шаром торкрет-бетону товщиною 50 мм по сталевій сітці 100x100x4 мм з анкуванням у глину на глибину 1.5 метра.
Оголення опорної глини: На дні котловану відкривається горизонтальна лінза твердої глини, яка служить природною водонепроникною підлогою та ідеальною основою для сферичної оболонки.

Етап 3: Монолітна сферична оболонка (Бетон класу В100)

Ядром споруди є ідеальна сфера зовнішнім діаметром 6 метрів. Товщина стіни становить 700 мм і складається з двох монолітних шарів. Зовнішній шар — конструкційний гідрофобний бронебійний бетон, внутрішній шар — теплоізоляційний.

Технологічна карта бетонної суміші класу В100 (на 1 м³ готового бетону):

В’яжуче: Портландцемент без добавок ПЦ І-500Н — 550 кг.
Заповнювач 1 (Великий): Мытий гранітний щебінь кубоподібної фракції 5–10 мм (надміцні породи, міцність на стиск не менше 1400 кгс/см²) — 1050 кг.
Заповнювач 2 (Дрібний): Збагачений кварцовий пісок, модуль крупності Мк = 2.4–2.6 (повністю очищений від мулистих та глинистих включень) — 650 кг.
Активна мінеральна добавка: Конденсований мікрокремнезем (фракціонований ультрадисперсний матеріал для ущільнення структури бетону) — 60 кг.
Пластифікатор: Суперпластифікатор нового покоління на основі полікарбоксилатів (забезпечує рухливість суміші П5 при мінімальному водоцементному відношенні В/Ц = 0.26–0.28) — 6.5 кг.
Інтегральна гідроізоляція: Проникаюча добавка Penetron Admix (вводиться на стадії замішування, забезпечує вічний ефект самозаліковування мікротріщин шириною до 0.4 мм за рахунок росту кристалів при контакті з молекулами води) — 4 кг.
Вода замішування: Очищена, без хімічних домішок — 150 літрів.

Схема армування та заливки:

Внутрішній несучий каркас в’яжеться з важкої сталевої арматури класу А500С діаметром 22–25 мм з кроком осередку 150×150 мм. Критичний параметр: проектний захисний шар бетону від зовнішнього краю сфери до сталевої арматури повинен становити строго 400 мм. При товщині зовнішньої броні 500 мм сталь виявляється повністю недоступною для кисню та вологи, що виключає корозію на сотні тисяч років.

Внутрішній шар товщиною 200 мм наноситься методом набризк-бетону або заливки у незнімну опалубку. Використовується перлітобетон (цементний розчин з заповнювачем зі спученого перлітового піску), який забезпечує коефіцієнт теплопровідності λ ≈ 0.12 Вт/(м °С) і виключає ефект «холодного бункера».

Етап 4: Комунікаційні шлюзи та вузли консервації

Горизонтальний вхідний шлюз: Доступ у сферу здійснюється горизонтально через підошву схилу. Спряження вхідного тунелю та сфери виконується за принципом телескопічного компенсатора («склянка в склянці»). Зовнішня шахта має більший діаметр і вільно надівається на монолітну горловину сфери. Стик герметизується масивною гофрованою манжетою з етилен-пропіленового каучуку (EPDM). При мікрозсувах ґрунту шахта ковзає уздовж горловини, не передаючи на сферу зламні напруги.
Самопливна каналізація: З нижньої третини сфери під ухилом 2% (2 см на 1 метр) прокладається відвідна труба діаметром 110 мм безпосередньо у септик, розташований нижче за схилом. Прохід крізь стіну сфери реалізований через конічну титанову гільзу. Зазор між пластиковою трубою та титановим корпусом щільно закарбовується кільцями з сухопресованого натрієвого бентоніту. При зсуві шарів ґрунту пластикова труба зрізається по площині стіни. Волога, що виривається, миттєво активує бентоніт: він збільшується в об’ємі до 16 разів, перетворюючись на щільну водонепроникну глиняну гель-пробку, наглухо запечатуючи 110-мм отвір.
Вентиляційні капіляри: Класичні широкі вентиляційні труби замінені пучком із 5–7 зигзагоподібних титанових трубок малого діаметра (8–10 мм). Така геометрія повністю виключає ослаблення захисних властивостей бетону В100. Система оснащена механічним поворотним клапаном із важким ексцентриковим маятниковим штифтом. При зміні просторового положення сфери (нахил, поворот) гравітація автоматично тягне штифт і наглухо перекриває вентиляційний контур.

Етап 5: Освітлення, біологічний комфорт та біозахист

Пасивний контур інсоляції («Західна пастка»): На поверхню пагорба виводиться оптична шахта, захищена броньованим кварцовим склом. Усередині змонтована система пасивних дзеркал, орієнтованих строго на західну точку горизонту. Світловий потік збирається і передається у сферу через гнучкий оптоволоконний кабель великого перерізу (світловод), що закінчується стельовим дифузором. Система вловлює тангенціальні промені вечірнього сонця, продовжуючи природний світловий день усередині капсули на 1.5 години порівняно з поверхнею.
Фотолюмінесцентний “Квантовий купол”: Стеля житлової зони покрита складом на основі крупнодисперсного (150 мікрон) вологостійкого люмінофора — алюмінату стронцію ($SrAl_2O_4:Eu,Dy$). Як в’яжуче використовується рідке калієве скло. Склад наноситься на перлітобетон, утворюючи єдину силікатну матрицю. Вдень купол накопичує енергію сонячного спектра зі світловода. Після заходу сонця активується глибоке місячно-біле світіння (довжина хвилі ~520 нм), що забезпечує м’яке пасивне підсвічування протягом 3-4 годин без витрати електрики. Кристалічна ґратка алюмінату стронцію стабільна і не деградує століттями.
Термо-мишачий бар’єр: Перед зворотним засипанням ґрунту фронтальна (що виходить на поверхню) частина сфери та вхідний шлюз облицьовуються плитами з піноскла (Foamglas) товщиною 150 мм. Цей матеріал має нульове водопоглинання, довговічність скла і повністю виключає пошкодження гризунами. Миші фізично не здатні прогризти пористе силікатне скло, що захищає тепловий контур від утворення містків холоду. Піноскло зміщує точку промерзання назовні, повністю виключаючи ризик утворення льоду в прилеглій глині.

Фінальна інтеграція: Надземний “Будинок-Парасолька”

Безпосередньо над підземною спорудою зводиться класичний житловий будинок, фундаментом якого служить утеплена шведська плита (УШП) з широким теплим вимощенням (2 метри по периметру). Надземний контур виконує три важливі функції:

Тепловий щит: Постійне опалення надземного будинку та теплоізоляція УШП повністю виключають промерзання ґрунту над сферою. Глина навколо вхідної групи перебуває у стабільному температурому діапазоні цілий рік (+8…+12°C), що знижує залишкові ефекти морозного здимання до абсолютного нуля.
Інженерний вестибюль: Вхід у підземну сферу починається із сухої опалювальної зони надземного будинку через прихований вертикальний або похилий люк. Все шумне технічне обладнання (фільтри свердловини, системи очищення, стабілізатори) винесене в надземну господарську споруду.
Візуальне маскування: Зовні об’єкт виглядає як стандартний заміський котедж, повністю приховуючи під собою автономний бункер стратегічного класу.

У разі масштабного геологічного катаклізму (глибокого зсуву гори Цецино через тисячі років) легкий надземний будинок руйнується, звільняючи сферу. Ідеально кругла форма бетону В100 без кутів та виступів дозволяє капсулі плавно ковзати та повертатися у товщі глиняних мас. Усі комунікації чисто зрізаються по лініях розриву, бентонітові та маятникові затвори запечатують входи, і Ковчег іде в автономне підземне плавання, зберігаючи внутрішню екосистему абсолютно неушкодженою.