Традиционно здание устанавливается на бетонный фундамент. Он предотвращает проникновение влаги внутрь дома, загнивание и разрушение нижнего перекрытия здания и его стен. Помимо этого, фундамент служит своеобразным амортизатором, стабилизирующим сезонные колебания грунта. В последнее время все чаще используется новый способ устройства основания дома. Он абсолютно не похож на традиционные виды фундаментов, но с успехом заменяет их.

Основание для дома по методу Семыкина

Абсолютно новым методом устройства основания для дома является фундамент Семыкина. В качестве материала, на которое укладываются брусья нижней перевязки используются автомобильные покрышки. Это самый дешевый и доступный вид материала, который может послужить опорой для дома. Так как построить дом без фундамента в его традиционном исполнении возможно, то узнаем, как это сделать. Перед тем, как укладывать брус, покрышки на 3/4 набивают песком. Периодически песок проливают и снова уплотняют. Этот фундамент является прекрасным амортизатором, который оберегает здание от сезонного пучения грунта. Немаловажно, что использование покрышек не нарушает экологичности дома. Согласно отзывам, постройки на покрышках невероятно устойчивы, в них не наблюдается перекосов стен, окон, дверных проемов. Соорудить такое основание для дома просто. С этим может справиться любой человек. Такой тип фундамента часто используют в строительстве бань и хозблоков. Его дешевизна и простота устройства в последнее время привлекают все большее внимание со стороны застройщиков.

Дом на валунах

Раньше часто бревенчатые дома устанавливали на больших камнях, которые располагали в углах будущего здания. Камни предусматривались и вдоль длинных стен дома. По периметру обязательно делали завалинку. Она сооружалась из досок, и отсыпалась золой или грунтом. В завалинке устраивали вентиляционные проемы, так называемые "продухи". Дома стояли веками, нижние венцы не загнивали и оставались прочными долгие годы.

Дома на грунте

Наши предки знали, как построить дом фундамента. В старину здания устанавливали непосредственно на грунте. Но предварительно проводили некоторые работы. Верхний пласт земли, в котором находятся семена сорняков, снимали. Всю площадь, которая должна была находиться под домом, утрамбовывали и на нее укладывали слой глины, который тоже уплотняли. Таким образом создавался гидроизоляционный слой. Сруб устанавливали непосредственно на него.

Грунтоблочное строительство

Строительные блоки из грунта широко использовались в прежние времена. В настоящее время наблюдается возрождение этого метода строительства. Способ изготовления блока прост: в форму укладывался грунт и уплотнялся в ней. Затем блок вынимали и давали ему время высохнуть. Дом возводили прямо от земли, выкладывая основание его из тех же грунтовых блоков.

14.07.2008 14:12:38

Один из самых крупных авторитетов в истории архитектуры итальянский зодчий эпохи Возрождения Андреа Палладио утверждал, что из всех ошибок, происходящих на стройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундамента, так как они влекут за собой гибель всего здания и исправляются с величайшим трудом. Именно поэтому обычно сдержанный Палладио требовал, чтобы архитектор посвятил «этому предмету все свое внимание»!

Мудрый Рудаки, понимая значение фундамента, также советовал:

«Закладывай крепко основы для зданий:

Основа для зданья подобна охране».

А злые языки современников приписывают «падение» знаменитой наклонной башни в Пизе тому обстоятельству, что незадачливый зодчий Банануус попросту сэкономил на фундаменте, стремясь увеличить свой доход.

Фундаментом, как повествует древний трактат, называется основание постройки, т.е. та часть, которая находится в земле и несет на себе тяжесть всего здания, видимого над землей. В одних местах фундаменты даются самой природой, в других приходится прибегать к искусству.

Самые древние египетские храмы, несмотря на свою массивность, строились так, что их внутренние стены вообще не имели фундаментов. Со временем отношение к фундаментам изменилось. Уже в IV в. до н.э. не только наружные стены помещений покоились на солидном основании двух- или трехслойной кладки, уходящей в землю почти на 1,4 м. Фундамент начали устраивать по всей площади строения. Знаменитые храмы Рамсеса IV в Дар-Эль-Бахри и Нектанеба II в Эль-Кабе стоят на восьмислойном основании, образующем массивную платформу. В Древней Греции фундаменты обычно возводились не сплошными, а только под стенами и отдельными опорами.

Многообразны виды фундаментов. Вот, к примеру, хижины из дерева, веток и листьев в селениях Малонезии на Тробианских островах в Океании покоятся на мощных каменных плитах либо на сваях, возвышаются над уровнем земли на 2 м. Лишь в Новой Зеландии они слегка углублены в землю. Сегодня 18 тыс. малонезиййцев живут в домах на сваях, забитых в дно залива.

Иногда жилища располагали на плотах, иногда на особых помостах, поддерживаемых сваями, на насыпях или дамбах среди воды. Такой тип жилища существует в разных уголках земного шара и в наши дни у народов, занимающихся рыболовством. Исследователи выяснили, что подобные и более примитивные жилища европейцы строили более 16 тысячелетий назад.

Ученые предполагают, что свайные постройки - это элементарная защита от зверей, людей, приливов воды. А полуоседлые охотники использовали в качестве фундамента живые деревья, устраивая на них свои прочные жилища, наподобие птичьих гнезд. Здесь, пожалуй, действительно преобладала забота о безопасности.

На длинных сосновых и дубовых сваях, соединенных сложной решетчатой системой, выстроены дома в Венеции. Под основание только одной церкви Санта Мария делла Салютэ, построенной в XVII в., использовали 110 тыс. свай. При перестройке Петропавловской крепости в каменную, начатой в 1706г. и продлившейся с перерывом более 30 лет, было забито около 40 тыс. свай. В XVI в. в Голландии, для возведения фундамента амстердамской ратуши, понадобилось вбить в насыщенную водой почву свыше 13 тыс. свай.

Дело это было весьма непростым, ведь только в XIX в. сваи в землю стали забивать паровым копром (за 1 ч 10-15 свай в зависимости от грунта), а до этого их забивали только вручную.

Свайные постройки в Европе свидетельствуют не только о строительных приемах, но и о прочности первобытнообщинных порядков. Для того чтобы вырубить и заострить каменным топором сотни,

А иногда и тысячи свай, доставить их к берегу озера и вбить в топкую почву, требовалось огромное количество рабочих рук. Должен был существовать хорошо организованный коллектив и умелый «прораб». В те далекие времена подобным коллективам могла быть только родовая община, спаянная не только кровными узами, но и коллективным производством.

Их постройки найдены в Северной Италии, Южной Германии, в Северной Европе - от Ирландии до Швеции, их остатки –в Вологодской области и на Урале.

В позднем неолите начали сооружать капитальные фундаменты: пространство между наружными стенами фундамента засыпали камнем и утрамбовывали глиной.

Строительство на сваях, известное с древнейших времен, применяется в самых смелых проектах будущего, например, в проектах городов, сооружаемых среди моря.

На Руси срубы жилых и общественных зданий еще в XVIIв. Чаще ставились на землю без фундаментов, в связи, с чем нижние венцы рубились из кондовой сосны или лиственницы и опирались в углах на опоры-валуны. Возводились и массивные фундаменты из колотого песчаника или известняка на растворе на глубину 90-120 см и другие, более сложные фундаменты. Один из таких фундаментов возведен под стены уникальной церкви Покрова на Нерли близ Владимира. Фундамент из булыжного камня заложен на глубину 1,6 м, и его подошва упиралась на слой тугопластичной глины. Старые мастера показали хорошее знание строительной геологии. Под фундаментом возводили в два приема основание стен высотой 3,7 м из тесаного камня. Снаружи и внутри эти стены обсыпали глинистым супесчаным грунтом, затем грунт плотно утрамбовывали. Таким образом, основание храма оказалось на глубине 5,3 м внутри искусственного холма.

В строительстве Успенского собора в Москве в 1475г. Фьораванте «по своей хитрости» впервые применил глубокое заложение фундамента (свыше 4м), под который предварительно были забиты дубовые сваи. Спустя 500 лет в Москве соорудили огромную Останкинскую башню высотой 536 м. Башня, вес которой вместе с фундаментом составлял 51 400 т, была возведена на монолитном железобетонном кольцевом фундаменте шириной 9,5 м, высотой 3 м и диаметром (описанной окружности) 74 м. Фундамент заложен в грунт всего на глубину 4,65 м.

По распоряжению Петра I составлялись письменные указания, как класть фундамент. Известны многие старинные сметы на строительство, в которых описываются фундаменты.

В России первое руководство по выбору оснований и устройству фундаментов появилось в первой четверти XVIII в.

Для строительства крупных железнодорожных мостов, развернувшегося в конце первой половины XIX в., потребовалось разработать научно обоснованные приемы устройства оснований и фундаментов.

Одним из основоположников науки об основаниях и фундаментах в России был инженер М.С. Волков, который в работах «Об исследовании грунтов земли, производимом в строительном искусстве»(1835) и «Об основаниях каменных зданий»(1840) дал стройную теорию оснований и фундаментов, схема и основная часть которой сохранились до настоящего времени.

Первый систематический курс по основаниям и фундаментам, составленный проф. В.М.Карловичем, был издан в 1869 г.

Определение минимальной глубины заложения фундамента из условий прочности основания впервые было дано в 60-х годах прошлого столетия проф. Г.Е.Паукером. Этот вопрос экспериментально исследовал проф. В.И. Курдюмов, который установил, что при вдавливании жесткого фундамента в сыпучий грунт в последнем образуются криволинейные поверхности скольжения. Опыты Курдюмова описаны в его труде «О сопротивлении естественных оснований», изданном в 1889 г.

Важной задачей в XX столетии являлось создание теории расчета оснований и фундаментов.

В 1914 г. проф. П.А.Минаев на основе экспериментальных работ показал возможность применения теории упругих тел для определения напряжений и деформаций в сыпучих телах. Это позволило использовать теорию упругости в качестве теоретической базы механики грунтов. Этому также способствовала работа проф. К. Терцаги «Строительная механика грунтов на физической основе».

В Советском Союзе механика грунтов получила большое развитие в связи с огромными задачами, поставленными перед строителями планами народного хозяйства. Для их выполнения потребовалось решить многие сложные проблемы фундаментостроения.

Конструкции фундаментов.

Фундаментом называют нижнюю (подземную или подводную) конструкцию здания или сооружения, которая предназначена для передачи нагрузки от здания или сооружения на основание. Фундаменты должны быть прочными, долговечными и устойчивыми, морозостойкими, способными сопротивляться действию грунтовых агрессивных вод, а также экономичными.

По конструкции фундаменты бывают ленточные, свайные, столбчатые и плитные сплошные. Свайные фундаменты применяют при необходимости передачи на слабый грунт значительных нагрузок.

По материалу сваи могут быть деревянными, стальными, бетонными, железобетонными и комбинированными. Наибольшее распространение получили железобетонные сваи квадратного и круглого сечений, сплошные и пустотелые. В зависимости от размеров различают сваи короткие(3-6 м) и длинные(6-20). В зависимости от передачи нагрузки на грунт различают сваи-стойки и висячие сваи. Первые проходят через слабые грунты и опираются на прочный грунт, передавая на него нагрузку; висячие сваи уплотняют рыхлый грунт при забивке, и передают нагрузку на него за счет сил трения, возникающих между боковыми поверхностями свай и слоем рыхлого грунта.

По способу изготовления и погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные изготовляют заранее и погружают в грунт с помощью молота, вдавливанием или вибрацией. Набивные сваи устраивают на месте путем заполнения скважин в грунте бетоном или железобетоном. Поверху сваи соединяют балкой или железобетонной плитой, называемой ростверком. На ростверк опирают несущие конструкции здания (сооружения), и он обеспечивает равномерную передачу нагрузок на сваи. Ростверк делают монолитным или сборным (из железобетонных элементов-оголовников).

По расположению ростверка фундаменты бывают с низким и высоким ростверком. В первом случае головки свай заглублены ниже поверхности грунта, во втором-головки свай располагают выше поверхности грунта.Свайные фундаменты не требуют больших объемов земляных работ, при их устройстве отпадает необходимость в водоотливе; они экономичны по расходу бетона, индустриальны и значительно снижают трудозатраты и стоимость строительства.

Глубина заложения фундамента- это расстояние от его подошвы до спланированной поверхности грунта, определяемое по нормам. По глубине заложения фундаменты бывают мелкого заложения- до 4-5 м и глубокого заложения более 5 м.

По виду материала ленточные фундаменты бывают железобетонные, бетонные (сборные и монолитные), бутобетонные, бутовые.

Ленточные фундаменты являются наиболее распространенными, так как они применяются при строительстве зданий с несущими стенами различной этажности. Для зданий жилищно-гражданского и культурно-бытового назначения применяют, как правило, сборные ленточные фундаменты из железобетонных плит-подушек (ФЛ) (ГОСТ 13580-85) и фундаментных стеновых блоков (ФБС) (ГОСТ 13579-78). Плиты-подушки ленточных фундаментов –это элементы подошвы с относительно небольшой длиной консолей, поперечное сечение которых определяется величиной поперечной силы. В этих элементах высокие прочностные свойства и преимущества сборного железобетона реализованы недостаточно эффективно, что негативно отражается на стоимости фундаментов.

Стоимость сборных ленточных фундаментов малоэтажных зданий в зависимости от инженерно- геологических и климатических условий составляет 25-45% общих затрат на здание. Высокая стоимость ленточных фундаментов объясняется тем, что фундаментные бетонные блоки (ФБС) неэкономичны по расходу бетона, так как их несущая способность используется примерно на 10%. Фундаментные блоки способны выдержать нагрузку от веса здания в 14 этажей и более, тогда как в настоящее время в небольших городах строятся в основном 5-9-этажные здания, а в пригородах и сельских районах доминирует малоэтажное строительство - коттеджи и дома усадебного типа.

Столбчатые фундаменты одноэтажных и малоэтажных зданий выполняются из типовых бетонных блоков ФБС 9,5 или ФБС 9,4, устанавливаемых на железобетонные плиты (ФЛ) длиной 1,2 м. Для опирания стен используются типовые несущие перемычки или фундаментные балки. Шаг столбов для малоэтажных зданий принимается 2,4-3,6, а для одноэтажных производственных зданий- 6,0 или 3,0 м.

Столбы устанавливаются под углами зданий, в местах пересечения стен и под несущими простенками. Применение столбчатых фундаментов для малоэтажных зданий экономически целесообразно в том случае, если прочные грунты залегают на глубине 2,4-3,0 м.

Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Глубина и ширина напряженной зоны значительно превосходят ширину подошвы фундаментов. По мере углубления ниже подошвы фундамента область распространения напряжений расширяется, но до известного предела, а их абсолютное значение уменьшается. Например, если напряжение под подошвой фундамента принять за единицу, оно уменьшается до 0,34 для фундамента квадратного в плане и до 0,55- для ленточного фундамента.

Деформации основания, происходящие, главным образом, вследствие уплотнения грунтов, вызывают осадку здания. Осадка бывает равномерная, когда все элементы здания опускаются одинаково на всей его площади и в конструкциях здания не возникает дополнительных напряжений, и неравномерная, когда отдельные элементы здания опускаются на различную относительно друг друга глубину. В этом случае в конструкциях здания могут возникнуть дополнительные напряжения. В зависимости от неравномерности осадки дополнительные напряжения либо могут быть безопасно восприняты зданием, либо могут вызывать трещины, деформации и даже разрушение здания.

Таким образом, главную опасность для сохранности здания и предохранения его от появления недопустимых для нормальной эксплуатации конструкций трещин и повреждений представляет не столько осадка основания, сколько ее неравномерность.

Сплошные фундаменты устраивают в виде массивной монолитной плиты под всем зданием. Такие фундаменты обеспечивают равномерную осадку всего здания, защищают подвалы от подпора грунтовых вод. Их возводят на слабых или неоднородных грунтах при значительных нагрузках. Монолитную железобетонную плиту устраивают чаще всего сплошной и реже –ребристой.

Фундаменты здания могут исполнять роль стен подвального этажа. Техническое подполье –это помещение, которое используют для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций. Фундаменты, стены и полы подвалов необходимо изолировать от просачивающихся через грунт поверхностных вод, а также от капиллярной поднимающейся вверх грунтовой влаги.

Изоляция от грунтовой сырости и грунтовых вод подземных конструкций зданий и сооружений достигается применением плотного монолитного бетона с пластифицирующими или водоотталкивающими добавками или устройством гидроизоляции. При использовании обычного бетона или кладки из других материалов (кирпича, бутового камня и др.) гидроизоляцию делают цементно-песчаной, асфальтовой, обмазочной (горячим битумом, холодной полимер битумной мастикой-эластимом), оклеечной в несколько слоев (рубероидом, толем, гидроизолом, металлоизолом, борулином).При защите от грунтовой сырости и при небольших напорах грунтовых вод применяют оклеечную, или обмазочную гидроизоляцию, которая не всегда выполняется качественно.

При расположении уровня грунтовых вод ниже уровня пола подвала устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию. Горизонтальная гидроизоляция создается путем устройства бетонной подготовки и водонепроницаемого пола подвала, например асфальтового, прокладкой в двух уровнях в наружных и внутренних стенах оклеечной непрерывной ленты из рулонных материалов. Первый оклеечный слой укладывают на уровне пола подвала, второй- ниже перекрытия подвального этажа. Вертикальную гидроизоляцию стен подвала производят обмазкой их наружных поверхностей горячим битумом, спецмастикой.

При расположении уровня грунтовых вод выше пола подвала для гидроизоляции необходимо создавать своеобразную «оболочку», способную сопротивляться напору грунтовых вод. При больших напорах грунтовых вод гидроизоляцию устраивают по внутренней поверхности стен подвала, а поверх гидроизоляции пола укладывают железобетонную плиту.

В борьбе с грунтовыми водами весьма эффективно устройство дренажа. Дренаж осуществляют так: вокруг здания на расстоянии 2-3 м от фундамента роют канавы с уклоном 0,002-0,006 в сторону сборной отводящей канавы. Для стока воды по дну канавы прокладывают трубы с отверстиями. Канавы с трубами засыпают гравием, крупным песком, затем грунтом. Вода по тренажным трубам стекает в реку или в определенное пониженное место, например в овраг.

При строительстве на пучинистых грунтах до последнего времени основным мероприятием являлось заложение фундаментов ниже расчетной глубины сезонного промерзания. Однако для малонагруженных фундаментов малоэтажных зданий это приводит к их удорожанию на 25-50%. При увеличении глубины заложения действие нормальных сил на подошву прекращается. Но касательные силы пучения по боковым поверхностям фундамента значительно возрастают.

В малоэтажных зданиях эти силы обычно превосходят нагрузку, действующую на фундаменты, вследствие чего последние подвергаются пучению, т. е. Деформируются. В конечном итоге это приводит стены здания в аварийное состояние. Поэтому в настоящее время при строительстве малоэтажных зданий целесообразно применять мало загубленные фундаменты, обеспечивающие:

Снижение стоимости за счет сокращения трудоемкости, расхода бетона и сроков производства работ нулевого цикла;

Достаточно полное использование несущей способности грунтов и материалов фундаментов;

Сокращение объема опалубочных, арматурных и земляных работ;

Возможность выполнения фундаментов с практически одинаковой эффективностью в различных погодных и грунтовых условиях.

Фундаментостроение относится к категории работ повышенной ответственности, где отступление от требований нормативных документов чревато самыми серьезными последствиями. Имеется большое число примеров, когда нарушение правил проектирования и производства работ приводило к деформациям строений, а, следовательно, к большим материальным издержкам.

Чтобы выбрать рациональный фундамент здания, соответствующий геологическим условиям участка застройки, и избежать ошибок при строительстве с их возможными последствиями, необходимо знать основные правила и принципы, которыми следует руководствоваться при решении этого вопроса. Каждому строителю-специалисту и индивидуальному застройщику полезно знать:

Фундамент - весьма ответственная подземная конструкция здания, от которой зависят прочность, долговечность и устойчивость.

Основанием фундаментов должны служить материковые (не нарушенные) грунты, желательно плотные. На насыпных и просадочных грунтах без их предварительного уплотнения строить дом не рекомендуется.

Приступая к проектированию фундаментов. Необходимо иметь точные данные о грунтах основания (песчаные или глинистые, пучинистые или непучинистые, набухающие или просадочные), чтобы принять конструктивные меры, обеспечивающие надежность конструкции, допустимые равномерные осадки и прочность здания в целом.

В глубокой древности зодчие придавали важное значение изучению свойств грунтов основания здания, так как хорошо понимали, что небрежность в таком деле может привести к деформации строения и даже к аварии. Недооценивать физико-механические свойства грунтов и гидрогеологические условия района застройки весьма опасно. Серьезные аварии, участившиеся за последние 35 лет в отечественной практике строительства, убедительное тому доказательство.

Еще в I веке до н. э., 2000 лет назад, римский архитектор Витрувий в своих трудах особое внимание обращал на то, что ошибки и упущения, приводят к тяжелым катастрофическим последствиям для сооружений.

Архитектор Леон Баттиста Альберти (XV в.) сказал: «Рой на благо и на счастье, пока не дойдешь до твердого, и если в чем другом допущена ошибка, она менее вредит, легче исправляется и более терпима, нежели в основаниях, где нельзя допустить никакого извинения в ошибке"».

Выдающийся итальянский архитектор и строитель А. Палладио в трактате, написанном в 1570 г., придавая особое значение вопросам устройства фундаментов на прочном основании, писал: «Из всех ошибок, происходящих на стройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундаментов, так как они влекут за собой гибель всего здания и исправляются только с величайшим трудом».

ПетрI в «Уложении по строительству» отмечал: «На устройство подошвы (основания) и поддела (фундамента) ни трудов, ни иждивения жалеть не надо». Однако при проектировании необходимо использовать наиболее рациональные конструкции фундаментов, позволяющие сократить построечную трудоемкость, расход материалов, сроки и стоимость производства работ.

Старинным правилом «на фундаментах не экономят» руководствоваться не следует. Расход материалов на фундаменты определяется расчетом и конст руктивными требованиями для каждого конкретного случая. Излишнее количество материалов –это дополнительные затраты овеществленного и живого труда, а следовательно, неоправданные материальные затраты.

Придавая важное значение проблемам ресурсосбережения и сокращения затрат живого труда, ученые и инженеры в настоящее время уделяют серьезное внимание совершенствованию конструкций фундаментов для малоэтажных зданий и технологии производства работ нулевого цикла.

Сокращение расхода материалов, трудоемкости и стоимости нулевого цикла одно-, двухэтажных зданий достигается за счет уплотнения естественного основания с целью увеличения несущей способности грунта, а также за счет применения эффективных конструкций фундаментов.

Задачей инженера, проектирующего фундаменты, является нахождение эффективного решения. Это возможно только при правильной оценке инженерно- экологических условий стройплощадки и работы грунтов основания совместно с фундаментами и надземными конструкциями, а также при выборе способа устройства фундамента, гарантирующего сохранность природной структуры грунтов основания.

За качество проектов в старину спрашивали строго. Указ Петра I гласил: «Всем чинам, на службе состоящим, а также мануфактур-советникам и прочим разных промысловых заведений персонам помнить надлежит –все прожекты зело, исправны, быть должны, дабы казну зряшно не разорять и отечеству ущерба не чинить. А кто прожекты станет абы ляпать, – того чина лишу и кнутом драть велю». Поэтому и стоят незыблемо добротные, красивые здания, построенные более 250 лет назад зодчими М.Казаковым, В.Баженовым, А.Воронихиным, А.Захаровым, С.Чеваскинским, Д.Трезини, К.И.Росси, Ф.Б.Растрелли, А.Ринальди, Монферраном, Кваренги, Камероном и др.

Совсем иная картина складывается в настоящее время при массовой застройке районов жилыми малоэтажными зданиями.

Как выявила проверка застройки нескольких коттеджных поселков Подмосковья, проектные работы, как правило, выполнялись в этих случаях неспециализированными организациями и без предварительных инженерно –геологических изысканий.

В результате этого фундаменты выполнялись без учета специфики грунтов, их свойств и действующих нагрузок, как от несущих конструкций дома, так и от действия сил морозного пучения (нормальные и касательные силы).

Не имея профессиональных знаний о грунтах и их свойствах, выбрать рациональную и устойчивую конструкцию фундаментов и избежать непредвиденных последствий просто невозможно.

Многочисленные примеры показывают, что деформации несущих и ограждающих конструкций (стен) домов происходят из-за ошибок, допущенных при устройстве фундаментов и вследствие морозного пучения глинистых грунтов.

Морозное пучение выражается, как правило, в неравномерном поднятии слоя промерзшего грунта, причем напряжения, возникающие в грунте при пучении, оказывают существенное воздействие на фундаменты и наземные конструкции здания. Особенно страдают от этого дома с подвалом, стены которого сложены из сборных блоков.

Строительство на песчаных грунтах исключает подобные последствия, так как пески относятся к несвязным грунтам, фильтрующим влагу. Поэтому строить проще и дешевле на песках.

На участках с глинистыми грунтами надежным основанием фундаментов являются песчаные подушки, отсыпаемые с послойным уплотнением.

Во всех случаях, прежде чем строить собственный дом, нужно знать геологические условия участка застройки, на какой глубине залегают прочные грунты и грунтовые воды.

Многие застройщики и сейчас расплачиваются за эти ошибки: у недостроенных еще загородных домов поднимаются и деформируются фундаменты из-за морозного пучения глинистых (пучинистых) грунтов, вследствие чего появляются трещины в стенах, грунтовые воды заливают подвальное помещение, стены которого сложены, как правило, из сборных блоков, и т. п.

Всему этому одна причина – фундаменты выполнены безграмотно – без учета специфики грунтов, без соблюдения норм проектирования. А это очень важно, так как стоимость фундаментов составляет примерно 1/3 расходов на возведение коробки здания.

Фундаменты малоэтажных зданий.

Экономичные фундаменты малоэтажных зданий и усадебных домов.

Причина высокой стоимости фундаментов малоэтажных и одноэтажных домов, строящихся сейчас повсеместно, заключается в том, что они выполняются из тех же типовых сборных блоков, которые применяются для фундаментов многоэтажных зданий в 9-12 этажей и более.

Несущая способность бетонных блоков при этом используется примерно на 10%, вследствие чего неоправданно возрастает расход бетона, стоимость фундаментов и 1 кв. м жилой площади.

К этому необходимо добавить рассредоточенность и малообъемность работ, а также удаленность объектов от баз строительной индустрии и низкий уровень механизации строительно-монтажных работ.

Сокращение расхода бетона и стоимости фундаментов малоэтажных зданий является весьма актуальной проблемой в настоящее время, так как только в Московской области до 2000 г. было построено 145 200 коттеджей общей площадью 16 млн.кв.м.

Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подвалом, а также производственных зданий без подвала, являющихся наиболее распространенными в практике проектирования и строительства, выполняются, как правило, сборными вне зависимости от этажности. Однако при этом не учитывается, что сборные фундаменты имеют существенные недостатки, весьма негативно влияющие на качество конструкции фундамента в целом. На это никогда не обращали внимания проектировщики, ни строители. Сборочные ленточные фундаменты массивны и не экономичны, так как по существу – это монолитные фундаменты, разрезанные на мелкие элементы –блоки, но только дороже и хуже качеством ввиду большого количества швов и местных заделок, выполняемых вручную. Вследствие этого значительно возрастают трудозатраты на устройство фундаментов, а, следовательно, –сроки выполнения нулевого цикла в целом. При ленточных фундаментах устройство подвала или подполья в усадебных домах оправдано не только конструктивно, но и экономически, так как дополнительные затраты, связанные в этом случае с выполнением цокольного утепленного перекрытия, в 3-5 раз меньше тех затрат, которые требуются, чтобы получить такую же полезную площадь в специально построенном для этой цели помещении. Высота подвала в этом случае принимается минимальной –1,8-2,0 м.

По традиционно принятой у нас технологии работ нулевого цикла сначала возводятся ленточные фундаменты, а потом – бетонная подготовка под полы подвала по насыпному грунту, так как уровень пола располагается выше подошвы фундаментов на 75-90 см и более (в зависимости от толщины плит, подушек и глубины заложения). Такая конструкция фундамента и традиционная технология выполнения работ увеличивают трудоемкость нулевого цикла, так как это связано с дополнительными трудозатратами на устройство обратной засыпки котлована с ее уплотнением во избежание полов подвала в период эксплуатации.

Кроме того, что такая технология увеличивает трудоемкость производства работ, она не обеспечивает и эксплуатационную надежность полов подвала ввиду неизбежности просадок насыпных грунтов, уплотняемых без применения трамбовок. На наших стройках их нет, и это пагубно отражается на качестве работ по уплотнению грунтов. Деформируемые вследствие этого полы подвала по насыпному грунту зачастую приходится ремонтировать или выполнять заново, что связано с дополнительными материальными затратами в период эксплуатации здания и с определенными трудностями. По этой же причине деформируются и отмостки вокруг здания, и ливневые стоки замачивают основания фундаментов.

Во всех цивилизованных странах пневматические трамбовки применяются в строительстве уже более 75 лет. Избежать этих недостатков и сократить трудоемкость и стоимость нулевого цикла можно лишь в случае устройства фундаментов в виде сплошной железобетонной плиты, выполняющей одновременно функции фундамента и пола подвала, как это принято для зданий повышенной этажности.

Для деревянных и кирпичных малоэтажных зданий и усадебных домов стены подвалов целесообразно выполнять бутобетонными переменного сечения, глубина заложения которых для центральных районов принимается в 1,30-1,45 м при расположении пола на 0,90 или 1,05 м выше уровня планировочных отметок и 1,60-1,75 м при разнице между полом и землей 0,75-0,60 м.

Стены подвала, во избежание их промерзания и теплопотерь, необходимо изнутри укрепить листами пенопласта толщиной 20 м на битумной мастике с последующим оштукатуриванием по сетке - рабице. Такие фундаменты на 20-25% экономичнее традиционных ленточных по расходу бетона и трудозатратам. Это особенно важно для индивидуальных застройщиков в современных условиях высокой стоимости стройматериалов.

Усложнение формы цоколя здания в данном случае оправдывается сокращением расхода материала (бетона) и стоимости, а также улучшением внешнего вида здания.

Глубина заложения фундамента принимается в зависимости от глубины сезонного промерзания грунта и уровня грунтовых вод. Глубина заложения подошвы фундаментов, м, принимается: для Астрахани, Минска, Киева и Вильнюса –1,0;для Курска, Харькова и Волгограда –1,2;для Москов.обл., Воронежа, Санкт-Петербурга и Новгорода –1,4; Вологды, Саратова и Пензы –1,5; для Ульяновска, Самары, Казани и Котласа –1,7; для Актюбинска, Уфы и Перми –1,8; для Кустаная, Кургана и Ухты –2,0.

Фундаменты предлагаемой конструкции необходимо выполнять с устройства железобетонной плиты – пола подвала. В этом случае конструкция пола выполняет еще и функцию несущей плиты фундамента, на которую опираются стены подвала. Толщина стен подвала в этом случае принимается в зависимости от климатических районов, но не тоньше 30 см. Стены подвала лучше всего делать монолитными, так как они почти водонепроницаемы и почти вдвое дешевле сборных. Бетонирование стен необходимо выполнять с помощью добротной строганой опалубки, чтобы после распалубки не выравнивать поверхности стен штукатуркой или затиркой.

Вертикальная гидроизоляция выполняется битумной мастикой, которой обмазываются наружные поверхности стен в два приема. Защитить подвал от попадания влаги (когда это неизбежно) можно при помощи глиняного замка из мягкой глины. Этот способ оправдал себя на протяжении многих столетий и успешно применяется в настоящее время.

Плита –фундамент принимается толщиной 20-25 см и армируется сеткой с ячейкой 15х15 см или 10х10 см из арматуры 10АIII или 8АIII.

Бетонирование плиты производится по бетонной подготовке (100 мм) или гидроизоляции из двух слоев толя или рубероида, которая препятствует поднятию капиллярной влаги и сохраняет цементное молоко бетонной смеси при бетонировании. В условиях песчаных или супесчаных грунтов устройству гидроизоляции предшествует уплотнение грунтов основания щебенкой, политой битумной мастикой. Бетон плиты в этом случае не обезвоживается и сохраняет свои свойства – прочность и плотность, что очень важно для конструкции фундаментов.

Такое конструктивное решение и рекомендуемая технология возведения фундаментов малоэтажных домов с подвалом дают возможность сократить расход бетона на 25% по сравнению с традиционным решением. Сокращается при этом на 20-25% и объем земляных работ за счет исключения уширенной части фундамента. В результате значительно снижаются трудоемкость и стоимость нулевого цикла, что весьма важно для индивидуальных застройщиков.

В отдельных случаях, когда это необходимо, гидроизоляция стен подвала может быть и оклеечной с прижимной кирпичной стенкой. В этом случае сначала выкладываются кирпичные стенки толщиной в полкирпича, которые изнутри обклеиваются 2-3 слоями рубероида. В дальнейшем выполняются монолитные стены подвала с применением только внутренней опалубки, а в качестве внешней используются кирпичные стенки, оклеенные рубероидом. Такая технология гарантирует надежность и высокое качество гидроизоляции.

Сокращение расхода материалов и трудозатрат нулевого цикла малоэтажных зданий и домов усадебного типа достигается при выполнении стен подвала сборно – монолитными из блоков толщиной 30 см. Для опирания стен толщиной 51 и 64 см предусматривается монолитный пояс (ростверк) сечением 30х50 или 30х65 см. Для стен толщиной 38 см монолитный пояс армировать не требуется. Устройство таких фундаментов упрощается, так как при этом исключается перевязка швов и местные заделки бетоном и кирпичом в местах отверстий и проемов, оставляемых для ввода коммуникаций. Для ввода трубопроводов в монолитных участках закладываются входные патрубки. Расход бетона в этом случае сокращается на 33%, а стоимость –в 1,5 раза ниже по сравнению с вариантом из блоков толщиной 50 см, так как более половины сборных блоков заменяется монолитным бетоном, который значительно дешевле сборного. Водопроницаемость стен подвалов при обмазке их битумной мастикой в этом случае почти исключается.

Утоненные сборно-монолитные фундаменты выполняются по сплошной железобетонной плите, которая несет функцию фундамента и пола подвала. Совмещение функций конструкции пола подвала и плиты-фундамента экономически целесообразно, так как при этом не требуется уширение подошвы при минимальной толщине стены подвала.

Утоненные сборно-монолитные фундаменты технологичны и эффективны и для 5- и 9-этажных зданий, но по стоимости все же уступают монолитным. При высокой цене материалов такое решение будет способствовать сокращению их расхода и снижению стоимости и сроков нулевого цикла при улучшении качества.

Широкое внедрение ресурсосберегающих технологий и конструкций при массовом строительстве малоэтажных зданий обеспечит выполнение поставленных задач.

Применение ленточных фундаментов целесообразно и для зданий без подвала, строящихся на сухих не пучинистых(песчаных) грунтах. Глубина заложения фундамента в этом случае, вне зависимости от климатических условий, принимается менее 1 м. На глинистых или пучинистых грунтах (при глубине заложения более 1м) ленточный фундамент проще и дешевле выполнить по песчаной подушке.

Фундамент , как основу в строительстве дома начали возводить еще в глубокой древности. Одновременно с развивался процесс строительства. Среди фундаментов возводимых в древности важное место занимали свайные постройки, которые устраивались в устьях рек. Данные постройки предназначались для защиты от зверей и врагов. В дальнейшем предназначение свай изменилось, однако они широко и долго применялись. Строения, возведенные на хороших основаниях, отличаются большой долговечностью. По настоящее время некоторые из них сохранились и продолжают свое существование. Пример: пирамида Хеопса. ее вес около 6 млн. тонн, на основание нагрузка составляет в среднем - 12 кг/см2.

В глубокой древности уже имелись труды по фундаментостроению, а именно: римский инженер Витрувий (первый век до н.э.) в своих трудах дал указание по практическому возведению фундаментов. Кроме того, в древних летописях нашей страны, также найдены рекомендации по возведению фундаментов. Однако все данные ученых были основаны только на основании опыта возведения фундаментов. Однако не существовало никаких теоретических основ расчета фундамента и оснований. В XVIII веке наука сильно шагнула вперед в данном вопросе, появились долгожданные теоретические разработки науки по фундаментостроению. Французский ученый Кулон в 1773 году вывел теорию расчета сопротивления грунтов сдвигу, и формулу для расчета давления грунта на подпорную стенку. После этого в 1841 году великий французский ученый Трижо предложил один из способов возведения кессонных фундаментов . Далее в XIX веке был открыт , который стал основным звеном при строительстве фундаментов. В 1809 году одним из ученых было открыто явление "электроосмоса". Данное явление заключалось в том, что вода и ее частицы двигаются в направлении отрицательного заряда. В последствии это явление нашло свое практическое применение в основаниях для разработки котлованов, где были водонасыщенные грунты. Кроме того, наши ученые а именно: киевский ученый А.Э. Страус в 1899 году предложил использовать в строительстве набивные сваи , которые устраиваются в пробуренных скважинах. Этот же ученый позднее предложил опускать арматуру в скважины, после чего заливать их бетоном. Одним из первых научных трудов "Основания и фундаменты " был написан в 1869 году. Автором данной работы был Карлович, который привел все известные положения. Довольно большой вклад был сделан в развитии науки об основаниях и фундаментах после окончания Октябрьской революции. В 1929 году образовался сектор оснований и фундаментов, который был в дальнейшем преобразован в институт оснований и фундаментов.

Теперь разберем наиболее доступные способы устройства фундамента , применимые для малоэтажных жилых домов в древние времена.

Мастера в древние времена устанавливали сруб дома на большие камни, а промежутки между ними тщательно заполнялись мелкими камешками, щебнем. После этого, их обмазывали обычной глиной, которая очень хорошо изолировала подпол или подвальные помещение от холода и ветра. Возникала одна проблема, это процесс вентиляции подпола. Данное обстоятельство служило причиной повышенной влажности в доме и гниения сруба.

За многие годы и века учеными практиками в сфере строительства фундаментов домов постигнуто множество, на первый взгляд, несущественных тонкостей и важных деталей, которые сохраняют свою актуальность по сегодняшний день.

Постройка дома. Советы столетней давности.

Давайте заглянем в книгу начала 20-го века и посмотрим на рекомендации по строительству дома. Казалось бы, ну чего там интересного в этой бородатой книге, за сто с лишним лет уже все изменилось: технологии, инструмент, цены, строительные материалы и т.д. Да, многое изменилось, но все-таки интересно было почитать. Почитать и узнать (как не строителю, строители-то все это наверное знают): что лучше при строительстве дома использовать лес зимней рубки, так как бревна в этом случае могут прослужить гораздо дольше, чем те, которые были срублены летом; что для определения времени рубки леса можно воспользоваться обычным йодом; что оказывается не все равно каким концом закапывать деревянный столб в землю и почему не все равно... Почитайте, может быть и вы для себя узнаете что-то интересное.
Как обычно мы перенабрали дореволюционный текст современным гражданским шрифтом, при этом не исправляя некоторые слова, например - "нижняго венца". Еще мы не стали редактировать содержание, оставили его как есть со старинными ценами, старинными марками материалов и т.д. Также, как всегда, напоминаем вам некоторые российские меры длины, которые были в обиходе до революции:
1 сажень = 2,1336 метрам
1 аршин = 70,90 см
1 фут = 30,48 см
1 вершок = 44,45 мм
1 дюйм =25,40 мм
Квадратная сажень = 4,552 м^(2)
Квадратный аршин = 0,05058 м^(2)

ПОСТРОИКА ЗДАНИЙ *).

*) Заметки, обазначенныя знаком - *, принадлежат перу инженера В. Чижевскаго.

ПОСТРОЙКА ДОМА.

Какой бы дом ни строить, прежде всего необходимо выбрать соответствующее место. Следует выбирать места возвышенныя, песчаныя и имеющия уклон. Глинистых, низменных и болотистых мест лучше избегать.Порешив построить дом и найдя для него место, будущий домовладелец должен составить проект дома. План или проект дома можно составить без участия архитектора, приняв в рас счет все требования и нужды семьи, но лучше, конечно, обратиться к содействию архитектора. Когда план дома одобрен, архитектор изготовляет подробные планы, разрезы и фасады. После проекта самым главным является смета. Смета может быть приблизительная и подробная. Высчитано, что постройка каменнаго, дома обходится от 60 до 100 руб. за 1 куб. сажень, деревянный дом, крытый железом - от 25 до 45 руб., а крытый тесом или толем - 20 - 30 руб. за 1 куб. сажень.
Работы могут производиться хозяйственным порядком и подрядным. Первый состоит в том, что покупка материалов и наем рабочих производится самим хозяином, второй заключается в том, что работы сдаются одному или нескольким подрядчикам. Основанием сметных расчетов может служить действительная стоимость отдельных работ или же „Урочное Положение" и „Справочныя цены", издаваемыя городскими управами. Для постройки каменнаго дома достаточно одного года. Начать следует весной или летом, чтобы к зиме здание подвести под крышу, т. е. окончить его „вчерне". С весны начинается внутренняя и наружная отделка дома, плотничьи и штукатурныя работы.
Перед началом работ необходимо получить разрешение на постройку. С этой целью в техническое отделение городской управы подается прошение о разрешении. При прошении прилагаются чертежи. Чертежи должны быть снабжены подписью городского архитектора. По получении разрешения архитектор подписывает обязательство об исполнении работ на основании законов и правил. Затем уже заявляется в участок о приступе к работам.

Фундамент каменнаго дома.

Прежде всего приступают. к планировке места, т. е. к расчистке его и выравниванию: снимают бугры засыпают ямы и - в случае, если почва слишком наклонная - делают ровный наклон. По окончании планировки места переходят к разбивке дома. На земле отмечаются главныя линии и углы дома. Собственно, переносится план дома с карты на землю в натуральных размерах. Делается это так. На плане проводятся две черты, проходящия по возможности по средине здания. Черты эти расположены под прямым углом, образуя крест; называются оне осями. Такия же оси проводятся на месте постройки, приблизительно посредине будущаго здания. Оси отмечаются бечевками, туго натянутыми между кольями. В точке пересечения шнуров вбивается в землю кол. От него идут все измерения. Отмеряются сперва капитальныя стены, т. е, такия, под которыя будет подведен фундамент. Линии стен отмечаются шнурами, натянутыми между кольями, вбитыми в местах углов. Эти линии проводятся вдвойне, указывая толщину стены и вместе с тем ширину фундамента.
Когда разбивка окончена, приступают к выемке земли для кладки фундамента.
Глубина заложения фундамента.
Мороз изменяет сырые грунты в объеме. В глинистых грунтах и на мергеле фундамент опускают ниже горизонта промерзания. В южных губ. России глубина промерзания-до 2 аршин, в северных,-до 3 аршин.
*Грунты под фундамент.
Твердые грунты считаются надежными для фундаментов при толщине пласта не менее 1,5 сажени. К этим грунтам относятся туфф, каменныя породы, галька и гравий. Разсыпчатые грунты (песок) для фундамента надежны только при глубоком заложении; слой песка должен быть не тоньше 2-х сажен. Сжимающиеся грунты не годятся для основания фундаментов. Нельзя возводить фундаментов на, торфе, на насыпи, на растительной земле (черноземе), на мергеде, на гипсе, на строительном мусоре.

Фундамент.

Фундамент внутренних стен.
Фундамент под внутренния стены печи можно класть на глиняном растворе.
Фундамент сеней.
Под стены сеней в деревянных зданиях следует класть сплошной фундамент. Если эти стены на „стульях" то холодный воздух из сеней пройдет под нижний венец и охладит полы в соседних комнатах.
Освидетельствование фундаментов.
Чтобы отличить правильную кладку фундамента от засыпки, нужно обратить внимание на расположение камней. Если при размолке фундамента окажется, что часть камней расположена на ребро, то это - засыпка, залитая раствором.
*Фундамент из песка и цемента.
В местах, где дешев песок, выгодно изготовлять фундаменты из песка и цемента (пропорция 1: 18 и более тощий состав). Стоимость 1 куб. сажени составит около 34 руб. Бутовая кладка на известковом растворе стоит около 46 руб. куб. сажень. Песчано-бетонный фундамент надежнее бутового на извести. В три дня цементный раствор становится камнем и не дает осадки. Известковый же иногда несколько лет во влажном котловане не твердеет.
Железныя связи в фундаменте.
Если основание фундамента состоит из разных грунтов, то для равномернаго распределения давления в нескольких слоях цементнаго бетона закладывают железныя полосы. Полосы сообщают кладке способность сопротивляться растягивающим усилиям.

Стулья.

Влияние породы дерева и грунта на продолжительность службы дерева.
Пакгаузы, платформы, дома иногда ставят на стулья. Лучшая порода для стульев-лиственница и дуб, удовлетворительныя - пихта и сосна. Сосна рудовая часто-слойная (кандовая) значительно дольше служит, чем мендовая редкослойная (пресняк). Продолжительность службы стула также зависит от грунта. В глине дерево сохраняется долго, а в черноземе и навозном перегное скоро пропадает. Больше всего дерево гниет у поверхности земли. Не следует ямы столбов засыпать черноземом, перегноем, мусором и золой, а лучше - глиной.
Средства для предохранения стульев от гниения:
а) Осмолка. Приблизительная продолжительность службы осмоленных стульев: лиственницы 15 - 20 лет, дуба 10 - 15 лет, рудовой сосны 8 - 15 лет, пихты 8 - 12 лет, мендовой сосны 5 - 8 лет, ели 4 - 6 лет. b) Обжиг поверхности. У поверхности земли полезно, кроме обжига, смолить на ширину 6 вершков. Продолжительность службы обожженных стульев немного меньше, чем осмоленных. Загнивает скоро дерево по трещинам. с) Пропитывание хлористым цинком или креозотом. Пропитывают только сосну. Дуб и лиственница не принимают пропитки. Срок службы сосны, пропитанной хлористым цинком 8 - 16 лет, креозотом 15 - 20 лет, хлористым цинком (а после высыхания креозотом) 25 - 35 лет. d) Покрытие поверхности карболинеумом. Продолжительность службы 25 - 35 лет. e) Стулья зарывают комлями вверх. Такой столб сохраняется в полтора раза дольше, чем закопанный вершиной вверх.
Растущее дерево получает питание по древесинным сосудам снизу. Обратно двигаться ни сок, ни вода не могут: этому препятствуют заслонки в сосудах; дерево, обернутое вершиной в землю, не тянет торцом сырости из земли. f) Пропитывание известью. В известковом растворе мочат дерево в течение недели и больше. Известь залепляет поры, дезинфецирует от гнилостных грибков и микробов. Обветренная на воздухе известь соединяется с угольной кислотой и становится нерастворимой. Сосновыя стулья из пресняка, пропитанные в течение 2-х месяцев в известковом растворе, стоят до 40 лет.
Определение времени рубки леса.
Продолжительность службы стула зависит от времени года. Дерево зимней рубки почти в 3 раза дольше служит, чем летней. Для определения времени года, когда срублено дерево, можно окрашивать его поверхность иодовой настойкой (раствор иода в спирту). Если дерево примет темно-фиолетовый цвет, то оно срублено зимой (крахмал в клеточках древесины окрашивается иодом в фиолетовый цвет). Поверхность дерева, срубленнаго летом, окрасится в цвет иода (желтый).

Деревянныя стены.

Выбор диаметра бревен для срубов.
Постель венцов делают не меньше 2 1 / 2 вершков. Это практическое требование исключает возможность рубить стены из бревен тоньше 3 вершков в диаметре. При соблюдении 2 1 / 2 - вершковых постелей качество срубов из тонкаго и толстаго леса в смысле теплопроводности нивелируется.
Остается выяснить экономический вопрос: из какого леса сруб дешевле?
Вот таблица стоимости срубов из бревен разных размеров.

Диаметр бревен в вершках	Количество бревен в погонных саженях сруб	Стоимость бревен (руб. коп.)	Стоимость работы (руб. коп.)	Стоимость пакли и конопатки (руб. коп.)	Общая стоимость 1 кв сажени стены (руб. коп.)
		4 руб. 55 коп.	2 руб. 20 коп.	2 руб. 69 коп.	9 руб. 44 коп.
		3 руб. 9 коп.	2 руб. 00 коп.	1 руб. 66 коп.	7 руб. 56 коп.
		4 руб. 73 коп.	1 руб. 80 коп.	1 руб. 28 коп.	7 руб. 81 коп.
		7 руб. 48 коп.	1 руб. 80 коп.	1 руб. 15 коп.	10 руб. 43 коп.
		10 руб. 36 коп.	1 руб. 80 коп.	0 руб. 95 коп.	13 руб. 11 коп.

Из этой таблицы видно, что экономичнее других стены из 4-х и 5-ти вершковых бревен. Венцы сруба следует располагать так, чтобы комли и вершины чередовались. Стоимость сруба уменьшится по сравнению со стоимостью срубов из обтесанных бревен под одну скобку. Под обшивкой и штукатуркой не видно неоднородности венцов. В Польше рубят стены из 1 1/2 вершковых досок.
* Наружная защита стен облицовкой, обшивкой и штукатуркой.
Деревянные дома иногда облицовывают в 1/2 кирпича. От этого дом становится теплее, а сруб – долговечнее. Облицовку прикрепляют к стенам гвоздями в шахматном порядке на разстоянии 1 - 1,5-аршина по шву и чрез 4 - 5 рядов по высоте. Гвозди (4-7") забивают во время кладки так, чтобы головка гвоздя была на вершок от наружной поверхности. Стоимость 1 кв. сажени облицовки - около 5рублей 40 копеек. Обшивка тесом, окрашенная охрой на масле, стоит около 5 рублей. Наружная штукатурка стен стоит 2 рублей 20 копеек. Из этих цифр видно, что самая дешевая защита деревянных стен снаружи - штукатурка. Она, к сожалению, требует частаго исправления. Для прочности полезно в известковый раствор для штукатурки прибавлять немного цемента.
Изоляция нижняго венца от грунтовой сырости.
Для предохранения нижняго венца от гниения его нужно изолировать от сырости. Для этого: а) Смолят нижний венец. b) Обертывают его толем или войлоком. с) Прокладывают в кладке цоколя изолирующий слой (руберойд, джиант, бумага Геркулес, толь, слой изолирующей краски, слой асфальта, кровельное железо в цементном растворе). d) Цоколь или два ряда кладки в нем кладут из материала, непроницаемаго для воды (кирпич, железняк, гранит, клинкер).
Лес для нижняго венца.
Лучшие сорта леса для нижняго венца - следующие: лиственница, дуб, сосна рудовая.
Осмолка срубов. В Польше и Западном крае России принято смолить снаружи деревянные срубы домов. Осмоленные срубы стоять там несколько сот лет.
* Стены сараев из пластин.
Круглую сторону лучше оборачивать внутрь постройки. Достигаются следующия преимущества: а) Уменьшается поверхность окраски. b) Более прочная древесина сопротивляется атмосферным влияниям, а заболонь помещается в сухом месте. c) На круглых частях больше трещин.
* Деревянныя стены бань.
Срубы бань не следует обшивать. Бод обшивкой дольше сохраняется сырость, почему стены скорее сгнивают.

Доски стен соединяют в четверть или треугольным пазом (рисунок 2). Доски нужно оборачивать таким образом, чтобы в четверти или пазы не затекала дождевая вода.
Выбор длины бревен для срубов. Срубы стен, прогоны и др. работы экономичнее рубить из 9 - аршинных бревен, а не из 12 -13 - аршинных. Погонная сажень коротких бревен обходится дешевле, чем длинных.

Четверть следует снимать только с нижней стороны доски, а сверху скосить край. Такая обделка доски дешевле; кроме этого при усушке досок не образуется щелей. Четверти направляются вниз, чтобы вода не затекала за обшивку (рисунок 3).

Вертикальная обшивка хуже защищает стену от дождя, чем горизонтальная. Края досок вертикальной обшивки нужно продорожить, как делается в тесовых крышах. Доски следует прибивать в разбежку с перекрытием швов на 3 / 4 - 1" (рисунок 4).

Обшивка и штукатурка; когда их можно делать.
Деревянные дома не следует обшивать и штукатурить раньше года после постройки. Нужно дать стенам просохнуть и сесть. Через год необходимо конопатку пробить вновь; эту неизбежную работу следует вносить в смету.

Для предохранения нижняго венца от дождя нужно сливную доску пропустить дальше обшивки. Часто при небрежности плотников слив устраивают так, что вода с обшивки (особенно вертикальной) затекает за нижний поясок и попадает под нижний венец (рисунок 5).


*Конопатка стен.
При вторичной пробивке конопатки нужно обратить внимание на конопатку у углов, у пересекающихся стен и у косяков. В этих местах осадке стен препятствуют торцы перпендикулярных стен, почему конопатка не сжимается и слабее, чем в других местах.
Если зазор над косяками сделан мал, или плотно законопачен, или в нем забыты клинья, то конопатка в простенках у косяков слабая, так как тяжесть стены передается на косяки, а не на простенки сруба.

Цоколь промерзает по кратчайшему разстоянию у нижняго венца.
Стена из дикаго камня должна быть в 2 1 / 4 аршина в средней полосе России; чтобы холод не попадал в подполье; рекомендуется концы лаг забетонить на ширину аршина до верхней постели. Внутреннюю сторону нижняго венца надо опиливать вертикальной плоскостью. При частичном подымании фундамента от пучин под нижним венцом не будет сквозных щелей. На внутренний обрез цоколя АВ полезно настилать строительный войлок (рисунок 6).


Рубка стен с остатком.
Рубка стен с остатком устарела. Она требует лишняго материала на углы, неудобна для обшивки, выступающия части скоро гниют и отваливаются. Углы деревянных стен нужно защищать от дождя. Торцы сильно вбирают воду, отчего загнивают.

Верх и низ венцов сруба закрыты друг другом, поэтому эти части сохнут меньше, чем боковыя. От высыхания боков венцы дают горизонтальныя трещины. Они уменьшают толщину стен, сопротивляющуюся промерзанию. С внутренней стороны в трещинах гнездятся насекомыя, а снаружи попадает дождевая вода. Можно предохранить сруб от горизонтальных трещин, т. е. грещин с наружной и внутренней сторон. В бревнах, до снятия коры, прорубают трех-угольный паз для нижней постели. В углублении паза надсекают топором, а с верху венца снимают кору. При высыхании бревна оно дает вертикальныя трещины. Эти бревна обтесывают и рубят из них сруб. В срубе получаются только вертикальныя трещины. Они образуют воздушный простоек, уменьшающий теплопроводность стен. Конопатка закрывает доступ к вертикальным трещинам венцов (рисунок 7, 8).

Каменныя стены.

Осадка стен происходит от двух причин: от сжатия грунта под грузом стен и от уменьшения объема стен по мере высыхания кладки. Не следует, пристраивая новую стену к старой, соединять их штрабом. Вес новых стен увеличивается по мере возведения кладки, а поэтому новая стена безпрерывно садится до окончания постройки. Стены, соединенныя штрабом, как старая, так и новая, могут дать трещины. Пристраивая новую стену, можно оставить промежуток. Его можно заложить после окончания постройки вчерне.
Это правило следует соблюдать при возведении стен на общем фундаменте, но разных по высоте, например: стены тамбура, коридора, соединяющаго два корпуса, стены крыльца при возведении их одновременно со зданием. Высокия новыя стены в два и более этажа безопаснее соединять со старыми насухо шпунтом, чтобы не препятствовать естественной осадке (рисунок 9).


*Сырость в стенах, ея влияние на теплопроводность.
Сырыя стены более теплопроводны, чем сухия. Высушивание стен дает экономию на топливе.
Силикатный кирпич.
Силикатный кирпич заводами изготовляется нормальнаго размера из смеси песка и извести. Стоимость его 8 - 15 руб. за тысячу штук. Вновь изготовленный повреждается водой, а вылежавшийся на складе покрывается нерастворимой корочкой. Силикатный кирпич более теплопроводен, чем красный.
Бутовая кладка.
Стены из бутоваго камня не следует возводить шириной в 0,30 сажени на известковом растворе. Ширина камня около 0,15 сажени, а поэтому средину такой стены трудно перевязать. Известь в бутовой кладке очень долго не твердеет, а поэтому на ея связь разсчитывать нельзя. Нередки случаи, когда такия стены разваливались.
*Кладка кирпичных стен.
Кладка кирпичных стен под залив имеет некоторыя преимущества пред кладкой под лопату. Нет причин ее браковать. Ея преимущества: а) Дешевле. b) Менее теплопроводна. c) Легкий надзор за работой. d) Получается без пустот. e) Не требует смачивания кирпича. f) Одинаково долговечна с кладкой под лопату.
Обломы расшивки швов.
Расшивка швов не должна выступать из плоскости стены. Выступающие обломы задерживают воду, почему быстро разрушаются.
*Подвал.
Если стены цоколя образуют подвал или неотапливаемое помещение, то следует позаботиться, чтобы стены не промерзали. От промерзания стынут н гниют полы. Для неотапливаемаго помещения стены нужно делать толще в 2 - 3 раза, чем для отапливаемаго. Толщину стен неотапливаемаго подвала нужно приравнивать к глубине промерзания грунта. Для устройства непромерзаемаго цоколя его можно класть из 2-х стен с засыпкой середины.
Толщина стен.
Наименьшая толщина наружных кирпичных стен для средней полосы России 2 1 / 2 кирпича, гранитных - в 2 1 / 4 аршина.
Расположение штучных камней в стене.
В каменных стенах следует избегать укладывать целыя штуки идущия во всю толщину стены. От этого стены больше промерзают. Швы уменьшают теплопроводность.

В Прибалтийских губернияч стены из известковой плиты облицовывают с внутренней стороны в 1 / 2 кирпича с воздушной прослойкой. Такая облицовка уменьшает теплопроводность стен (рисунок 10).

Швы кладки.
Каменщики прибавляют глину в известковый раствор для расшивки швов. Примесь облегчает работу, но понижает прочность, а поэтому ее нельзя допускать.

Продолжение следует.................

Фото. 1. Фундамент в виде деревянных свай.

Первые фундаменты в истории.

Первые в истории человечества жилые дома имели, как правило, форму полусферы с обычным диаметром 3...6 м. Свежесрезанные прутья вдавливали вручную по кругу в землю, их верхушки пригибали к центру и связывали лианой, затем покрывали листьями, укладывая их друг на друга наподобие черепицы. Позже такие хижины, круглые и прямоугольные в плане, поднимали над поверхностью земли на небольшую высоту на деревянных сваях (для безопасности). Первые фундаменты в истории были в виде деревянных свай.

Использование фундаментов, опирающихся на грунтовые основания, началось в древности, когда люди научились строить более капитальные и тяжелые жилища и другие сооружения. Уже тогда строители знали, что сооружения тем лучше противостоят воздействию внешних сил, чем лучше их основание. Первые строители опирали тяжелые сооружения на прочную скалу. Так, строители пирамиды Хеопса использовали в качестве основания невысокий холм, наверху которого была полностью обнажившаяся скала. Они выровняли поверхность скалы и уложили на ней сплошную постель из трехтонных блоков известняка в форме квадрата со стороной 225 м. На этой подушке была возведена пирамида весом 7 млн т и высотой 144 м, простоявшая в течение 5000 лет без какой-либо деформации.

Строители Вавилона при строительстве города в менее прочной аллювиальной долине сначала сделали сплошную подсыпку из грунта высотой от 1,5 до 4,5 м и до 1,5 км в диаметре. Под каждым сооружением они устраивали подушку из высушенных на солнце и обожженных кирпичей, связанных друг с другом битумными материалами. На таких подушках толщиной 0,9... 1,2 м они сооружали городские стены, храмы и общественные здания. Для предотвращения неравномерных осадок тяжелых каменных сооружений на мягких грунтовых основаниях строители разделяли сооружения на отдельные части такой жесткости, которая позволяла им претерпевать разные осадки без повреждений. Примыкающие друг к другу блоки соединялись по вертикали в шпунт, что не мешало раздельной осадке, обеспечивало плотное соприкосновение и не допускало независимого поворота блоков. В Древней Греции и Китае сооружения опирали на подушки из тесаного камня.

Древние римляне строили сооружения в разных странах, поэтому они приспосабливали фундаменты к разным грунтовым условиям: в мягких грунтах они применяли деревянные сваи, на более плотных грунтах укладывали деревянные ростверки прямо на поверхность грунта, а затем на них возводили каменные сооружения. Иногда фундаменты возводились из плоских камней, скреплявшихся цементом или известковым раствором. По-видимому, это был самый ранний опыт сооружения бутобетонных фундаментов. Фундаменты под храмы представляли собой непрерывные каменные стены под каждой линией колонн. При проектировании этих фундаментов придерживались правила, что ширина их должна быть в 1.5 раза больше диаметра самой широкой части колонны, если только грунт не был настолько слабым, что требовалось применение свай. Плотность грунта оценивалась строителями «на глаз». Народность майя в Юкатане (около 200 г. н.э.) применяла фундаменты в виде сплошных плит. На выровненную площадку укладывали слой камней размером 0,3...0,6 м. Затем на большие камни укладывали меньшие камни и известковый раствор, чтобы получить сплошную плиту толщиной 0,9... 1,2 м. Плита служила одновременно фундаментом для стен здания и полом для внутренних помещений.

Средневековые фундаменты.

В средние века фундаменты по-прежнему устраивали в виде сплошных каменных подушек, укладываемых с перевязкой швов на выровненную поверхность грунта. Когда в готической архитектуре потребовалось устройство стен и колонн с большим шагом, сплошные плиты стали разделять на отдельные фундаменты. Специальных правил их проектирования, по-видимому, не существовало. Если подстилающий грунт был твердым, то фундамент делали такой же ширины, как у поддерживаемой им конструкции. Если грунт был мягким, то фундаменты расширялись и выступали за опиравшиеся на них колонны или стены. Размеры этих фундаментов редко связывали с нагрузкой от колонн; обычно они определялись имевшимся пространством или формой опиравшихся на них колонн или стен. Если происходило разрушение, то соответствующая конструкция увеличивалась до тех пор, пока она могла выдерживать нагрузку. При слабых грунтах устраивали подушки из хвороста толщиной в десятки сантиметров: на них затем опиралась каменная кладка фундаментов.

Строительство все более высоких и тяжелых сооружений в конце XIX в. вызывало во многих случаях затруднения при устройстве фундаментов и пробудило интерес к проблеме их проектирования. Появилось требование: при строительстве ступенчатых каменных фундаментов на каждый фут уширения за пределы колонны или стены необходимо производить добавочное заглубление фундамента на I фут. Поэтому фундаменты становились шире при более тяжелых нагрузках; одновременно они делались более глубокими и тяжелыми. В результате вес фундаментов начал составлять большую часть нагрузки от сооружения. Поэтому для облегчения фундаментов в XIX в. пробовали применять обратные арки для распределения нагрузки. Снижение веса фундаментов достигали применением ростверков из рядов деревянных или стальных балок, причем каждый ряд укладывали под прямым углом к ряду, лежащему ниже. Такие ростверки были впервые применены в 80-х гг. XIX в. в Чикаго (США). Они позволили делать фундаменты, выступающие на 3 м за пределы колонн при глубине заложения всего около 1 м. Распространение железобетона в начале XX в. позволило получать тот же результат при меньших затратах.

Существенный прогресс в понимании «поведения» фундаментов заключался в представлении о том, что площадь фундамента должна быть пропорциональна нагрузке и что центр тяжести нагрузки должен располагаться над центром тяжести фундамента. Эта идея, впервые опубликованная Ф. Бауманом в США в 1873 г., использовалась проектировщиками много лет. Значительные осадки и отдельные случаи разрушения фундаментов в конце XIX в. заставили инженеров пересмотреть методы проектирования: впервые стали указывать в проектах максимально допустимое давление от фундамента на грунты различных типов и испытывать грунты пробной нагрузкой для определения их несущей способности.

Фундаменты в Древней Руси.

В Древней Руси в период раннего средневековья основным строительным материалом было дерево. Строительство из камня стало развиваться в X в., главным образом, при возведении укреплений, храмов и монастырей. Известно, например, широкое использование камня при переустройстве в конце X в. киевских укреплений, возводившихся на прочных массивных фундаментах. Камень и кирпич особенно широко использовали в 1485 - 1495 гг. при строительстве стен Московского Кремля взамен старых деревянных, первая постройка которых из дерева Юрием Долгоруким относится еще к 1156 г. Аналогичное строительство кремлей и других сооружений из камня и кирпича велось в XVI -XVII вв. во многих русских городах.

Начиная с древних времен вопросам устройства фундаментов и выбору для них в качестве основания прочных грунтов всегда придавалось большое значение. Известный римский архитектор и военный инженер при Юлии Цезаре Витрувий в своих трудах «Десять книг об архитектуре», написанных еше в I в. до н.э., дает ряд практических указании по устройству фундаментов: Для фундаментов... надо копать канаву до материка, если можно до него дойти, да и в самом материке, на глубину, соответствующую объему возводимой постройки, и выводить но всему дну самую основательную кладку... Если же нельзя дорыться ло материка и земля на месте будет до самой глубины наносной или болотистой, надо это место выкопать, опорожнить и забить ольховыми, масличными или дубовыми обожженными сваями и вбить их машинами как можно теснее, а промежутки между ними завалить углем, после чего выложить как можно более основательный фундамент».*

Выдающийся итальянский архитектор и строитель А. Палладио в своем трактате «Четыре книги об архитектуре» (1570 г.) писал: ...из всех ошибок, происходящих на постройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундамента, так как они влекут за собой гибель всего здания и исправляются только с величайшим трудом... . Он рекомендовал закладывать фундаменты в твердой почве на глубину, равную 1/6 высоты здания, а в слабых грунтах применять дубовые сваи и забивать их до «хорошей и крепкой земли». Если это невозможно, то следует применять сваи длиной в одну восьмую вышины стены и толщиною в двенадцатую долю своей длины» и «ставить их настолько тесно, чтобы между ними не оставалось места для других, и вбивать ударами скорее частыми, чем тяжелыми, для того, чтобы земля под ними плотнее улеглась и лучше держала.* Сваи в разные периоды времени постоянно применялись в строительстве. В Люцернском озере (Швейцария) были обнаружены сваи, на которые опирались еше доисторические жилища. Цезарь построил мост на сваях через р. Рейн. Древние строители забивали эти сваи ручными деревянными кувалдами, ручными подвесными молотами, копрами с ручными лебедками либо использовали усилия от водяных колес. Современные методы забивания свай возникли после появления в 1885 г. паровых свайных молотов.* Лалетин Н. В. Основания и фундаменты / Н. В.Лалетин. М. : Высш. шк., 1964.

По мере роста высоты и капитальности зданий и сооружений, увеличения нагрузок на основания, проявления деформаций и случаев разрушения повысился интерес к проектированию более надежных оснований и фундаментов и начались первые исследования. В 1773 г. французский ученый Ш. Кулон предложил решение задачи о сопротивлении грунтов сдвигу и их давлении на подпорные стенки, используемое до настоящего времени. В 1801 г. русский академик Н.И.Фусс, изучая образование колеи на грунтовых дорогах, впервые высказал мысль о пропорциональной зависимости деформации грунтов от нагрузки. Он считал, что эти деформации имеют остаточный характер и возникают лишь в пределах плошали действия нагрузки. Такое же предложение было сделано в 1867 г. Е. Винклером, который считал деформации грунта упругими и ввел для определения их величины коэффициент пропорциональности, названный затем коэффициентом постели. Крупным событием было создание К.Терцаги механики грунтов, описанной в 1925 г. в монографии «Строительная механика грунтов». Это был первый анализ поведения грунтов под нагрузкой.

Отечественные ученые и инженеры внесли ценный вклад в развитие науки и техники фундаментостроения. В 1899 г. инженер А. Н.Лентовский впервые применил железобетон для устройства железобетонных кессонов. В том же году инженер А. Э. Страус изобрел и впервые ввел в практику строительства бетонные набивные сваи в буровых скважинах и набивные железобетонные сваи. Значительный вклад в развитие фундаментостроения как научной дисциплины внес известный русский ученый В. И. Курдюмов, который впервые выявил криволинейный характер поверхностей скольжения, образующихся в сыпучих грунтах при вдавливании жесткого фундамента или штампа. Выдающемуся отечественному ученому Н. М. Герсеванову принадлежат важнейшие работы по различным проблемам механики грунтов. В 1917 г. он опубликовал формулу для определения сопротивления свай по результатам динамических испытаний. Много для развития отечественного фундаментостроения сделал крупнейший специалист в этой области В. К.Дмоховский. Широко известны работы Г. И.Покровского (статистический метод решения задач механики грунтов). Выдающимся вкладом в науку явилось решение задачи о расчете прочности естественных оснований, предложенное Н.П.Пузыревским в 1923 г. Изучение свойств вечной мерзлоты наиболее плодотворно представлено в трудах В.А.Обручева, М.И.Сумгина. Н. А.Цытовича и других ученых. В ряде областей фундаменто-строения известны работы В. А.Флорина. В. В. Соколовского. Д. Д. Баркана, монографии Б. И. Далматова, Б. Д. Васильева. Е.А.Сорочана, Н.В.Лалетина и др.

Для проведения научной работы в области фундаментостроения в 1931 г. был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт оснований сооружений (в настяшее время Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений (НИИОСП)). Отечественным ученым и конструкторам принадлежат многочисленные выдающиеся решения фундаментов: коробчатый фундамент здания МГУ, фундамент мелкого заложения Останкинской телебашни (автор - выдающийся инженер Н.В.Никитин), свайные фундаменты для застройки территорий с вечномерзлыми грунтами с сохранением их состояния, фундаменты в вытрамбованном ложе, сваи-оболочки и др. В мировой практике известны оригинальные решения железобетонных фундаментов в форме оболочек под сооружения башенного типа, под высотные гражданские и каркасные производственные здания; созданы различные тины предварительно напряженных фундаментов, «плавающие» фундаменты и др

Но действительная работа железобетонных фундаментов была изучена недостаточно, отсутствовали исследования ряда конструкций фундаментов (плитных, в том числе круглых и кольцевых, и др.). Отдельные важные исследования проводились упрощенно, без глубокою изучения процесса разрушения (продавливание фундаментов без изучения внутреннего трещинообразования, работа плит без учета мембранных сил, действующих в их плоскости, и др.). Это приводило к противоречивым суждениям об их действительном напряженно-деформированном состоянии (о двузначной или однозначной эпюре изгибающих моментов для плитных фундаментов, о продавливании и др.). С одной стороны, это было вызвано сложностью экспериментальных исследований фундаментов, отсутствием ряда сертифицированных приборов и методик. С другой стороны, исторически сложилась ситуация, при которой фундаменты оказывались, на стыке исследований двух ведущих НИИ: головной научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ) исследовал надфундаментные конструкции, а НИИОСП, в первую очередь, исследовал основания и подземные сооружения. Поэтому, например, в большом сборнике, изданном институтом НИИЖБ к I Всероссийской и международной конференции по бетону и железобетону «Железобетон в XXI в.», отсутствуют и фундаменты, и результаты исследований отечественных научных групп. Сейчас в НИИОСП ведутся работы по введению вопросов проектирования железобетонных фундаментов в нормативные документы (в СП 50-101-2004 появились небольшие (1...2 стр.) разделы по проектированию столбчатых, ленточных и плитных фундаментов).

Вклад в экспериментально-теоретические исследования железобетонных фундаментов внесли С.А.Ривкин и его ученики (Киев). Е.А.Сорочан, Е.В.Палатников. Н.Н.Коровин (Москва), Ю.Н.Мурзенко и ею ученики (Новочеркасск). Л. Н.Тетиор и его ученики (Свердловск, Симферополь. Запорожье) и многие другие исследователи, решавшие более частные вопросы. Крупный вклад в теории расчета фундаментов с учетом образования и раскрытия трешин внесли Н.И.Карпенко и его ученики (Москва), В.И.Соломин и его ученики (Челябинск) и др. Известны глубокие теоретические исследования фундаментов как упруго работающих конструкций на упругом основании, но эти исследования с большой степенью условности можно отнести к железобетонным фундаментам, так как в них не учитывается действительная неупругая работа железобетонных конструкций. Многие отечественные исследователи внесли крупный вклад в разработки и исследования разнообразных типов свайных фундаментов и стен в грунте (Б. В. Бахолдин, М. И.Смородинов, К.С.Силин, Ю. Г. Трофименков и др.), фундаментов в вытрамбованном ложе (В.Л.Матвеев и др.). фундаментов реконструируемых зданий (П.А.Коновалов, С.Н.Сотников и др.), фундаментов в особых условиях (С.С. Вялов, В. И.Крутов. Н.Н. Морарескул и др.).

В настоящее время в связи с появлением все большего числа новых разнообразных типов зданий и сооружений (высотные здания, большепролетные производственные и общественные здания, напряженно-растянутые конструкции покрытий, подземные здания, телевизионные башни и пр.) и успешным освоением в качестве оснований самых разнообразных грунтов, которые ранее считались непригодными для строительства (слабые грунты, торфы и пр.), применяется большое количество разнообразных типов фундаментов. Появились переходные типы фундаментов (например, сваи-столбы и короткие набивные сваи с уширением работающие как столбчатые фундаменты; фундаменты «стена в грунте», работающие как набивные сваи; фундаменты из забивных блоков, сочетающие в себе свойства столбчатых фундаментов и забивных свай, и др.).

Похожие статьи