Фундамент на камнях по старинке

Обновлено: 17.05.2024

Недорогие фундаменты из камней, глины и песка по старинной технологии

Для удешевления строительства несгораемых домов на селе инженер Максимов В.Л. предложил способ изготовления фундаментов без применения извести и цемента. Им была разработана технология строительства домов для села.

Если грунт сухой и плотный, то предлагалось копать ров под саманный или кирпичный дом не более пол аршина, то есть 35-40 см. В случае пучинистого грунта следовало уже копать намного глубже, на глубину не менее 1,8 м (1800 мм). Для изготовления фундамента требовался крупный камень, глина, пережженный кирпич и песок. Самым прочным фундаментом считался изготовленный из гранитных камней, но для небольших строений (1-2 этажа), при глубоком фундаменте гранит не обязателен. Применяли речной гравий, известняк, щебень. Фундамент укладывался послойно.

Фундамент из булыжника

Булыжник укладывали послойно с заполнением пустот мелкими камнями послойно, толщина слоя 12-16см. с трамбованием каждого слоя.

Если же грунт влажный и пучинистый то каждый слой заливали смесью глины с песком и утрамбовали. Самые большие камни укладывали на низ фундамента, ряды камней укладывали с перевязкой швов как при кирпичной кладке. При изготовлении фундамента применялась смесь жирной глины и крупного песка 1:1. Смесь примерно такая же как для кладки печей.

Как делался фундамент и цоколь в XIX веке. Надежно, просто и понятно

Не для кого не секрет, что именно основание самое главное и основное при строительстве дома, да и не только его. Сегодня мы все делаем бетонные основания, причем иногда не задумываясь о тратах. Сто лет и более вообще обходились без цемента и бетона, но от этого фундаменты не были слабее. В этом можно убедиться, посмотрев на дома, которые уже стоят более века.

Возникает резонный вопрос, почему так?

Неужели люди были более ответственные или стройматериалы были намного лучше по качеству?

На это ответить просто. Раньше, в старину, строили так же, как строили и много веков назад. Строители и архитекторы помнили и знали, что нет ничего хуже забыть или наплевать на большой опыт предков накопленный за огромный период времени.

Строительство основания на слабых и пучинистых грунтах

Из книги А. Лейванда “Как строить самому небольшие дома” Из книги А. Лейванда “Как строить самому небольшие дома”

Как видно на рисунке 71 в основание фундамента положены лежни из бревен, с небольшими промежутками между ними, причем в два ряда и крест на крест. Промежутки заполнены мелким камнем и утрамбованы. Бревна сосны и лиственницы, под землей, без доступа кислорода могут пролежать не одну сотню лет. Под водой они тоже не портятся. Но если сегодня сами фундаменты, в основном строго вертикальные, то раньше они расширялись книзу и это повышало устойчивость постройки и соответственно ее долговечность и надежность.

На рисунке 72 изображен цоколь здания. Как видно на рисунке, снаружи цоколь выложен из камня (рис 73), а уже внутренняя стена из кирпича. Также выкладывался и подвал.

Камень для фундаментов и цоколя выбирали специально. Причем для этого были созданы специализированные артели, которые занимались только камнем и мастера, знающие о камне все, что нужно для дела.

Цемент в то время уже был и бетон тоже изготавливали, но фундаменты делали из бутовых камней с цементно- известковым раствором с добавлением песка, так как написано в книгах, смесь цемента и гладких, гранитных булыжников с песком имеет меньшую крепкость и долговечность.

Сегодня подобные фундаменты тоже делают, но к сожалению не всегда, особенно в частном строительстве учитывают качество и мягкость грунта.

Так же часто не зная или не обращая внимания, на то, что цоколь практически часто мокнет, делают его из неподобающих материалов, что приводит к быстрому разрушению как самого цоколя, так и здания, если не принять своевременные меры к его спасению.

Нашему деревенскому дому более 100 лет. Он стоит без фундамента, на "стульях"

«Дом на стульях» - звучит прикольно и весело. Но открою секрет (а может и не открою): большинство старых деревенских домов стоят на стульях.

Нет, не на венских, с гнутыми ножками и спинками.

Это, конечно, шутка. Это, конечно, шутка.

Раньше, в старину, дома на фундаменте (или каменном подклете, как это раньше называлось) были доступны только состоятельным людям. Простолюдины же ставили избы прямо на землю. Что поделать, фундамент и в прежние времена был дорогим удовольствием.

Чтобы углы дома не оседали и не уходили в землю, под них делались своеобразные «стулья» - так это называлось.

Стулья представляли собой большие обожжённые и просмолённые пни. Такие пни не гнили даже во влажной земле. Пни клали в основание углов вверх комлем, а на них уже ставили сруб. Интересно, но любая деревяха, вертикально закопанная в землю будет гнить меньше, если её закопать вверх комлевой частью.

Этим наблюдением и пользовались наши предки. Если будете ставить забор с деревянными столбами, ставьте столбы комлевой частью вверх (это можно определить по направлению сучков).

Но в нашей деревне перед некоторыми домами лежат целые «каменные горки» из таких валунов. Это значит, что хозяева участка или перестроили дом, или подвели под него фундамент, а камни за ненадобностью красиво сложили.

В тех краях, где было много валунов вместо пней использовали большие валуны. Как закатывали к месту строительства эти каменюки для меня остаётся загадкой.

Перед домом, чтобы нижние венцы не гнили, сооружали завалинку, внутрь которой засыпали или землю, или игольник для тепла. Завалинка обязательно делалась выше пола в доме. Тогда пол в доме был относительно тёплый.

Так выглядела завалинка в нашем доме до ремонта. Так выглядела завалинка в нашем доме до ремонта.

На северах, где много снега, поступали по-другому. Там завалинку не делали, но сооружали высокий бревенчатый подклет. Почему? Видимо из-за суровых зим.

Перед тем, как строить дом, снимали дернину. Но её не выбрасывали, а высушивали. Высушенную дернину нарезали пластами (или сначала нарезали, а потом высушивали?) и укладывали вдоль стен сруба изнутри избы в подполе. Таким образом снаружи стену защищала завалинка, а изнутри – «бруствер» из дернины.

Ремонтируем завалинку. Для этого обкопали вокруг дома и обнажили основание. Видны камни под углом дома. Это и есть "стул". Ремонтируем завалинку. Для этого обкопали вокруг дома и обнажили основание. Видны камни под углом дома. Это и есть "стул".

При покупке нашего дома мы знали, что он не имеет фундамента. Но про то, что он стоит «на стульях», а не просто на земле, мы узнали только тогда, когда принялись ремонтировать завалинку и докопались до валунов под углами дома.

По незнанию мы сначала решили выкопать их, чтобы не мешались. Но валуны уходили глубоко в землю, и мы бросили эту пустую затею. И слава Богу. В земле мы нашли несколько интересных вещиц.

Фундамент из камня своими руками

В ходе выполнения монтажных работ используются камни любых фракций и различной геометрии.

Фундамент из камня своими руками соорудить не так сложно. Он является качественной заменой бетонному основанию, и потому многие застройщики стремятся построить дом, используя для возведения опорной конструкции натуральный природный камень. Выполнение работ не требует привлечения тяжелой строительной техники, если камень находится в свободном доступе непосредственно на участке, где ведется строительство. В других случаях владельцу будущей постройки придется позаботиться о приобретении и доставке достаточного количества строительного материала.

Особенности конструкции

Что такое каменный фундамент? Это основание дома, сооруженное из природного камня, пустоты в нем заполняют щебнем мелкой фракции, а для сцепления используют цементно-песчаный раствор. Эксперты утверждают, что такая опорная конструкция по своей прочности и долговечности превосходит обычный ленточный фундамент в несколько раз.

Особенность сооружения в том, что природный камень нельзя разделить на определенные категории в зависимости от формы и размера отдельных элементов. Уровень прочности не зависит от формы камней, используемых для строительства фундамента из природного камня. Бутовый камень используют в строительстве одно- и двухэтажных зданий:

затрачивая минимум финансовых средств;
не пользуясь строительной техникой;
не нуждаясь в помощи высококвалифицированных специалистов.

Еще одна положительная черта, отличающая натуральный камень – внешняя привлекательность и эстетичность. Цоколь, сооруженный из булыжника, не нужно штукатурить, что сокращает материальные и физические затраты.

Возведение фундамента из камня имеет смысл на грунтах различного типа:

В таких условиях срок эксплуатации постройки составляет не менее 50 лет, что во многом зависит и от качества камней для фундамента.

Оправдано использование бутового камня для сооружения фундамента в местности, богатой этим природным материалом. Это связано не только со значительным сокращением материальных затрат, но и с особенностями грунта, отличающегося в таких местах повышенной прочностью.

В целях укрепления конструкции применяют арматурные составляющие, которые внедряют в само основание перед заливкой цементного раствора. В таком случае сооружение будет служить на протяжении длительного времени, не требуя дополнительного ухода. Выбирая камень достаточно с помощью обычного молотка или кувалды проверить его на прочность.

Временные затраты связаны с подготовкой элементов. Каждый камень придется тщательным образом очистить от любых загрязнений и дополнительно промыть водой для обеспечения качественной связки цементного раствора с элементами конструкции.

От использования известняка нужно отказаться, так как он не отличается высокой прочностью.

Выбор камней и подготовительные работы

Выбор камней для фундамента основан на их прочностных показателях, а размер подгоняется в процессе выполнения работ. Слишком крупные фракции разбивают, а мелкие используют для заполнения пустот и обустройства подушки. Минимальное время требуется для подготовки булыжника, но если приходится работать с так называемым белым камнем, то его подготовке следует уделить как можно больше внимания.

Камень не должен:

крошиться;
пылить;
рассыпаться под ударами молотка на множество мелких кусочков.

Самая важная процедура в процессе подготовки – плинтование. Крупные камни, вес которых превышает 30 кг потребуется разбить как минимум на 2-3 части. Технология проста, но трудоемка. Для начала камни чистят и моют, обильно поливая водой, затем, дождавшись высыхания, с помощью малярной шнурки намечают линию, по которой нужно его расколоть, и только после этого вбивают зубило в глубину глыбы.

В качестве элементов фундамента для дома могут быть использованы только осколки, которые соответствуют разметке. Раскрошившиеся камни в работе не используют.

Качественные элементы под ударами молотка разделятся на отдельные фракции нужных параметров. Важен не только размер, но и вес каждого отбитого куска. Если форма не имеет большого значения, то вес каждого камня не должен превышать 30 кг. Получив нужное количество составляющих, можно приступать к подготовке земельного участка:

Расчистка, в ходе которой необходимо избавиться от лишней растительности, особенно деревьев и кустарника.
Выполнить разметку, согласно утвержденному проекту, уделив особое внимание углам. Отклонение от величины 90 0 приведет перекосу и растрескиванию конструкции.
Обозначение наружных границ фундамента и натяжка параллельной шнурки на расстоянии, соответствующем ширине будущей ленты основания. Этот параметр должен на 10 см превышать действительную толщину ленты, так как учитывают высоту (толщину) щитов опалубочной конструкции, которые будут установлены в траншею.

Порядок выполнения работ

Приступая к сооружению фундамента для дома с использованием бутового камня или булыжника, необходимо подготовить траншеи, минимальная ширина которых составит 70 см, а глубина будет не менее 80 см. В каждой определенной местности это цифра своя, так как зависит она от глубины промерзания грунта. После установки опалубки и создания подушки эти значения изменятся. На дно подготовленной траншеи насыпают песок слоем 15 см, проливают водой и трамбуют. Поверх него – гравий или щебень мелкой фракции.

Этот слой тоже подлежит проливке и трамбовке. Это необходимая подушка под фундамент, играющая роль качественного дренажа. После ее сооружения приступают к сборке опалубочной конструкции:

Из досок толщиной не менее 3 см (лучше 5 см) сбивают щиты, высота которых соответствует данному параметру основания.
Готовые щиты устанавливают по обеим сторонам траншеи, скрепив между собой поперечными перемычками и укрепив подпорками, сделанными из пиломатериалов.
В качестве гидроизоляции может быть использован рубероид или другой рулонный материал, части которого укладываются внахлест с заходом не менее 5 см.
Подготовленный бутовый камень нужно основательно промочить водой, чтобы в дальнейшем в него не впитывалась влага из цементного раствора.

Элементы будущей конструкции укладывают, оставляя небольшие промежутки между камнями. Сюда должен протекать раствор, полностью заполняя пустоты.
При укладке рядов нужно соблюдать очередность. Первый ряд кладут на короткую сторону (тычковую), пустоты засыпают щебнем и трамбуют. Только после этого приступают к укладке второго ряда.

Второй ряд камня – ложковый. Это значит, что все камни кладут на длинную сторону, заботясь о сохранении расстояния между ними. Завершив процесс, все элементы заливают жидким цементно-песчаным раствором. На данном этапе для укрепления сооружения между камнями устанавливают арматурные пруты диаметром 10-12 мм.

Последний ряд камней заливают бетоном с меньшим количеством воды в составе и обязательно трамбуют с помощью вибратора. Подробно изучить последовательность выполнения работ, можно посмотрев видео.

Укладывая бутовый камень при сооружении фундамента для дома, можно чередовать ложковый и тычковый ряды, проливая их жидким бетоном и заполняя пустоты мелкофракционным щебнем или осколками камней. Возвести качественное надежное и долговечное основание можно, обеспечивая правильную его укладку. Камни должны стоять прочно, не шатаясь. Обязательно нужно проверять в процессе сооружения фундамента не только горизонтальность, но и вертикальность углов.

Как построить дом без фундамента: старые и современные способы

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

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.

Фундамент из камня своими руками

Строительство любого здания начинается с сооружения основания, прочность которого определяет устойчивость и долговечность строения. Пытаясь уменьшить объем сметных затрат, застройщики используют стройматериалы природного происхождения и самостоятельно возводят фундамент из камней. Бут — один из наиболее востребованных стройматериалов благодаря повышенной прочности, недорогой цене, стойкости к влаге. Рассмотрим свойства стройматериала и технологию выполнения фундаментных работ.

Бут — один из наиболее востребованных стройматериалов благодаря повышенной прочности

Камень для фундамента – особенности природного стройматериала

Планируя построить каменный фундамент для дома, многие отдают предпочтение буту, благодаря близкому расположению карьеров, в которых он добывается. Возведение бутового основания похоже на строительство кирпичной коробки здания — бут плотно выкладывается и фиксируется бетонным раствором. Решая использовать бутовый камень для фундамента, следует изучить:

свойства стройматериала;
виды природного камня;
правила выбора бута.

Также важно знать, как подготовить материал к выполнению строительных мероприятий. Остановимся детально на этих вопросах.

Достоинства и слабые стороны

Изучение характеристик материала является обязательным при принятии решения о возведении каменного основания. Несмотря на то, что каменный фундамент из бута обладает повышенной прочностью и может эксплуатироваться более ста лет, следует изучить достоинства природного стройматериала, а также проанализировать его слабые стороны.

Природный стройматериал обладает комплексом преимуществ:

повышенным запасом прочности;
увеличенной несущей способностью;
экологической чистотой;

Бутобетонный фундамент своими руками

продолжительным периодом использования;
стойкостью к воздействию влаги;
устойчивостью к температурным перепадам;
привлекательным внешним видом;
доступной, по сравнению с другими стройматериалами, ценой.

Природный бут способен сохранять целостность под воздействием усилий, превышающих 100 килограмм на 1 см² поверхности. Это позволяет использовать его для возведения основ двухэтажных строений. Вместе с тем использование материала имеет слабые стороны:

значительные затраты времени на подгонку размеров бутового камня для выполнения кладки;
увеличенную трудоемкость выполнения кладочных работ, вызванную подбором формы стройматериала;
необходимость предварительного выполнения сложных расчетов, определяющих несущую способность каменных оснований;
невозможность применения бутового камня для постройки оснований многоэтажных объектов.

Несмотря на имеющиеся минусы, экологически чистому стройматериалу часто отдают предпочтение, благодаря приемлемой цене и доступности.

Природный бут способен сохранять целостность под воздействием усилий

Применяемые разновидности бутового камня

Профессиональные строители называют бутом породу природного происхождения, добытую в карьерах:

различные виды известняка, отличающиеся структурой и цветом;
разноцветный гранит, добытый в различных месторождениях;
известковый туф, а также кремнистые и вулканические горные породы;
доломит, представляющий карбонатные породы осадочного происхождения.

Материал отличается следующими характеристиками:

цветовой гаммой;
структурой;
габаритными размерами;
массой;
формой.

Природный бут имеет различия по форме

К материалу, применяемому для закладки фундаментных основ, предъявляют определенные требования:

максимальный вес не должен превышать 30 кг;
габарит в наибольшем измерении не должен составлять более 50 см.

В зависимости от конфигурации стройматериала, его делят на следующие виды:

рваный. Его легко внешне отличить по неправильному контуру и косым граням, а также многочисленным сколам. Это связано с технологией добычи, осуществляемой взрывным методом;
булыжник. Данная разновидность бута отличается округлой формой, а также габаритом, не превышающим 30-35 см. Круглые валуны гармонично смотрятся в бутовой кладке и не требуют внешней отделки;
постелистый камень. Он достигает в длину 0,5 м, имеет две параллельно расположенные грани. Данный тип минерала представляет собой части расслоенного каменного массива, добытые путем выламывания из слоистых пород;
камень-плитняк. Данная разновидность бута отличается уменьшенной толщиной по сравнению с длиной и шириной. Верхняя и нижняя плоскости минерала параллельны, что облегчает кладку и уменьшает трудозатраты.

Выбирая камень для фундамента, следует учитывать его особенности.

Постелистый бут «Волга» из песчаника

Советы по выбору камня

Несмотря на то, что бут можно найти самому в природных условиях, его проблематично самостоятельно собрать в нужном количестве для выполнения фундаментных работ. Приобретая камень для фундамента, важно уметь определить его качество. Последовательность действий:

Визуальный осмотр. Не допускается растрескивание и расслоение материала.
Проверка прочности. При ударе молотком бутовый камень должен сохранять целостность.
Оценка плотности. В результате удара молотком должен быть звонкий звук.

Важно также обратить внимание на чистоту наружной поверхности. Бетонный раствор не сможет нормально контактировать с грязным материалом, что повлияет на прочность.

Подготовка стройматериала

Планируя возвести каменный фундамент для дома, необходимо предварительно подготовить материал. Для этого следует расколоть крупные глыбы на небольшие части весом до 25-30 кг.

Последовательность действий:

Отметьте с помощью карандаша или мела на поверхности требуемый размер.
Приложите к отметкам протертый мелом шнур, натяните его и резко отпустите.

Камень в форме булыжника

Приложите зубило к следу, наносите удары молотком, передвигаясь по разметке.

Раскалывайте массив, увеличивая силу удара и глубину погружения зубила в каменный массив. При правильном выполнении работ трещина появится согласно разметке.

Как сделать фундамент из камня своими руками – технологические нюансы

Независимо от выбранного метода укладки бута, каменный фундамент сооружается в предварительно подготовленном приямке, в котором будет устанавливаться опалубка. До установки опалубки в приямке формируют щебеночно-песчаную подушку, которую следует тщательно утрамбовать. Необходимость установки опалубочной конструкции связана с особенностями почвы:

на стабильных грунтах сооружение фундаментной основы может осуществляться в траншее;
основание на песчаной почве, супеси или слабом грунте требует установки щитовой опалубки.

Важно правильно выполнить разметку, подготовить площадку и выкопать приямок необходимых размеров. Необходимо учесть следующие моменты:

при выполнении разметки следует руководствоваться требованиями предварительно разработанного проекта;
строительную площадку необходимо спланировать и тщательно очистить от растительности и мусора;
правильность разметки проверяется по разнице диагоналей, она не должна превышать 2-3 см;

Фундамент из камня своими руками

необходимо углубиться в грунт ниже уровня промерзания на 20-30 см;
подготовить траншею, ширина которой превышает на 20 см толщину кладки;
на внутренней поверхности опалубки необходимо закрепить рубероид или полиэтилен для облегчения демонтажа.

Для повышения прочности каменной основы следует нижний уровень фундаментной кладки выполнить более широким, чем остальную часть и усилить кладку стальной арматурой.

Сооружаем фундамент из природного камня своими руками – методы кладки

Фундаментная кладка может осуществляться различными методами:

опалубочным, который строители называют «под залив»;
безопалубочным, который носит название «под лопатку»;
шаблонным, предусматривающим использование контрольного шаблона или скобы.

Остановимся детально на особенностях каждого способа.

Делаем каменный фундамент под заливку

Данный метод формирования фундаментных основ предусматривает сооружение щитовой опалубки.

Каменный фундамент под заливку

Технология имеет свои особенности:

бутовый стройматериал для закладки в траншею не сортируется по размерам;
укладка производится на уплотненную песчаную или щебеночную основу.

Порядок действий:

Уложите нижний слой бута на подушку без тщательной подгонки.
Заполните зазоры крупным щебнем и утрамбуйте.
Залейте на сформированный массив бетонный раствор.
Уложите насухо следующий ряд и залейте бетоном.

Для повышения прочности фундаментной кладки используйте вибрационное уплотнение бетона.

Возводим каменный фундамент для дома под лопату

Данный вариант кладки предусматривает:

сортировку бута по размерам;
тщательную подгонку его в процессе кладки;
применение ударного инструмента для уплотнения бута.

Последовательность действий:

Плотно уложите нижний ряд камней на раствор и утрамбуйте их.
Залейте раствор и выложите следующий ряд, контролируя его уровень.
Выкладывайте остальные ряды фундаментной основы.

При тщательной подгонке бутового материала достигается аккуратная поверхность основы.

Строим фундамент из камней под скобу

Применение эталонной скобы или специального шаблона позволяет качественно выполнить кладку «под скобу». Для выполнения работ подбирается бутовый стройматериал со стабильным размером, ориентировочно составляющим 25х35 см. Возведение основы осуществляется с постоянным контролем горизонтальности и вертикальности каждого яруса.

Заключение

Каменный фундамент для дома, изготовленный из бута, несложно возвести самостоятельно. Для обеспечения прочности основы важно использовать качественный стройматериал и выбрать оптимальный метод выполнения работ. Правильно изготовленная бутовая основа может эксплуатироваться на протяжении длительного времени.

Краткая история фундаментостроения

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.).

Читайте также: