Как строили до революции фундамент. Краткая история фундаментостроения. Основа и скрепление деревянного строения
Живущему в неведении о своем прошлом,
можно навязать любую историю:
хоть свинскую, хоть варварскую.
Невежда все проглотит,
да ещё станет с пеной у рта защищать эту выдумку.
Традиции строительства. Часть I .
На свои статьи получаю разные комментарии. Встречаются такие, чьи авторы демонстрируют непробиваемую веру в обгрызенную историю школьных учебников. Они когда-то честно вызубрили уроки, получили пятерки и уверены в непререкаемости своих знаний. Отличники даже не догадываются, что историю пишут на основе господствующих идеологий. Сколько их было за всю историю и не счесть. Только у славян их была не одна. Тоже у христианской идеологии и конечно советской. А ещё были такие, что писались под конкретного властителя - князя, царя, патриарха, генсека. Пытливый ум без особого труда заметит присутствие всех этих версий в доступных источниках.
Вот так в угоду идеологий люди отказываются от здравого мышления и очевидных фактов. Это же надо, «безфундаментное срубное строительство» !? А вы хоть знаете вес одного бревна для сруба? А в каждой стене избы их не менее 12-ти (зависит от диаметра бревен), а стен у дома сколько? Ну и прикиньте общий вес, прибавив крышу, пол и потолок, а заодно и давление, оказываемое на грунт.
Все кто хоть раз соприкоснулся со строительством своего жилого дома или даже сезонного садового домика прекрасно знают, что их строения без основы через несколько лет просядут, перекосятся, а стены треснут. А сколько зим русичи пережили в своих домах, в которых умножились и заселили пол Европы?
В каждом старинном городе России найдутся дома, которые якобы охраняются государством. Это старинные дома и городские усадьбы из камня. В одном Питере подобных строений, стоящих на топкой почве множество. Может кто-то возьмется утверждать, что у них нет фундаментов? Да под Исаакиевским собором было забито одних дубовых свай не менее 100 тысяч штук!!! Вот и стоит красавец.
Откуда в России в XV III веке узнали про фундаменты, только ли от итальянских зодчих? А кто строил в Казани храмы и восстанавливал Казанский Кремль после взятия города войсками русских и татар? Вслед за взятием последовал указ царя Ивана Грозного о восстановлении города и строительстве новых зданий. По тому указу дело было поручено псковскому зодчему по имени Барма, по прозвищу Постник. Кто скажет, что за столетия там, в Казани что-то после Бармы перекосило?
Кстати имя Барма весьма характерно и почетно. Бармы это княжеские регалии, они "возлагались" при короновании князя и передавались старшему в роду. На персидском языке berme — "охранение, защита". Это оплечье, которое надевали на шею поверх одежды. Бармы изготавливали из золота, украшали драгоценными камнями, жемчугом и зернью. На них могли быть эмалевые изображения Христа, Богоматери, избранных святых. Такие бармы появились в Византии, а с XII в. известны и на Руси. Назывались "Святыми бармами" и почитались наравне с иконами. Позднее возникло в единственном числе — барма, от старославянского рамо — "плечо".
А Постником Барму прозвали за то, что мастер придерживался правила - все серьезные строительные дела сочетать с постом.
Примечание.
Пока Барма восстанавливал Казанский кремль Иван Грозный пригласил итальянских мастеров для возведения в честь победы над Казанским ханством Храма Василия Блаженного или храма Покрова что на рву. И Казань восстанавливалась, и строился храм в честь победы в одно время. Барма не мог ослушаться царя в отношении Казани, и тем более разделиться на себя и Постника для одновременного строительства в двух разных местах.
У домов ленивых и халтурщиков фундаментов действительно не было. Их дома кособочились быстро. А вот у дворян и справных мужиков дома служили не одному поколению.
Деревенский дом на моей малой родине во Владимирской земле стоит уже третий век. В нём выросло как минимум 5 поколений, и фундамент у него, конечно, есть. Это камни и стулья из обожженного дуба. Дом построен по старинным традициям, которые много старше XVIII века, как и сама деревушка Юрцово, которая старше стоящего рядом монастыря Стефана Махрищского сподвижника Сергия Радонежского. Это утверждение основано на монастырских архивах.
А нас пытаются убедить, что истоки России безфундаментные!
Продолжение следует.
Главным орудием труда на Руси у древнего зодчего был топор. Пилы стали известны примерно с конца Х века и применялись только в столярном деле при внутренних работах. Дело в том, что пила при работе рвет древесные волокна, оставляя их открытыми для воды. Топор же, сминая волокна, как бы запечатывает торцы бревен. Недаром, до сих пор говорят: "срубить избу". И, хорошо нам сейчас знакомые, гвозди старались не использовать. Ведь вокруг гвоздя дерево гнить быстрее начинает. В крайнем случае применяли деревянные костыли, которые у современных плотников-рубщиков называются «шканты».
Основа и скрепление деревянного строения
И в древней Руси и в современной России основой деревянного дома или бани всегда был и есть сруб. Сруб - это скрепленные («связанные») между собой в четырехугольник бревна. Каждый ряд бревен в срубе, скрепленных между собой, называли (и называют) «венцом». Первый ряд бревен, который ложится на фундамент, называется «маточный венец». Маточный венец часто ставили на каменные валы - своеобразный фундамент, который называли «ряж», такой фундамент не давал дому соприкасаться с землей, т.е. дольше сохранялся сруб, не гнил.
Срубы различались между собой по типу скрепления. Для хозяйственных построек применялся сруб "в режь" (редко уложенные). Бревна здесь укладывались не плотно, а по парам друг на друга, и часто не скреплялись вовсе.
При скреплении бревен «в лапу» их концы не выходили за пределы стены наружу, углы сруба были ровные. Такой способ рубки углов сохранился у плотников и до сих пор. Но его обычно применяют, если дом будет обшиваться чем-нибудь снаружи (вагонкой, сайдингом, блокхаусом и т. д.) и углы плотно дополнительно утепляют, потому что у такого способа рубки углов есть небольшой недостаток - они меньше удерживают тепло, чем углы «в чашу».
Углы «в чашу» (по-современному) или «в обло» по-старинке, считались самыми теплыми и надежными. При таком способе крепления стен бревна выходили за стену, имелт крестообразную форму, если посмотреть сверху на сруб. Странное название «обло» происходит от слова "оболонь" ("облонь"), означающего наружные слои дерева (ср. "облекать, обволакивать, оболочка"). Еще в начале XX в. говорили: "рубить избу в оболонь", если хотели подчеркнуть, что внутри избы бревна стен не стесываются. Однако, чаще снаружи бревна оставались круглыми, тогда как внутри избы обтесывались до плоскости - "выскабливались в лас" (ласом называли гладкую полосу). Теперь же термин "обло" относят более к выступающим из стены наружу концам бревен, которые остаются круглыми, с облом.
Сами ряды бревен (венцы) связывались между собой при помощи внутренних шипов. Между венцами в срубе прокладывали мох и после окончательной сборки сруба конопатили льняной паклей щели. Тем же мхом часто закладывали и чердаки для сохранения тепла зимой. Про красный мох - межвенцовый утеплитель, я напишу позже, в другой статье.
В плане срубы делали в виде четырехугольника ("четверик"), либо в виде восьмиугольника ("восьмерик"). Из нескольких рядом стоящих четвериков составлялись, в основном, избы, а восьмерики использовались для строительства деревянных церквей (ведь восьмерик позволяет увеличить площадь помещения почти в шесть раз, не изменяя длину бревен). Часто, ставя друг на друга четверики и восьмерики, складывал древнерусский зодчий пирамидальное строение церкви или богатые хоромы.
Простой крытый прямоугольный деревянный сруб без всяких пристроек назывался «клетью». "Клеть клетью, поветь поветью" , - говорили в старину, стремясь подчеркнуть надежность сруба по сравнению с открытым навесом - поветью. Обычно сруб ставился на «подклете» - нижнем вспомогательном этаже, который использовали для хранения запасов и хозяйственного инвентаря. А верхние венцы сруба расширялись кверху, образуя карниз - «повал». Это интересное слово, происходящее от глагола "повалиться", часто использовалось на Руси. Так, например, "повалушей" называли верхние холодные общие спальни в доме или хоромах, куда вся семья уходила летом спать (повалиться) из натопленной избы.
Двери в клети делали пониже, а окна располагали повыше, сохраняя в избе побольше тепла. И дом, и храм строили одинаково - и то, и другое - дом (человека и бога). Поэтому самой простой и древней формой деревянного храма, как и дома, была "клетская". Так строились церкви и часовни. Это два или три сруба, соединенные друг с другом с запада на восток. В церкви полагалось три сруба (трапезная, храм и алтарный прируб), в часовне - два (трапезная и храм). Над простой двухскатной кровлей ставили скромную главку.
Маленькие часовни во множестве ставились в удаленных деревнях, на перепутье, над большими каменными крестами, над родниками. Священник в часовне не положен, алтаря здесь не делали. А службы отправляли сами крестьяне, сами крестили и отпевали. Такие неприхотливые службы, проходившие как и у первых христиан с пением коротких молитв в первом, третьем, шестом и девятом часу после восхода солнца, назывались на Руси "часами". Отсюда и само сооружение получило свое название. На такие часовни и государство и церковь смотрели пренебрежительно. Потому и могли строители здесь дать волю своей фантазии. Потому и поражают сегодня современного горожанина эти скромные часовенки своей крайней простотой, изысканностью и особой атмосферой русского уединения.
Кровля
Кровлю над срубом устраивали в древности без гвоздей - «самцовую».
Для этого завершения двух торцовых стен делали из уменьшающихся обрубков бревен, которые и называли "самцами". На них ступеньками клали длинные продольные жерди - «дольники», «слеги» (ср. "слечь, лечь"). Иногда, правда, самцами называли и концы слег, врубленные в стены. Так или иначе, но вся кровля получила от них свое название.
Сверху вниз поперек в слеги врезали тонкие стволы дерева, срубленные с одним из ответвлений корня. Такие стволы с корнями называли «курицами» (видимо за сходство оставленного корня с куриной лапой). Эти ответвления корней, направленные вверх, поддерживали выдолбленное бревно - «поток». В него собиралась, стекавшая с крыши, вода. И уже сверху на курицы и слеги укладывали широкие доски крыши, упирающиеся нижними краями в выдолбленный паз потока. Особенно тщательно перекрывали от дождя верхний стык досок - «конек» (так он называется и поныне). Под ним укладывали толстую «коньковую слегу», а сверху стык досок, словно шапкой, прикрывали выдолбленным снизу бревном - «шеломом» или «черепом». Впрочем, чаще бревно это называли «охлупнем» - то, что охватывает.
Чем только не крыли крышу деревянных изб на Руси! То солому увязывали в снопы (пучки) и укладывали вдоль ската крыши, прижимая жердями; то щепили осиновые поленья на дощечки (дранку) и ими, словно чешуей, укрывали избу в несколько слоев. А в глубокой древности даже дерном крыли, переворачивая его корнями вверх и подстилая бересту.
Самым же дорогим покрытием считался "тес" (доски). Само слово "тес" хорошо отражает процесс его изготовления. Ровное, без сучков бревно в нескольких местах надкалывалось вдоль и в щели забивались клинья. Расколотое таким образом бревно еще несколько раз кололось вдоль. Неровности получившихся широких досок подтесывались специальным топором с очень широким лезвием.
Покрывали крышу обычно в два слоя - «подтесок» и «красный тем». Нижний слой теса на кровле называли еще подскальником, так как часто он покрывался для герметичности «скалой» (берестой, которую скалывали с берез). Иногда устраивали крышу с изломом. Тогда нижнюю, более пологую часть называли «полицей» (от старого слова "пола" - половина).
Весь фронтон избы важно именовали «челом» и обильно украшали магической оберегающей резьбой. Наружные концы подкровельных слег закрывали от дождя длинными досками - «причелинами». А верхний стык причелин прикрывали узорной свисающей доской - «полотенцем».
Кровля - самая важная часть деревянной постройки. "Была бы крыша над головой", - говорят до сих пор в народе. Потому и стал со временем символом любого храма, дома и даже хозяйственного сооружения его «верх».
«Верхом» в древности называли любое завершение. Эти верхи в зависимости от богатства постройки могли быть самыми разнообразными. Наиболее простым был«клетский» верх - простая двускатная крыша на клети. «Шатровым» верхом в виде высокой восьмигранной пирамиды украшались обычно храмы. Затейливым был «кубоватый верх», напоминающий массивную четырехгранную луковицу. Таким верхом украшались терема. Довольно сложной в работе была «бочка» - двускатное покрытие с плавными криволинейными очертаниями, завершающаяся острым гребнем. А ведь делали еще и «крещатую бочку» - две пересекающиеся простые бочки. Шатровые церкви, кубоватые, ярусные, многоглавые - все это названо по завершению храма, по его верху.
Однако, более всего любили шатер. Когда в писцовых книгах указывалось, что церковь "деревянна сверху" , то это означало, что она шатровая.
Даже после никоновского запрета на шатры в 1656 году, как на бесовство и язычество в архитектуре, в Северном крае их все равно продолжали строить. И лишь в четырех углах у основания шатра возникли небольшие бочки с главками. Такой прием получил название шатра на крещатой бочке.
Особо трудные времена наступили для деревянного шатра в середине XIX в., когда правительство и правительствующий Синод взялись за искоренение раскольничества. Северная "раскольничья" архитектура тогда тоже попала в опалу. И все же, несмотря на все гонения, типичной для древнерусского деревянного храма остается форма "четверик-восьмерик-шатер". Встречаются и восьмерики "от пошвы" (от земли) без четверика, особенно в колокольнях. Но это уже вариации основного типа.
Традиции деревянного домостроения сохранились и до наших времен. На своих загородных участках горожане с удовольствием возводят деревянные дома и бани при помощи мастеров из глубинки, из провинции. В свою очередь, в глубинке люди тоже продолжают жить в деревянных домах, потому что нет лучше жилища, чем добротный, надежный, экологичный дом из дерева. Вы хотите построить себе дом из бревна или бруса? Обращайтесь к нам - или звоните по тел.: 8-903-899-98-51 (Билайн); 8-930-385-49-16 (Мегафон).
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.).
Не раз слышал о дворянских усадьбах и конюшнях, где делали теплый пол и стены. Пропускали каналы от печей, куда проходил теплый воздух. Но такой вариант вижу впервые.
Эту технологию я нашел на блоге Глеба Тюрина , автором является владелец дома Елена Буковская
Нашей семье достался в наследство бабушкин в Воронежской области. 10 лет назад на семейном совете решили дом не бросать, по мере сил приводить в порядок.
При доме – надел земли, 50 соток воронежского чернозема, огород, сад, покос.
О решении ни разу не пожалели дом и сад не перестает радовать и удивлять нас и наших друзей, которые приезжают из Москвы «просто отоспаться и отдышаться, вспомнить вкус «картошки и яблок».
Сад благодаря глубокой обрезке в 2008 году пережил засуху 2009, 2010,2011 годов и прошедшим летом даже старые яблони, стволы диаметром 50 см, все в дуплах, которые «молчали» 10 лет, дали отменный урожай. Повидло из антоновки, сваренное в чугуне на грушевых углях, равных не имеет!
И наш дом позволяет сделать немало открытий.
Дом бабушки и дедушки сложен из дубовых бревен, стены с внешней и внутренней стороны мазаны глиной с соломой, с внешней стороны обшиты железом (с Урала привозили оцинкованные корыта, разбирали и покрывали стены и крыши – поверьте, такой «сайдинг» простоял 60 лет!
Дом – это экологически чистый термос, хранит тепло зимой и чудесную прохладу в жаркие дни.
Примером замечательной старой технологии может быть плетень,
В августе перестилали в доме полы, и нам открылся образец энергосберегающих технологий начала 19 века - на расстоянии 1 метра от завалины по периметру всей комнаты был выложен плетень высотой 50-60 см, мазанный глиной извне, с открытым углом, обращенным к русской печи - нам рассказали, что такие «отражатели» делали, чтобы «загнать» тепло от печи под пол и сохранить его там - чем не своеобразный подогрев полов? Без единого гвоздя, только природные материалы – глина, песок, солома, лоза – и руки!
Русская печь стоит в углу, дальнем от окон, на глинобитном фундаменте. Периметр плетня размыкается возле печи примерно на 1,5 метра, как раз на уровне фундамента. При постоянном пользовании печью фундамент постепенно прогревался и отдавал тепло. Под полом между стеной и плетнем действительно все засыпано землей, а внутри плетня оставлена воздушная подушка- пустое пространство между досками пола и землей, куда и «стекал» теплый воздух от фундамента. Это мы из рассказов старожилов узнали. Восстанавливаем русскую печь, пол уже переложили, будем рады сообщить, как пройдут испытания технологии.
Нам надо заново учиться, как жить в уважении к природе, тогда и она в долгу не останется…
Перспективы и задачи его дальнейшего развития
В далекие времена истории человечества первые примитивные деревянные жилища и оборонительные сооружения возводили непосредственно на поверхности грунта. С началом применения камня в качестве строительного материала нижнюю часть сооружения стали заглублять ниже поверхности грунта, чтобы предохранить ее от замачивания атмосферными осадками и предотвратить связанное с этим размягчение грунтов и появление возможных перекосов, осадок и повреждений сооружения. Так возникли фундаменты мелкого заложения, устраиваемые на естественном основании. Если несущий пласт грунта залегал на значительной глубине, фундаменты возводили с использованием простейших опускных колодцев из каменной кладки. При сооружении мостов через реки, где возможны размывы грунта у опор, применяли фундаменты из деревянных свай, заглубляемых в дно русла.
Таким образом, до XIX в. сооружения возводили на естественных основаниях, свайных фундаментах и опускных колодцах.
Новые типы и конструкции фундаментов начали появляться в XIX в. В 1841 г. французский инженер Триже предложил кессонный способ устройства шахтных стволов в водонасыщенных грунтах. В 1856 г. русские инженеры впервые применили этот способ для сооружения фундаментов под опоры моста через р. Неман в г. Ковно. В дальнейшем этот метод был значительно усовершенствован и кессонные фундаменты находили широкое применение при строительстве больших мостов. В 1836 г. английский инженер Митчел предложил взамен забивных деревянных свай металлические винтовые. Однако тогда этого типа не получили большого распространения. В 1897 г. инженер Геннебик предложил забивные сплошного сечения, получившие в настоящее время широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом. В 1899 г. русский инженер Страус разработал способ изготовления бетонных набивных свай, который с различными усовершенствованиями широко используется в настоящее время в строительной практике.
После окончания Великой Отечественной войны, когда потребовалось восстановить в короткие сроки большое количество разрушенных мостов, вместо кессонных фундаментов начали применять фундаменты из стальных трубчатых свай, заполненных . В дальнейшем для сокращения расхода остродефицитных стальных труб их стали заменять железобетонными сваями и оболочками. Особенно Широкое распространение железобетонные оболочки получили в нашей стране начиная с 1958 г., когда было создано необходимое оборудование и отработана технология возведения фундаментов нового типа. За истекшие десятилетия с использованием оболочек диаметром до 5 м построено много мостов, эстакад и причальных сооружений.
Параллельно с этим отечественные мостостроители применяют фундаменты из буровых свай диаметром до 1,7 м и с уширенной пятой диаметром до 3,5 м. С такими фундаментами построены десятки больших мостов.
В течение длительного времени техника фундаментостроения развивалась на основе использования одного практического опыта. Новые сооружения строили по аналогии с наиболее удачными ранее осуществленными конструкциями. Только со второй половины XIX в. фундаментостроение получает научную базу, в развитии которой сыграли существенную роль отечественные ученые В. М. Карлович, В. И. Курдюмов, П. А. Минаев и др.
Особенно большие успехи в области фундаментостроения достигнуты в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Благодаря трудам целой плеяды талантливых ученых и инженеров, среди которых следует отметить профессоров Н. П. Пузыревского, Н. М. Герсеванова, В. А. Флорина, В. К. Дмоховского, Б. Д. Васильева, Е. Л. Хлебникова, Н. Я. Денисова, А. А. Луга, Н. А. Цытовича, советское фундаментострое-ние заняло одно из ведущих мест в мире.
Дальнейший технический прогресс в фундаментостроении, как и во всех других отраслях строительства, неразрывно связан с необходимостью быстрого развития и совершенствования строительной индустрии.
Решение задачи индустриализации строительства и связанных с ней задач максимального повышения производительности труда, снижения стоимости и сокращения сроков работ возможно лишь при широком внедрении новых прогрессивных конструкций и способов производства работ, обеспечивающих более эффективное использование материалов, применение сборного железобетона и комплексной механизации технологических процессов. В области фундаментостроения эти задачи дополняются еще и необходимостью оздоровления условий труда и в связи с этим сведения к минимуму применения вредного для здоровья рабочих трудоемкого и дорогого кессонного способа производства работ. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают широко применяемые в настоящее время фундаменты глубокого заложения из свай разного типа и сборных железобетонных оболочек.
Обобщение и анализ опыта строительства мостов и других сооружений последних лет показывают, что, несмотря на достигнутые успехи в применении фундаментов из свай, оболочек и столбов, имеются еще значительные резервы дальнейшего повышения их экономической эффективности.
К числу первоочередных задач в области фундаментостроения относятся:
1) совершенствование методов и норм расчета оснований с целью повышения степени использования прочностных свойств грунтов и материалов фундаментов;
2) разработка конструкций фундаментов и несущих элементов с предельным использованием их несущей способности по прочности материала;
3) отработка высокопроизводительных методов изготовления и погружения в грунт несущих элементов фундаментов; 4) создание высокоэффективного технологического оборудования и механизмов по строительству фундаментов.
