Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Проектирование фундаментов на скальных и элювиальных грунтах. На скале фундамент


Проектирование фундаментов на скальных и элювиальных грунтах.

Лекция № 13

Особенности строительства на скальных и элювиальных грунтах.

Многие считают, что скальные грунты всегда являются идеальными основаниями для любых сооружений. Это представление связано с тем, что монолитный скальный грунт или отдельные куски скальной породы обладают высокой прочностью и ничтожной сжимаемостью, соизмеримыми с характеристиками бетона или железобетона, однако, существующая классификация грунтов свидетельствует о большой изменчивости строения, а следовательно, и свойств скальных грунтов.

Верхняя часть земной коры в результате процессов выветривания представляет постепенный переход от дисперсной зоны, сложенной глинистыми грунтами с возрастающим по глубине содержанием щебня, к обломочной зоне, переходящей к низу в глыбовую и далее — в трещиноватую скальную породу (рисунок 13.1). Таким образом, основанием фундамента в этих условиях может явиться как щебенистый пылевато-глинистый грунт (первая зона), так и обломочный или трещиноватый скальный грунт (вторая или третья зона).

К элювиальным грунтам относят продукты выветривания коренных скальных пород, остающиеся на месте. Переход от элювиальных грунтов к скальным породам осуществляется постепенно, их минеральный состав определяется составом коренных пород, а содержание крупных фракций значительно увеличивается с глубиной.

 

Рисунок 13.1. Упрощенная схема инженерно-геологического расчленения коры выветривания (по Г.С. Золотареву)

Р. Гудман выделяет следующие характерные типы контакта поверхности скальных и рыхлых горных пород (рисунок 13.2). Случай на рисунке 13.2, аявляется идеальным, когда кровля скальных пород относительно горизонтальна, а породы слабо трещиноваты. В этом случае опирание фундамента на скальное основание наиболее целесообразно. В случае, рассмотренном на рис. 13.2, б, имеет место развитая толща элювиальных грунтов. Поверхность скалы может быть выражена нечетко, при этом свойства грунтов будут заметно изменяться как по глубине, так и в горизонтальном направлении, что затрудняет выбор отметки подошвы фундамента. Карстовые породы, представленные на рисунке 13.2, в, обладают особыми свойствами.

Достаточно часто встречается напластование различных по жесткости пород (например, переслаивание жестких песчаников и мягких аргиллитов), представленное на рисунке 13.2, г. Здесь уже основание обладает анизотропией свойств, причем передача нагрузки от фундамента на жесткие слои породы малой толщины может вызвать их изгиб при действии местной нагрузки.

Разломы (крупные тектонические трещины) в основании (рисунок 13.2, д) могут явиться причиной значительных неравномерных деформаций из-за различного залегания кровли породы и уровня подземных вод по обе стороны разлома, повышенной трещиноватости массива вблизи разлома и возможных подвижек по его оси. Наконец, неоднороднаятрещиноватосгь различных участков скального массива (рисунок 13.2, е) также может явиться причиной неравномерных деформаций сооружения вследствие смыкания трещин или взаимного проскальзывания по ним отдельных блоков породы.

 

Рисунок 13.2. Характерные типы контакта кровли скальных и подошвы рыхлых грунтов (по Р.Гудману): а – рыхлые отложения на коренных породах; б – контакт элювия со скальным грунтом; в – карстовые грунты; г – переслаивание жестких и мягких скальных грунтов; д – зона тектонического разлома; е – неоднородная трещиноватость скальных грунтов

В зависимости от минерального состава скальные и элювиальные грунты могут быть подвержены внешним воздействиям: разрушению и распадуагрегатов сланцев, аргиллитов, алевролитов и других пород под влиянием атмосферных осадков, растворению и выносу гипса или каменной соли подземными водами, набуханию или просадке элювиальных грунтов и некоторых скальных пород при увлажнении и т. д.

Отмеченные выше особенности оснований, сложенных скальными и элювиальными грунтами, вызывают необходимость проведения детальных инженерно-геологических и геотехнических изысканий для строительства, качество которых в значительной мере влияет на надежность и экономичность принимаемых инженерных решений. Особые сложности возникают при определении характеристик прочностных и деформационных свойств грунтов. Как правило, для ответственных сооружений в этих случаях используются полевые методы исследований.

Следует отметить, что в процессе инженерно-геологических изысканий не всегда удается получить необходимую информацию о строении и свойствах массива (наличие и расположение трещин, зон дробления, прослоек нескальных грунтов и т. п.). Часто эти сведения приходится уточнять при вскрытии котлованов под фундаменты. Поэтому одна из задач при проектировании на скальных и элювиальных грунтах заключается в выборе таких типов и конструкций фундаментов, которые могли бы быть оперативно модифицированы и приспособлены к изменившимся условиям непосредственно во время строительства.

Степень выветрелости скальных грунтов рекомендуется устанавливать путем сопоставления плотности ρвыветрелой породы в условиях природного залегания с плотностью ρuневыветрелой (монолитной) породы. Чем ближе значения ρ и ρu, тем менее выветрена скальная порода. Допускается величину ρu принимать равной плотности частиц скального грунта ρr.

Количественная оценка степени выветрелости производится по коэффициенту выветрелости kur , который определяется по формуле:

kur = 1- Iur, (13.1)

где Iur= (ρr — ρ)/ ρ — показатель выветрелости.

Классификация скальных и элювиальных грунтов по степени выветрелости в соответствии с их классификацией по прочности приведена в таблице 13.1.

Таблица 13.1. Классификация грунтов по κur и Rc

 

Фундаменты на скальных грунтах.

Закладка фундаментов в массиве скальных грунтов целесообразна, если мощность слоя четвертичных отложений относительно невелика и позволяет осуществить возведение фундаментов в открытом котловане, использовать сваи или буровые опоры. В любом случае целесообразность такого решения должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом.

Размеры подошвы фундаментов определяются расчетом по первой группе предельных состояний.

Несущую способность Fd забивных свай, свай-оболочек, набивных и буровых свай, опирающихся на скальный грунт, следует определять как для свай-стоек в соответствии с правилами, приведенными в СНиП 2.02.03 – 85 и СП 24.1333.2011. Свайные фундаменты.

При наличии значительных горизонтальных нагрузок необходимо выполнять проверку устойчивости фундамента на сдвиг по подошве и опрокидывание. Фундаменты, устраиваемые под опоры линий электропередачи, под телебашни и другие сооружения, испытывающие воздействие ветровых нагрузок, должны проверяться расчетом на выдергивание.

Присутствие в основании сооружений наклонно падающих трещин, зон сдвигов, особенно при расположении сооружений на откосах, требует проведения расчетов устойчивости, использующих расчетную схему сдвига по заданной поверхности скольжения. В этом случае нагрузки, передаваемые на скальное основание, могут оказаться ограниченными меньшими пределами, чем определенные по формуле.

Расчеты скальных оснований по деформациям, как правило, не производятся. Исключение могут составлять только особо ответственные сооружения с жесткими требованиями к неравномерным осадкам при значительной неоднородности оснований. Для расчетов сооружений (например, плитных фундаментов) может возникнуть необходимость определения контактных напряжений. Указанные расчеты следует выполнять в соответствии со СНиП 2.02.02 — 85 «Основания гидротехнических сооружений».

При небольшой глубине залегания кровли скальных грунтов применяют монолитные фундаменты, сооружаемые в открытых котлованах. Особое внимание при этом следует уделять обеспечению сохранности поверхности скалы и ее защите от разрушения. Разработка котлована должна вестись мелкошпуровыми зарядами с оставлением защитного слоя и его ручной доборкой непосредственно перед укладкой бетона. Не следует допускать длительного увлажнения поверхности грунта атмосферными или подземными водами. Особенно это опасно в случае сильно размокающих полускальных грунтов. При продолжительных сроках строительства или перерывах в работе вскрытая поверхность скального грунта должна защищаться с помощью распыления асфальтового или бетонного покрытия.

Вскрытые котлованом в местах постановки фундаментов крупные трещины очищают от заполнителя, промывют водой под давлением и заделывают цементно-песчаным раствором на глубину, равную 4...5 ширинам их раскрытия. Более значительные ослабленные зоны, обычно приуроченные к местам пересечения или сгущения трещин, расчищают и заполняют тощим бетоном с уплотнением.

При возведении монолитных фундаментов для уменьшения объема разработки скального грунта поверхность основания под подошвой фундамента часто обрабатывают уступами (рисунок 13.3, а). Такую же обработку применяют для повышения устойчивости фундамента на сдвиг при наличии значительных горизонтальных нагрузок от сооружения. В случае больших выдергивающих нагрузок устраивают выпуски анкеров из фундамента, заделываемых в нижележащий скальный массив. При наклонном залегании кровли скалы подошву фундамента выполняют в виде ступенек (рисунок 13.3, б).

Рисунок 13.3. Характерные схемы фундаментов на скальных грунтах: а,б – фундаменты с уступчатой и ступенчатой подошвой; в – свая – оболочка; г – опускные колодцы; 1 – свая – оболочка; 2 – бетонное заполнение; 3 – арматурный каркас; 4 – буровая скважина в скальном грунте; 5 – скальный грунт; 6 – надфундаментная конструкция; 7 – плита; 8 – опускной колодец

В случае глубокого залегания кровли скальных грунтов применяют свайные фундаменты, сваи-оболочки или опускные колодцы. При использовании забивных свай для лучшего их внедрения в поверхностный слой скалы на острие сваи надевают специальные металлические наконечники.

Сваи-оболочки (рисунок 13.3, в) забуривают в скальный грунт по расчету, но не менее чем на 0,5 м. Диаметр скважины не должен превышать внутренний диаметр оболочки, а для оболочек диаметром 2 м и более обычно диаметр скважины снижается на 20...40%. Скважины в скале армируют каркасом из стержней диаметром не менее 26 мм и спиралью диаметром 8... 10 мм с шагом 10...12 см. Оболочки, опираемые на скальные грунты, могут нести значительные сжимающие нагрузки (10 МН и более). Для восприятия этих сил оболочки обычно полностью заполняются бетоном. В толстостенных оболочках иногда удается ограничиться устройством нижней бетонной пробки.

Значительные затруднения часто возникают при посадке на скальные грунты опускных колодцев. При наклонном залегании скалы не всегда удается равномерно опереть колодец по всему периметру (рисунок 13.3, г), кроме того, верхние слои скальных грунтов могут быть разрушены процессами выветривания и подлежат удалению. Это бывает сопряжено со специальными сложными работами, а иногда и с переоборудованием колодца в кессон.

Выработки под тяжело нагруженные опоры могут вскрыть субвертикальные трещины, зоны дробления породы и разломы с раскрытием, соизмеримым с площадью опирания. В таких случаях обычно идут на дополнительное заглубление фундаментов до отметок, на которых ослабленные зоны выйдут за пределы площади опирания. Например, в процессе сооружения буровых опор под одно из зданий в Чикаго, проектная глубина заложения которых в доломиты составляла около 50 м, пришлось увеличить глубину заложения опор до 60 м, пока зона пересекающихся трещин не вышла из площади опирания.

Субгоризонтальные трещины вблизи поверхности чаще всего раскрыты вследствие разгрузки массива в процессе эрозии. Находясь вблизи подошвы фундамента, такие трещины могут служить причиной неравномерных осадок. В этом случае целесообразна закладка фундаментов или устройство буровых свай с опиранием ниже зоны развития субгоризонтальных трещин или их расчистка и последующая цементация.

Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 2244 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.008 сек.)

mybiblioteka.su

Фундаменты на скале | Новости строительства в мире

Фундаменты на скале.

Достоинства и недостатки скальных грунтов.

Скальный (или скалистый) грунт встречается на территории России довольно часто. С точки зрения науки скальными называют грунты, состоящие из одной или нескольких горных пород (обычно у нас это гранит, кварц, или песчаник), основу которых образуют кристаллы величиной от 200 мм, связанные между собой единой жесткой структурой. Скальный грунт может быть в виде единого монолита, образованного вулканическими породами, или слоистым, состоящим из пород осадочного происхождения. Скальный грунт – самый прочный из всех. Он выдерживает давление до 120 МПа, мало деформируется (если не расположен в сейсмоопасном районе), практически не подвержен размыванию и морозному пучению, что делает его идеальным для строительства. Об этом люди знали с самого зарождения зодческого искусства: древние греки, а за ними римляне, а за ними средневековые европейцы старались устраивать монументальные здания именно на скальных грунтах. Однако, скальный грунт обладает одним большим недостатком: он очень плохо поддается обработке. Это как раз и определяет особенности строительства домов на скалах.

Как делать фундамент на скале.

Обычно фундаменты на скальных грунтах бывают двух видов: ленточные и столбчатые с ростверком (только здесь роль столбов играют «быки» — массивные опоры круглой или прямоугольной формы, отлитые в углублениях в скале) Фундаменты на скале имеют ряд преимуществ перед другими видами фундаментов. В первую очередь, они могут иметь самые простые конструкции – иногда достаточно просто «положить» на скальное основание мелкозаглубленную «ленту», даже не применяя песчаной отсыпки. Во-вторых, фундаменты на скале могут выдержать значительный вес сооружения, ведь в данном случае фундаментом становится вся скала.

Ну, а теперь поговорим о «минусах». О первом мы уже упоминали – крайняя трудность обрабатывания. Если скала залегает недалеко от поверхности, скорее всего, придется «забыть» о подвале – работы по разработке скального основания чрезвычайно трудоемки и дороги. Кроме того, в настоящую проблему превращается подводка коммуникаций, особенно канализации и дренажной системы.

Второй «минус» — скала редко бывает ровной. Иногда перепады высот в пределах строительной площадки могут достигать нескольких метров. В таком случае приходится устраивать сложные фундаменты, компенсирующие перепады высот «ступенями». Каждая «ступень» представляет собой армированную железобетонную ленту. Каркасы всех «ступенек» должны соединяться между собой наклонными связями из той же арматуры. Затем на эти «ступени» выкладывается цоколь, который и выводится на один уровень.

Третья проблема, которая иногда встречается – сейсмостойкость региона. Причем речь идет не только о «серьезных» землетрясениях, но и о небольших подвижках земной коры, которые происходят практически повсеместно. Здесь твердость скальных грунтов становится их недостатком – они не могут играть роль демпфирующей подушки, как мягкие грунты, и все вибрации неизбежно передаются дому. Частично проблему можно решить «жесткой» привязкой к скальному основанию при помощи анкеров. В скале бурятся отверстия, в нее на эпоксидный или аналогичный клей вставляются анкера с расчетом, чтобы они торчали на 20-30 см над поверхностью. Армирующий пояс будущего фундамента «привязывается» к этим анкерам. Кроме того, нелишним будет предусмотреть в конструкции дома анстисейсмические пояса и швы.

22.04.2013 в 00:04.

zatopol.ru

Фундаменты на скале » Строительный помощник

Фундаменты на скале.

Достоинства и недостатки скальных грунтов.

Скальный (или скалистый) грунт встречается на территории России довольно часто. С точки зрения науки скальными называют грунты, состоящие из одной или нескольких горных пород (обычно у нас это гранит, кварц, или песчаник), основу которых образуют кристаллы величиной от 200 мм, связанные между собой единой жесткой структурой. Скальный грунт может быть в виде единого монолита, образованного вулканическими породами, или слоистым, состоящим из пород осадочного происхождения. Скальный грунт – самый прочный из всех. Он выдерживает давление до 120 МПа, мало деформируется (если не расположен в сейсмоопасном районе), практически не подвержен размыванию и морозному пучению, что делает его идеальным для строительства. Об этом люди знали с самого зарождения зодческого искусства: древние греки, а за ними римляне, а за ними средневековые европейцы старались устраивать монументальные здания именно на скальных грунтах. Однако, скальный грунт обладает одним большим недостатком: он очень плохо поддается обработке. Это как раз и определяет особенности строительства домов на скалах.

Как делать фундамент на скале.

Обычно фундаменты на скальных грунтах бывают двух видов: ленточные и столбчатые с ростверком (только здесь роль столбов играют «быки» - массивные опоры круглой или прямоугольной формы, отлитые в углублениях в скале) Фундаменты на скале имеют ряд преимуществ перед другими видами фундаментов. В первую очередь, они могут иметь самые простые конструкции – иногда достаточно просто «положить» на скальное основание мелкозаглубленную «ленту», даже не применяя песчаной отсыпки. Во-вторых, фундаменты на скале могут выдержать значительный вес сооружения, ведь в данном случае фундаментом становится вся скала.

Ну, а теперь поговорим о «минусах». О первом мы уже упоминали – крайняя трудность обрабатывания. Если скала залегает недалеко от поверхности, скорее всего, придется «забыть» о подвале – работы по разработке скального основания чрезвычайно трудоемки и дороги. Кроме того, в настоящую проблему превращается подводка коммуникаций, особенно канализации и дренажной системы.

Второй «минус» - скала редко бывает ровной. Иногда перепады высот в пределах строительной площадки могут достигать нескольких метров. В таком случае приходится устраивать сложные фундаменты, компенсирующие перепады высот «ступенями». Каждая «ступень» представляет собой армированную железобетонную ленту. Каркасы всех «ступенек» должны соединяться между собой наклонными связями из той же арматуры. Затем на эти «ступени» выкладывается цоколь, который и выводится на один уровень.

Третья проблема, которая иногда встречается – сейсмостойкость региона. Причем речь идет не только о «серьезных» землетрясениях, но и о небольших подвижках земной коры, которые происходят практически повсеместно. Здесь твердость скальных грунтов становится их недостатком – они не могут играть роль демпфирующей подушки, как мягкие грунты, и все вибрации неизбежно передаются дому. Частично проблему можно решить «жесткой» привязкой к скальному основанию при помощи анкеров. В скале бурятся отверстия, в нее на эпоксидный или аналогичный клей вставляются анкера с расчетом, чтобы они торчали на 20-30 см над поверхностью. Армирующий пояс будущего фундамента «привязывается» к этим анкерам. Кроме того, нелишним будет предусмотреть в конструкции дома анстисейсмические пояса и швы.

22.04.2013 в 00:04.

vmiredetstva.biz

Фундаменты на скале | Новости строительства в мире

Фундаменты на скале.

Достоинства и недостатки скальных грунтов.

Скальный (или скалистый) грунт встречается на территории России довольно часто. С точки зрения науки скальными называют грунты, состоящие из одной или нескольких горных пород (обычно у нас это гранит, кварц, или песчаник), основу которых образуют кристаллы величиной от 200 мм, связанные между собой единой жесткой структурой. Скальный грунт может быть в виде единого монолита, образованного вулканическими породами, или слоистым, состоящим из пород осадочного происхождения. Скальный грунт – самый прочный из всех. Он выдерживает давление до 120 МПа, мало деформируется (если не расположен в сейсмоопасном районе), практически не подвержен размыванию и морозному пучению, что делает его идеальным для строительства. Об этом люди знали с самого зарождения зодческого искусства: древние греки, а за ними римляне, а за ними средневековые европейцы старались устраивать монументальные здания именно на скальных грунтах. Однако, скальный грунт обладает одним большим недостатком: он очень плохо поддается обработке. Это как раз и определяет особенности строительства домов на скалах.

Как делать фундамент на скале.

Обычно фундаменты на скальных грунтах бывают двух видов: ленточные и столбчатые с ростверком (только здесь роль столбов играют «быки» — массивные опоры круглой или прямоугольной формы, отлитые в углублениях в скале) Фундаменты на скале имеют ряд преимуществ перед другими видами фундаментов. В первую очередь, они могут иметь самые простые конструкции – иногда достаточно просто «положить» на скальное основание мелкозаглубленную «ленту», даже не применяя песчаной отсыпки. Во-вторых, фундаменты на скале могут выдержать значительный вес сооружения, ведь в данном случае фундаментом становится вся скала.

Ну, а теперь поговорим о «минусах». О первом мы уже упоминали – крайняя трудность обрабатывания. Если скала залегает недалеко от поверхности, скорее всего, придется «забыть» о подвале – работы по разработке скального основания чрезвычайно трудоемки и дороги. Кроме того, в настоящую проблему превращается подводка коммуникаций, особенно канализации и дренажной системы.

Второй «минус» — скала редко бывает ровной. Иногда перепады высот в пределах строительной площадки могут достигать нескольких метров. В таком случае приходится устраивать сложные фундаменты, компенсирующие перепады высот «ступенями». Каждая «ступень» представляет собой армированную железобетонную ленту. Каркасы всех «ступенек» должны соединяться между собой наклонными связями из той же арматуры. Затем на эти «ступени» выкладывается цоколь, который и выводится на один уровень.

Третья проблема, которая иногда встречается – сейсмостойкость региона. Причем речь идет не только о «серьезных» землетрясениях, но и о небольших подвижках земной коры, которые происходят практически повсеместно. Здесь твердость скальных грунтов становится их недостатком – они не могут играть роль демпфирующей подушки, как мягкие грунты, и все вибрации неизбежно передаются дому. Частично проблему можно решить «жесткой» привязкой к скальному основанию при помощи анкеров. В скале бурятся отверстия, в нее на эпоксидный или аналогичный клей вставляются анкера с расчетом, чтобы они торчали на 20-30 см над поверхностью. Армирующий пояс будущего фундамента «привязывается» к этим анкерам. Кроме того, нелишним будет предусмотреть в конструкции дома анстисейсмические пояса и швы.

22.04.2013 в 00:04.

aurora-tm.ru

"Край непуганых идиотов". Самое время пугнуть.

Виолле-ле-Дюк (1814 -1879), французский архитектор

БЕСЕДЫ ОБ АРХИТЕКТУРЕ (фрагмент)

Предисловие

Если не 2000 лет назад, так 200 лет тому назад точно, - тонкости фундирования архитекторам были известны. О чем свидетельствует три страницы текста из «Бесед об архитектуре». Виоле ле Дюк оперирует такими понятиями как, - сжимаемые и несжимаемые грунты, твердые грунты и пластичные, наносные, илы и материковые грунты, глина, мергель и песок, сдвиг, осадка и неравномерные  осадки,  искусственная скала, насыпные грунты, устойчивость, глубина заложения, плотность грунта, карстовость и оползневые свойства, свайное фундирование и  грунтовые подушки, плитные фундаменты, сосредоточенные и равномерно распределенные нагрузки, дренажи, борьба с оползневами явлениями и с капиллярным поднятием влаги, выщелачивание раствора и различные методы по борьбе с сыростью стен.Ю. Прокуратов

ФУНДАМЕНТ

Древние греки преимущественно строили на скале, и их фундаменты — это, по правде говоря, не более, как цоколи, выполненные из камней, ровно уложенных без раствора. Если в поисках несжимаемого грунта им приходилось рыть глубокие котлованы, они укладывали в них рядами насухо камни, иногда скреплявшиеся железными скобами, и возводили на этой тщательно выложенной груде кладку цоколя. Незначительный вес их зданий, обычно небольших, не требовал очень прочных фундаментов.

Древние римляне, возводившие множество гигантских сооружений, не терпящих, благодаря их монолитной структуре, никакого сдвига, никакой осадки, должны были возводить под ними фундаменты, расточая такие предосторожности, каких мы не встречаем с тех пор ни в одном сооружении. Древние римляне старались дойти до материка, как бы глубоко он не залегал; найдя его, они заполняли большие котлованы грубым бетоном, состоявшим из каменных блоков, мелкого камня и высоко качественного  раствора, и на этой искусственной скале воздвигали свои постройки.

Когда мы хотим возвести фундамент: мы должны добиться совершенной устойчивости, потому что наши здания велики, и выполнить требования экономии. Следовательно, необходимо рассмотреть методы, удовлетворяющие этим условиям. Наши города уже не строятся на плоскогорьях и возвышенностях; они, наоборот, тяготеют к воде и часто вырастают даже на болотах. Здесь уже не всегда встретишь твердый грунт, но находишь наносную почву, ил, свежие отложения, сжимаемые грунты.

Искусство архитектора должно восполнить то, в чем отказывает ему природа. Все «материковые» грунты, т. е. отличающиеся естественным наслоением, несжимаемы за исключением некоторых случаев. Можно возводить фундамент на песке, на глине, на мергеле с такой же и еще большей безопасностью, чем на скале или на туфе, ибо отложения песка, глины и мергеля однородны, плотны и не имеют пустот; тогда как бывает, что скалы иногда имеют незаметные пустоты и размываются или оползают под тяжелой нагрузкой.

Часто материк залегает на такой глубине, что пришлось бы затратить огромные суммы, чтобы его обнажить и очистить от покрывающих его наносных слоев земли. В таких случаях в средние века, да и вплоть до наших дней, в эти наносные слои земли забивали до отказа сваи, на них настилали дубовый ростверк и на этом ростверке укладывали нижние ряды каменной кладки. Эта система имела два недостатка: она обходилась очень дорого и при неравномерной забивке свай получалась неровная осадка и вследствие этого — трещины в сооружении.

С начала ХIХ века для фундаментов стали применять для нижнего слоя бетон,* т. е. смесь раствора из гидравлической извести и мелких камней примерно одного размера. Хороший бетон обладает свойством монолитной, однородной, несжимаемой массы, со временем затвердевающей в настоящую скалу, которую не берет никакой инструмент. Следовательно, если на мягкий, сжимаемый грунт уложить достаточно толстый слой бетона, то получается однородный наст, нелегко разрушающийся и на котором можно возводить каменную кладку. Толщина нижнего слоя бетона должна быть пропорциональна  нагрузке, которую он будет нести и он обладает тем преимуществом, что влияния сосредоточенных нагрузок распределяются по всей его значительной поверхности, благодаря чему уменьшается возможность неравномерной осадки.

Нет такой плохой почвы (если только это не совершенно свежие насыпи), которая не уплотнилась бы сама собой вследствие просачивания дождевых вод и собственного веса. Поэтому она на большом протяжении всегда представляет собой поверхность, способную выдержать данную нагрузку. Весь вопрос, следовательно, состоит в том, чтобы распределить нагрузку на поверхности, которая своей протяженностью возместит недостающую ей плотность. Здесь должны вмешаться опыт и наблюдатель-ность архитектора.

Влажные почвы значительно менее сжимаемы, чем сухие. Таким образом, если вы уложите на ил, пропитанный влагой наст из бетона толщиной в 1 м, то на этом насте вы можете без всяких опасений возвести каменное здание, состоящее из отдельно поставленных устоев и из стен высотой в 20 м. Здание, может быть, осядет, опустится, но это явление будет происходить равномерно и не вызовет в здании трещин.

Некоторые виды илистой глины, высохшие на воздухе, делаются легкими и не более плотными, чем торф, тогда как на своем естественном месте, под почвой, пропитанной влагой, они не сжимаются даже под очень большой нагрузкой, при условии, что между этой нагрузкой и этим илом вы поместите бетонный наст, который в данном случае будет играть роль плота на толстом слое жидкого грунта. Следовательно, необходимо удостовериться, не просыхали ли эти илистые глины в течение известного времени и остается ли степень их влажности постоянно одинаковой.

Мы видели, как старые здания, не испытавшие никакой осадки, давали трещины после дренажа той почвы, на которой они стояли. Нужно опасаться выдавливания илистых почв из-под бетонного наста в тех случаях когда постройки окружены пустотами: широкими сточными канавами и т. п. или даже тогда, когда грунт вокруг построек не уплотнен системой хорошо содержимых  дорог или соседними постройками.

Во избежание этой неприятности, т.е. выдавливания почв из-под тяжести бетонного наста, хорошо делать вдоль края этого наста, с нижней стороны, бетонные выступы, служащие заслоном, эти выступы  не дадут илу выдавиться под нагрузкой. В этих случаях всегда нужно принимать еще одну меру предосторожности, а именно: до того, как укладывать бетон, нужно покрыть илистый грунт слоем хорошего песка или гравия толщиной несколько сантиметров. Этот слой песка придает илу плотность, а главное, препятствует разрушению бетона от соприкосновения с илом, пока бетон еще не вполне затвердел.

Хотя устройство бетонного наста стоит не так дорого, как сплошная забивка свай, оно тем не менее сопряжено с большими расходами. Если  нужно уложиться в очень точные рамки в отношении расходов, то можно прибегнуть к одному способу, который часто бывает удачным. Нужно соорудить вне периметра здания на дне котлована стену, выложенную на растворе из гидравлической извести в 50 см толщины и такой же высоты и заполнить всю середину, т.е. площадь, которую займет здание, хорошим песком, хорошо утрамбованным и увлажненным. На этом искусственном основании можно затем выкладывать фундамент. Осадка происходит, но равномерно. Этим способом можно пользоваться тогда, когда вес возводимых зданий не слишком велик.

Случается, что на дне котлована вы находите русло прежде протекавшего здесь ручья или засыпанную канаву и, таким образом, наряду с прекрасным грунтом, например туфом, имеется провал, более или менее обширное пустое пространство. Если этот провал не очень широк, то достаточно наискось срезать туфовые стенки и разравнять засыпку, сделав ее двускатной, а пустой промежуток залить бетоном, не стараясь дойти до дна засыпанной канавы. Таким образом вы получаете подобие бетонного свода, которому придаете толщину в зависимости от приходящейся на него нагрузки.

Я не намерен диктовать здесь абсолютные правила, я хочу лишь дать некоторые указания, о ценности которых при различных обстоятельствах предоставлю судить архитектору, ибо сколько случаев, столько же различных способов. Архитектор, не обладая элементарными практическими познаниями, часто слишком охотно полагается в этих вопросах на советы подрядчиков, естественно не заинтересованных в сокращении расходов и из страха ответственности предпочитающих применять те способы, в надежности которых они уверены, хотя бы они и стоили очень дорого.

Мы видели, как возводили фундамент под сравнительно тяжелые сооружения на отвратительном иле, смешанном с перегноем, предварительно прорезав в этом иле конические отверстия на некотором расстоянии одно от другого; эти отверстия заполняли хорошим песком и все заливали слоем бетона толщиной от 30 до 40 см, — никакой осадки не происходило. Так что в наши дни только торфяные болота нужно считать безусловно плохим грунтом, в который необходимо забивать сваи, когда хотят построить более или менее значительное сооружение.

Глинистые почвы представляют собой отличный несжимаемый грунт, если устранить возможность их оползания и выдавливания из-под нагрузки; это легко сделать на ровном и однородном грунте; но если глина лежит на склоне холма, то надо опасаться, что, нагружая ее, вызовешь выдавливание или сползание ее по склону, на котором она лежит. В этом случае нужно принять самые энергичные меры предосторожности, чтобы не дать почвенным и даже дождевым водам увлажнить эту глинистую почву и этим вызвать ее сползание. Тут необходимо до возведения фундамента провести дренажные каналы и отводящие воду далеко от площадки, на которой устанавливается здание.

Допустим, что здание, расположено на склоне состоящем из глины. Необходимо будет провести снаружи вдоль всей стены дренажный канал, прорезанный отверстиями в стенке, дно которого будет помещаться немного ниже первого ряда кладки фундамента. Этот канал будет, разумеется, иметь довольно крутой уклон, и стекающие в него воды будут отведены далеко от сооружения. Кроме того, это отличный способ избежать сырости в погребах  нашего здания, а следовательно, выщелачивания в рядах кладки цокольного этажа.

Если соображения экономии не позволят устроить дренажный канал, то нужно по крайней мере расположить фундамент стены, стоящей выше по склону, ниже фундамента стены, стоящей ниже по склону, и стену обмазать с наружной стороны до основания цементным раствором. Таким путем мы добьемся того, что весь участок глинистого грунта останется сухим, и воды, оставят над собой толстый пласт глины достаточно плотным, чтобы не быть выдавленным под тяжестью фундамента, расположенного выше по склону, и противостоять сползанию подпочвы.

Если грунт состоит из чистой глины, т. е. из вещества очень скользкого и жирного, хорошо (приняв все вышеизложенные меры предосторожности) перед тем, как укладывать бетон и начинать кладку, набить в основание ударами бабы куски сланца или небольшие плиты из бутового камня твердой породы, уложенного на ребро, или даже небольшие плоские и острые дубовые клинья длиной в 40—50 см. Строя на этих глинистых грунтах, всегда хорошо придать достаточно сильное уширение нижней части фундамента.

Древние римляне принимали бесчисленные меры для оздоровления и осушения помещений подвального этажа. Для достижения этого применяли разные способы. Если помещение находилось ниже уровня земли, они возводили снаружи подпорную стену, оставляя изоляционную полость; эту подпорную стену они соединяли с основной стеной в нескольких местах кирпичами, прорезали в подпорной стене отверстия, а внизу делали желоб с уклоном, чтобы отводить наружу влагу, просачивающуюся сквозь отверстия. Назначением этих кирпичей было не давать подпорной стене поддаваться под давлением земли. Иногда древние римляне довольствовались обмазкой стены со стороны земли толстым слоем раствора. Просочившаяся влага стекала по этой водонепроницаемой обмазке и не могла проникнуть в каменную кладку.

При постройке стен погребов мы почти всегда пренебрегаем их внешней штукатуркой. Если эти шероховатые фундаментные стены не обмазаны, влага в конце концов всегда проникает в них. Убедившись в том, что несчастье уже произошло, мы пытаемся бороться с ним путем водонепроницаемой обмазки изнутри, но этот способ ни в какой мере не может воспрепятствовать проникновению в стены сырости, вызывающей в них выщелачивание, вследствие чего отваливается штукатурка.

В средние века строители применяли отличный способ, устраняющий проникание сырости в стены подвального этажа; они облицовывали эти стены с наружной стороны прекрасно высокими рядами кладки так же тщательно, как и надземные части. Вода, просачивающаяся из земли, не могла задержаться на этой облицовке и стекала по ее поверхности, не проникая в каменную кладку.

Некоторые сорта камня обладают, однако, такой гигроскопичностью, что, будучи помещены на открытом воздухе над фундаментом, немедленно всасывают почвенную влагу и поднимают ее постепенно на довольно большую высоту, - таковы песчаники. Существует только один способ воспрепятствовать действию этой капиллярности: между верхней частью фундамента и первым надземным рядом кладки поместить слой такого непромокаемого вещества, как битум, пласты сланца или даже хорошо гудронированный картон. В средние века часто применяли тонкие плиты из шифера для устранения действия капиллярности, столь вредного для сохранности сооружений, построенных на уровне земли; ибо мы наблюдаем, что, например, ряды песчаника, уложенные непосредственно на фундамент и образующие цоколь, поглощают значительное количество воды, достаточное для того, чтобы вызвать разрушение первых рядов уложенных над ними камней мягкой породы, тем более быстрое, что некоторые из этих песчаников в изобилии содержат соли.

В больших изолированных зданиях, как, например, в замках, не будут излишни никакие меры предосторожности для обеспечения сухости надземных стен; это достигается либо при помощи дренажных каналов, либо обмазкой верхней части фундамента, либо, наконец, укладкой промежуточного изоляционного слоя.

* Бетон — римского происхождения. Древние римляне применяли бетон не только для фундаментов, но и для сводов и сплошных стен, облицованных бутовым камнем, обколотым снаружи, или кирпичом.

 

 

konstr.narod.ru