Как делался фундамент в старину на сыром грунте и с ключами
Основа всего дома и его долговечность и надежность в прямую зависят от того как и на какую глубину сделан фундамент. Конечно ширина и глубина фундамента зависят от грунта и того, какой вес будет у будущего дома. Особенно тяжело строить на слабых, изобилующих высокими грунтовыми водами и ключами почвах. Например, в Санкт Петербурге до революции строили следующим образом.
“При глубоких же рвах, ввиду возможного сползания откосов их укрепляют досками и распорками. Если место постройки изобилует ключами, то следует принять меры к глушению их; глушение ключей в глинистых и других плотных грунтах производится забивкой короткой сваи в то место, где показался ключ на глубину 1—1,5 аршина; в образовавшееся отверстие от вынутого бревна забивают мешки с глиной, сухим цементом или бетоном, после забивки, воду до отвердения ее откачивать не следует.
В песчаных и гравенистых грунтах эти приемы глушения ключей нe применимы и прибегают при сильном притоке воды к устройству грунтовой перемычки. Для чего, отрыв котлован и выровняв его дно, забивают шпунтовые ряды и ожидают пока вода не перестанет во рву подниматься; затем погружают бетон, посредством мешков, воронок или других приспособлений. При толщине слоя бетона в 1,5—2 фута он будет вполне непроницаем для воды.”
“Практическая строительная памятная книжка” А.И.Тилинский
После устройства котлована делали разметку будущего фундамента (верх. рис.).
“для чего по осям бутовой кладки, отстоявшим от осей кирпичных стен наружу на 0,05 саж. натягивают причалки, которые при помощи отвеса с перекинутых через рвы осей, проектируют линию оси на дно котлована и отмечают ее колышками, от которых в перпендикулярном направлении откладывают величины а/2 +h,где а- ширина фундамента по верху (величина известная в зависимости от толщины стены)
h- глубина фундамента, определяемая непосредственно измерением, (расстояния от дна рва до верха колышка, выставленного на бровке, определяющего обрез фундамента), и (1/10 h) уклон боковых плоскостей бутовой кладки.”
В среднем, глубина фундамента в Санкт Петербурге принималась не менее 1 сажени (2,13 метра)
Толщина же стен рассчитывалась в зависимости от этажности здания, чем выше и больше этажей, тем толще основание здания.
После установки шаблона профиля основания приступали к строительству бутового фундамента. Первые два ряда укладывались из самых крупных камней на сухой грунт и защебенивали все промежутки между ними мелкими камнями с песком и утрамбовывали. Следующие ряды клали так. По краям устанавливали на растворе “верстовые” камни с перевязкой, а центр заполняли бутом. Раствор должен был заполнить все пространство. Для этого камни с раствором смачивали водой и если вода уходила, счищали раствор и набивали вновь.
Наилучшими растворами считались гидравлические. Более подробно о них, в другой статье .
Цементно-песчаные 1 к 3, 1к 4, или 1 часть цемента, 1 гашеной извести и 6-7 частей песка.
В сырых местах делали обязательно дренаж причем с двух сторон фундамента и глиняный замок с внешней стороны по всему периметру.
Также применяли подпорные стены из кирпича на асфальтовом растворе, как снаружи, так и внутри здания.
Сегодня кажется невозможным, устройство сложных фундаментов из кажется простых материалов, но сделанных так, что через столетия не требуют никакого ремонта. Всевозможные арки и контрарки, опорные колонны и своды, способные выдержать землетрясения. Мы видим дома стоящие без крыши и ремонта долгие годы практически не разрушаясь.
На моем сайте много старинных книг о строительстве. Книги можно скачивать и изучать. Ведь не зря говорят, что все новое, это хорошо забытое старое. Для перехода на сайт нажмите сюда.
Источник
Фундаменты домов 19 века
Фундаменты зданий — строительные конструкции, расположенные в толще грунтов — защищены от прямых атмосферных и иных воздействий внешней среды, они могут сохраняться веками даже после исчезновения надземных объемов зданий. Сказанное не означает, что фундаменты всегда долговечнее наземных конструкций зданий, в определенных условиях, обусловленных климатом, особенностями геологический среды, техногенными воздействиями фундаменты получают опасный износ в относительно короткие сроки, а грунты оснований — деформации, приводящие к аварии. В этих случаях в стенах и сводах перекрытий зданий появляются трещины, постройки могут получать крен, перекос и прогиб, может возникнуть обрушение здания в целом или его отдельной части. В этих случаях возникает особая проблема — усиления фундаментов и оснований. В полной мере сказанное относится и к историческому ядру Санкт-Петербурга и даже к «спальным» районам города. Важное место в этом направлении строительства занимают геотехнические проблемы, т.е. вопросы усиления и реконструкции оснований и фундаментов. При оценке недвижимости необходим комплексный подход к разрешению задачи, это означает, что требуется объективная оценка не только видимых частей зданий (стен, перекрытий, лестничных клеток), но и скрытых, прежде всего, фундаментов, конструкций подземных объемов зданий (стен подвалов, сводов и арок, гидроизоляции, дренажных устройств). Пренебрежение этой информацией приводит к тяжелым последствиям, непредвиденным расходам. Например, жилой дом на 8-ой Советской улице несколько лет назад был приватизирован и подвергся глубокой и дорогостоящей реконструкции. Однако, состояние фундаментов, и главное, строение основания в проекте реконструкции не рассматривалось. Старые трещины в стенах были расшиты, здание было отделано, («евроремонт»), сдано в эксплуатацию. По прошествии трех лет в стенах раскрылись трещины, поскольку под зданием залегает слой торфа переменной толщины, а под фундаментами — полусгнившие бревна-лежни. Для устранения возникших неполадок потребуется дорогостоящая реконструкция фундаментов, состоящая в пересадке здания на сваи. Как правило, информация о конструкции фундаментов и, тем более, об их техническом состоянии, в исторических чертежах отсутствует. Архитекторы прошлых столетий, за редким исключением, фундаменты на чертежах не изображали. Назначение конструкции, материалов, основных размеров фундаментов было прерогативой подрядчика, который опирался на вековую традицию, собственный опыт. Качество фундаментов во многом зависело от порядочности подрядчика, как профессионала. Тип фундамента определялся массой здания, грунтовыми условиями площадки, о которой не всегда имелась достаточная информация, набором местных материалов. В связи с указанным следует отметить два момента 1) Необходимая информация может быть получена посредством вскрытия фундаментов шурфами, выполнением обмеров, испытаний материалов и грунта несущего слоя. Результаты обследований представляются в форме поперечных разрезов фундаментов всех несущих стен и колонн здания, дается оценка о величине расчетного сопротивления основания, которая сопоставляется с фактическим давлением на грунт. 2) В центральных районах города с поверхности, до глубин порядка 20 м повсеместно залегают слабые грунты (текучие глины и суглинки, рыхлые водо-насыщенные пески, открытые и погребенные торфа, техногенные грунты ( свалки, отвалы зол и других отходов производств). Плотные грунты — морена — суглинок в валунами и коренные глины залегают глубже 20 м, а местами (например, в береговой зоне Васильевского острова) глубже 50 м.
Рис.1. Разрез фундамента несущей фасадной стены дома Лобанова-Ростовского (Вознесенской пр.,1) — пример высоко надежного фундамента, обеспечившего нормальные условия эксплуатации здания в течении 180 лет. (фото в шурфе вскрытие 2000 г.).
По указанным причинам до 60-х годов 20 века обеспечить зданиям безосадочное основание было технически не возможно, поскольку деревянные сваи не могли быть длиннее 12 м. Пример Исаакиевского собора подтверждает сказанное. Известно, что это здание, размерами в плане примерно, 100х100 м, имеющее массу около 3000000 кН, построено на фундаменте в составе которого 24000 деревянных свай и сплошная плита из природного камня, заглубленная в грунт на 5 м. Затраты на этот фундамент были весьма велики: по смете, имеющейся в архиве, они составили 10% затрат (2 млн. рублей серебром). Несмотря на это осадка здания превысила 1 м, разность осадки, выразившаяся в форме крена полов здания достигла почти 40 см Износу подземных конструкций зданий способствовали и такие факторы, как неуправляемый рост культурного слоя, высокий уровень грунтовых вод и силы морозного пучения грунтов, вибрации, вызванные транспортными нагрузками, строительством, промышленностью. Первые 100-120 лет со дня основания города фундаменты «казенных» зданий строились особенно тщательно. В траншеи, окопанные под ленточные фундаменты стен несущих, стен забивались деревянные сваи, по верх которых выполнялась кладка фундаментов. Именно так были построены фундаменты стен Петропавловской крепости, Петропавловского собора, Ростральных колонн, Александровской колонны, Исаакиевского собора, многих других. Некоторые здания (пример-Зимний дворец, Новый Эрмитаж) были построены на сплошных плитах…
Рис.2. Разрез фундамента дважды надстроенного доходного дома №47 по ул. Моховой, усиленный «прикладом» известняковым камнем без перевязки — пример фундамента неудовлетворительного качества.
Во второй половине 19 века появились доходные дома, этажность которых от десятилетия к десятилетию возрастала и достигла в начале 20 века 7 этажей. При этом качество фундаментов стало заметно хуже, допускались многочисленные отступления от прежней традиции, «Устава строительного Российской империи», от здравого смысла. На рис. 1 представлен разрез весьма надежного фундамента дома Лобанова-Ростовского, фундамента доходного дома № 47 по ул. Моховой, фундамента Большого Гостиного двора (БГД).
Рис.3 Фундамент несущей поперечной стены здания Большого Гостиного Двора (Перинная линия)
а) Разрез;
б) фото в шурфе (вскрытие 1998 г.)
Первый из них, несмотря на плохие условия эксплуатации в 20-м веке, прекрасно сохранился до наших дней: в стенах нет деформационных трещин, несмотря на сложную форму здания в плане и отсутствие осадочных швов. Второе здание (рис. 2) было дважды надстроено, фундаменты (до революции) были уширены «прикладом» — весьма неумело. Результат — интенсивный износ конструкций, трещины в стенах, здание требует капитального ремонта, фундаменты — усиления. Современное техническое состояние здания из-за деформаций основания не удовлетворяет требованьям, дом подлежит капитальному ремонту. Особенно плохо были выполнены фундаменты БГД, буквально, из подручных материалов. Из рис. 3 следует, что в составе фундамента, обследованного нами в 1998 г. — бревна, валуны, плиты известняка, кирпич. Высотная съемка показала, что стена здания по Перинной линии имеет разность осадки около 0,5м. За последние 50 лет в городе случались геотехническое аварии, которые не получили освещения в технической печати. Поэтому одни и те же ошибки изысканий, проектов и технологии повторялись. Практика позволяет выделить следующие главные ситуации, в которых в Санкт-Петербурге возможно возникновение аварий фундаментов, следовательно, и зданий: а) период окончания строительства, когда при быстром возрастании нагрузки на основание сказываются технологические нарушения работ в котлованах, что может приводить к кренам, перекосам стен, потере устойчивости грунтов; б) строительство подземных сооружений в близи от зданий (метрополитен, тоннельные коллекторы сточных вод, гаражи и бомбоубежища, подземные переходы, авто тоннели); в) строительство новых зданий возле существующих; г) надстройка зданий новыми этажами; д) углубление подвалов; е) опасное развитие неравномерной осадки основания; ж) прорывы коммуникаций (водоводов) с размывом грунтов основания. Приведем примеры. В 1973 г. при завершении строительства 6-этажного дома в г. Пушкин возник выпор грунта из под подошвы фундаментов в подвал; здание просело на 120 см за 2 месяца, получило повреждения и было разобрано. Анализ причин показал, что котлован, окопанный на проектную глубину 2 м, был открыт два года. За это время существенно изменились свойства грунта и принятые в проекте размеры подошвы фундаментов несущих стен оказалась не достаточными. В 1988 г. было по обращениям жильцов было выполнено обследование надземных конструкций и фундаментов дома №32 по набережной Робеспьера. Установлено, что здание наклонено в сторону набережной и авто тоннеля, при этом карниз фасадной стены сместился от вертикали на 50-62 см, а разность отметок междуэтажных перекрытий (поперек здания) достигла 30 см. Результаты высотной съемки цоколя показали, что разность высотного положения отдельных точек превышает 52 см, стены получили прогиб и связанные с этим сквозные трещины. Несмотря на значительные затраты на усиление фундаментов, усиление стен стяжками и рамами, здание было признано аварийным и подлежит сносу. Заметим, что половину первого этажа занимала страховая фирма, которая вложила значительные средства в оборудование и отделку офисных помещений. В течении 10 лет предпринимались попытки выполнить капитальный ремонт жилого дома №1 на Малом проспекте Васильевского острова, постройки 1912 г. Как показали обследования, это здание имело крен в сторону набережной Адмирала Макарова с отклонением карниза наружной стены более 50 см, разность отметок полов первого этажа превысила 60 см, в стенах имелись многочисленные зияющие трещины. Установлено, что здание, расположенное у истока реки Смоленки, занимает участок русла реки Малая Нева, которое было поднято насыпным грунтом низкого качества. Пытаясь «прорезать» насыпной грунт, строители выполнили из бутового камня фундаменты, подошва которых заглублена была в грунт на 5,2 м (на 2 м глубже уровня воды в реке). По данному параметру этот фундамент не имеет аналогов, его строительство в начале прошлого века явилось технологическим достижением. Тем не менее, прорезать 8-метровую толщу насыпного грунта не удалось и осадка здания превысила допустимые пределы в несколько раз. Здание пришлось разобрать, на его месте возводится гостиница… Фундаменты зданий, построенных в 19-м столетии, и ранее были выполнены из местных каменных материалов (известняка плитняка, колотых и цельных валунов), кирпича-пережога на известняковом растворе. Они часто включали деревянные элементы — бревна-лежни, иногда массивная кладка выполнялась поверх забитых в грунт деревянных свай. Фундаменты зданий, другие конструкции со временем получают физический износ — результат, воздействия на них техногенных и природных факторов. К техногенным факторам износа относятся: строительство подземных сооружений закрытым способом (метрополитенов, тоннельных канализационных коллекторов; искусственное понижение уровня грунтовых вод происходит при устройстве дренажей, канализации, откачки воды из котлованов. При этом осушаются и загнивают деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи), фундаменты получают большую и неравномерную осадку. Надстройка зданий увеличивает нагрузки на фундаменты, что приводило иногда к потере устойчивости грунта основания или к опасной осадке; механическая суффозия грунта, т.е. вынос тонких фракций грунтов фильтрационным потоком воды — результате работы дренажей, канализации, откачки воды из траншей, строительных котлованов; рост культурного слоя — не управляемый процесс накопления насыпных грунтов на улицах. В первые десятилетия существования города власти поощряли меры по подъему территорий, как средство борьбы с наводнениями. Рост культурного слоя приводил к тому, что кирпичная кладка стен, сводов, обладающая капиллярностью, обводнялись, теряла прочность в зданиях возникла сырость. К природным фактором деформаций оснований относятся: Неравномерная осадка оснований — процесс длительного уплотнения грунтов в результате воздействия нагрузки от массы зданий и сооружений. Как показывают наблюдения, осадки зданий в Санкт-Петербурге развиваются десятками лет. К примеру, гостиница «Россия» в Санкт-Петербурге, законченная строительством в 1961 г., к 1963 г имела среднюю осадку около 50 см, в последующем развитие осадки продолжалось со скоростью до 0,5 см/год, несущие продольные стены здания получили прогиб, в них развились опасные трещины. Выветривание материалов фундаментов, понижает прочность фундаментов как конструкций. Промерзание — оттаивание грунтов, особенно опасное для не отапливаемых домов (например дач, которые зимой не эксплуатируются с развитием просадки основания зданий. Обычно техногенные и природные факторы действуют на основания сооружений совместно. Признаками опасных деформаций оснований зданий являются характерные трещины в стенах (простенках, межоконных перемычках, кирпичных сводах и арках межэтажных перекрытий и др.), искажение формы коробки здания, которая устанавливается высотной съемкой цоколя или обреза фундамента (по ее результатам можно выявить прогибы, крены, перекосы стен) измерение отклонения стен от вертикали, сдвиги перекрытий, перекосы лестничных маршей и ряд других признаков. Усиление оснований и фундаментов рационально совмещать с капитальным ремонтом зданий. Иногда эти работы требуется выполнять и в заселенных домах или эксплуатируемых общественных зданиях. Строительная практика знает немало случаев, когда после усиления основания здание или его блок выправляли посредством домкратов или, наоборот, опускали, создавая с помощью бурения пустоты в несущем слое основания, которые приводили к управляемой осадке. В изучаемой проблеме следует различать три строительных ситуации: а) Большой износ фундаментов, развитие деформаций грунтов, требуется выполнить усиление фундаментов зданий и сооружений, закрепление грунтов основания. б) При увеличении нагрузки на фундаменты и основание в целях осуществления надстройки зданий, замены оборудования на более массивное, углублении подвалов должна быть выполнена реконструкция фундаментов. в) При проектировании строительства на соседних участках может потребоваться превентивное закрепление основания в целях уменьшения дополнительной осадки. Способы усиления и реконструкции фундаментов и закрепления основания можно, условно, разделить на две группы: «традиционные» и «современные». Традиционные способы состоят, преимущественно, в увеличении ширины подошвы фундаментов, т.е. обеспечивают уменьшение удельного давления на грунт. Другой способ — углубление подошвы фундамента, что может обеспечить: опирание подошвы фундамента на подстилающий плотный грунт, замену сгнивших деревянных элементов минеральным материалом. Усиление фундаментов домов, попавших в зону подработки при строительстве метро, обычно осуществляется подведением под поврежденное здание сплошных фундаментных плит . Работы по усилению фундаментов традиционными способами были трудоемкими, отнимали много времени и средств. Современные способы усиления фундаментов и оснований базируются на двух принципах: 1)»пересадка» здания на сваи и 2) закрепление грунтов оснований инъекцией в грунт строительных растворов. Кроме того, эти работы обычно включают меры по усилению кладки фундаментов. Отличительной особенностью свайных технологий является необходимость применения малогабаритной техники, приспособленной для работы в низких помещениях (в подвалах, в первых этажах зданий). Особо ответственной и сложной является задача о возможности и условиях надстройки здания одним или несколькими этажами, поскольку при этом требуется установить: а) достаточна ли прочность тела фундамента; б) не потеряет ли несущий слой основания устойчивость от дополнительной нагрузки; 3) допустима ли осадка, которая возникнет в результате надстройки. На этой основе выносится решение о том потребуется ли выполнить усиление основания и фундамента, разрабатывается проект реконструкция фундамент и основания, определяется технология ее реализации.
Литература 1. Р. Леггет. Города и геология. Изд. «Мир». М., 1976. 2. П.А. Коновалов . Основания и фундаменты реконструируемых зданий. 2-е, изд. перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1988. 3. В.К. Соколов Реконструкция жилых зданий. — М.: Стройиздат, 1986. 4. С.Н. Сотников, В.Г.Симагин, В.П.Вершинин. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений. По ред. С.Н. Сотникова. -М.: Стройиздат, 1986. 5. ТСН 50-302-96. Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге и на территориях административно подчиненных Санкт-Петербургу. Разд. 3.7. Изд. официальное. Мэрия Санкт-Петербурга, 1997. 6. Е.М. Пашкин. Инженерно-геологическая диагностика деформаций памятников архитектуры. — М.: Высш. шк., 1998.
Журнал «Недвижимость: экономика, управление»
Источник