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.).
Постройка дома. Советы столетней давности.
Давайте заглянем в книгу начала 20-го века и
посмотрим на рекомендации по строительству дома. Казалось бы, ну чего
там интересного в этой бородатой книге, за сто с лишним лет уже все
изменилось: технологии, инструмент, цены, строительные материалы и т.д.
Да, многое изменилось, но все-таки интересно было почитать. Почитать и
узнать (как не строителю, строители-то все это наверное знают): что
лучше при строительстве дома использовать лес зимней рубки, так как
бревна в этом случае могут прослужить гораздо дольше, чем те, которые
были срублены летом; что для определения времени рубки леса можно
воспользоваться обычным йодом; что оказывается не все равно каким
концом закапывать деревянный столб в землю и почему не все
равно... Почитайте, может быть и вы для себя узнаете что-то интересное.
Как обычно мы перенабрали дореволюционный текст
современным гражданским шрифтом, при этом не исправляя некоторые слова,
например - "нижняго венца". Еще мы не стали редактировать
содержание, оставили его как есть со старинными ценами, старинными
марками материалов и т.д. Также, как всегда, напоминаем вам некоторые
российские меры длины, которые были в обиходе до революции:
1 сажень = 2,1336 метрам
1 аршин = 70,90 см
1 фут = 30,48 см
1 вершок = 44,45 мм
1 дюйм =25,40 мм
Квадратная сажень = 4,552 м^(2)
Квадратный аршин = 0,05058 м^(2)
ПОСТРОИКА ЗДАНИЙ *).
*) Заметки, обазначенныя знаком - *, принадлежат перу инженера В. Чижевскаго.
ПОСТРОЙКА ДОМА.
Какой бы дом ни строить, прежде всего необходимо
выбрать соответствующее место. Следует выбирать места возвышенныя,
песчаныя и имеющия уклон. Глинистых, низменных и болотистых мест лучше
избегать.Порешив построить дом и найдя для него место, будущий
домовладелец должен составить проект дома. План или проект дома можно
составить без участия архитектора, приняв в рас счет все требования и
нужды семьи, но лучше, конечно, обратиться к содействию архитектора.
Когда план дома одобрен, архитектор изготовляет подробные планы,
разрезы и фасады. После проекта самым главным является смета. Смета
может быть приблизительная и подробная. Высчитано, что постройка
каменнаго, дома обходится от 60 до 100 руб. за 1 куб. сажень,
деревянный дом, крытый железом - от 25 до 45 руб., а крытый
тесом или толем - 20 - 30 руб. за 1 куб. сажень.
Работы могут производиться хозяйственным порядком и
подрядным. Первый состоит в том, что покупка материалов и наем рабочих
производится самим хозяином, второй заключается в том, что работы
сдаются одному или нескольким подрядчикам. Основанием сметных
расчетов может служить действительная стоимость отдельных работ или же
„Урочное Положение" и „Справочныя цены", издаваемыя городскими управами. Для
постройки каменнаго дома достаточно одного года. Начать следует весной
или летом, чтобы к зиме здание подвести под крышу, т. е. окончить его
„вчерне". С весны начинается внутренняя и наружная отделка дома,
плотничьи и штукатурныя работы.
Перед началом работ необходимо получить разрешение
на постройку. С этой целью в техническое отделение городской управы
подается прошение о разрешении. При прошении прилагаются чертежи.
Чертежи должны быть снабжены подписью городского архитектора. По
получении разрешения архитектор подписывает обязательство об исполнении
работ на основании законов и правил. Затем уже заявляется в участок о
приступе к работам.
Фундамент каменнаго дома.
Прежде всего приступают. к планировке места, т. е. к
расчистке его и выравниванию: снимают бугры засыпают ямы и - в случае,
если почва слишком наклонная - делают ровный наклон. По окончании
планировки места переходят к разбивке дома. На земле отмечаются главныя
линии и углы дома. Собственно, переносится план дома с карты на землю в
натуральных размерах. Делается это так. На плане проводятся две черты,
проходящия по возможности по средине здания. Черты эти расположены под
прямым углом, образуя крест; называются оне осями. Такия же оси
проводятся на месте постройки, приблизительно посредине будущаго
здания. Оси отмечаются бечевками, туго натянутыми между кольями. В
точке пересечения шнуров вбивается в землю кол. От него идут все
измерения. Отмеряются сперва капитальныя стены, т. е, такия, под
которыя будет подведен фундамент. Линии стен отмечаются шнурами,
натянутыми между кольями, вбитыми в местах углов. Эти линии проводятся
вдвойне, указывая толщину стены и вместе с тем ширину фундамента.
Когда разбивка окончена, приступают к выемке земли для кладки фундамента.
Глубина заложения фундамента.
Мороз изменяет сырые грунты в объеме. В глинистых
грунтах и на мергеле фундамент опускают ниже горизонта промерзания. В
южных губ. России глубина промерзания-до 2 аршин, в северных,-до 3
аршин.
*Грунты под фундамент.
Твердые грунты считаются надежными для фундаментов
при толщине пласта не менее 1,5 сажени. К этим грунтам относятся туфф,
каменныя породы, галька и гравий. Разсыпчатые грунты (песок) для
фундамента надежны только при глубоком заложении; слой песка должен
быть не тоньше 2-х сажен. Сжимающиеся грунты не годятся для основания
фундаментов. Нельзя возводить фундаментов на,
торфе, на насыпи, на
растительной земле (черноземе), на
мергеде, на гипсе, на строительном мусоре.
Фундамент.
Фундамент под внутренния стены печи можно класть на глиняном растворе.
Фундамент сеней.
Под стены сеней в деревянных зданиях следует класть сплошной фундамент. Если эти стены на „стульях" то холодный воздух из сеней пройдет под нижний венец и охладит полы в соседних комнатах.
Освидетельствование фундаментов.
Чтобы отличить правильную кладку фундамента от засыпки, нужно обратить внимание на расположение камней. Если при размолке фундамента окажется, что часть камней расположена на ребро, то это - засыпка, залитая раствором.
*Фундамент из песка и цемента.
В местах, где дешев песок, выгодно изготовлять фундаменты из песка и цемента (пропорция 1: 18 и более тощий состав). Стоимость 1 куб. сажени составит около 34 руб. Бутовая кладка на известковом растворе стоит около 46 руб. куб. сажень. Песчано-бетонный фундамент надежнее бутового на извести. В три дня цементный раствор становится камнем и не дает осадки. Известковый же иногда несколько лет во влажном котловане не твердеет.
Железныя связи в фундаменте.
Если основание фундамента состоит из разных грунтов, то для равномернаго распределения давления в нескольких слоях цементнаго бетона закладывают железныя полосы. Полосы сообщают кладке способность сопротивляться растягивающим усилиям.
Стулья.
Пакгаузы, платформы, дома иногда ставят на стулья. Лучшая порода для стульев-лиственница и дуб, удовлетворительныя - пихта и сосна. Сосна рудовая часто-слойная (кандовая) значительно дольше служит, чем мендовая редкослойная (пресняк). Продолжительность службы стула также зависит от грунта. В глине дерево сохраняется долго, а в черноземе и навозном перегное скоро пропадает. Больше всего дерево гниет у поверхности земли. Не следует ямы столбов засыпать черноземом, перегноем, мусором и золой, а лучше - глиной.
Средства для предохранения стульев от гниения:
а) Осмолка. Приблизительная продолжительность службы осмоленных стульев: лиственницы 15 - 20 лет, дуба 10 - 15 лет, рудовой сосны 8 - 15 лет, пихты 8 - 12 лет, мендовой сосны 5 - 8 лет, ели 4 - 6 лет. b) Обжиг поверхности. У поверхности земли полезно, кроме обжига, смолить на ширину 6 вершков. Продолжительность службы обожженных стульев немного меньше, чем осмоленных. Загнивает скоро дерево по трещинам. с) Пропитывание хлористым цинком или креозотом. Пропитывают только сосну. Дуб и лиственница не принимают пропитки. Срок службы сосны, пропитанной хлористым цинком 8 - 16 лет, креозотом 15 - 20 лет, хлористым цинком (а после высыхания креозотом) 25 - 35 лет. d) Покрытие поверхности карболинеумом. Продолжительность службы 25 - 35 лет. e) Стулья зарывают комлями вверх. Такой столб сохраняется в полтора раза дольше, чем закопанный вершиной вверх.
Растущее дерево получает питание по древесинным сосудам снизу. Обратно двигаться ни сок, ни вода не могут: этому препятствуют заслонки в сосудах; дерево, обернутое вершиной в землю, не тянет торцом сырости из земли. f) Пропитывание известью. В известковом растворе мочат дерево в течение недели и больше. Известь залепляет поры, дезинфецирует от гнилостных грибков и микробов. Обветренная на воздухе известь соединяется с угольной кислотой и становится нерастворимой. Сосновыя стулья из пресняка, пропитанные в течение 2-х месяцев в известковом растворе, стоят до 40 лет.
Определение времени рубки леса.
Продолжительность службы стула зависит от времени года. Дерево зимней рубки почти в 3 раза дольше служит, чем летней. Для определения времени года, когда срублено дерево, можно окрашивать его поверхность иодовой настойкой (раствор иода в спирту). Если дерево примет темно-фиолетовый цвет, то оно срублено зимой (крахмал в клеточках древесины окрашивается иодом в фиолетовый цвет). Поверхность дерева, срубленнаго летом, окрасится в цвет иода (желтый).
Деревянныя стены.
Постель венцов делают не меньше 2 1 / 2 вершков. Это практическое требование исключает возможность рубить стены из бревен тоньше 3 вершков в диаметре. При соблюдении 2 1 / 2 - вершковых постелей качество срубов из тонкаго и толстаго леса в смысле теплопроводности нивелируется.
Остается выяснить экономический вопрос: из какого леса сруб дешевле?
Вот таблица стоимости срубов из бревен разных размеров.
|
Диаметр бревен в вершках |
Количество бревен в погонных саженях сруб |
Стоимость
бревен |
Стоимость
работы |
Стоимость
пакли и конопатки |
Общая
стоимость 1 кв сажени стены |
|
4 руб. 55 коп. |
2 руб. 20 коп. |
2 руб. 69 коп. |
9 руб. 44 коп. |
||
|
3 руб. 9 коп. |
2 руб. 00 коп. |
1 руб. 66 коп. |
7 руб. 56 коп. |
||
|
4 руб. 73 коп. |
1 руб. 80 коп. |
1 руб. 28 коп. |
7 руб. 81 коп. |
||
|
7 руб. 48 коп. |
1 руб. 80 коп. |
1 руб. 15 коп. |
10 руб. 43 коп. |
||
|
10 руб. 36 коп. |
1 руб. 80 коп. |
0 руб. 95 коп. |
13 руб. 11 коп. |
Из этой таблицы видно, что экономичнее других стены из 4-х и 5-ти вершковых бревен. Венцы сруба следует располагать так, чтобы комли и вершины чередовались. Стоимость сруба уменьшится по сравнению со стоимостью срубов из обтесанных бревен под одну скобку. Под обшивкой и штукатуркой не видно неоднородности венцов. В Польше рубят стены из 1 1/2 вершковых досок.
* Наружная защита стен облицовкой, обшивкой и штукатуркой.
Деревянные дома иногда облицовывают в 1/2 кирпича. От этого дом становится теплее, а сруб – долговечнее. Облицовку прикрепляют к стенам гвоздями в шахматном порядке на разстоянии 1 - 1,5-аршина по шву и чрез 4 - 5 рядов по высоте. Гвозди (4-7") забивают во время кладки так, чтобы головка гвоздя была на вершок от наружной поверхности. Стоимость 1 кв. сажени облицовки - около 5рублей 40 копеек. Обшивка тесом, окрашенная охрой на масле, стоит около 5 рублей. Наружная штукатурка стен стоит 2 рублей 20 копеек. Из этих цифр видно, что самая дешевая защита деревянных стен снаружи - штукатурка. Она, к сожалению, требует частаго исправления. Для прочности полезно в известковый раствор для штукатурки прибавлять немного цемента.
Изоляция нижняго венца от грунтовой сырости.
Для предохранения нижняго венца от гниения его нужно изолировать от сырости. Для этого: а) Смолят нижний венец. b) Обертывают его толем или войлоком. с) Прокладывают в кладке цоколя изолирующий слой (руберойд, джиант, бумага Геркулес, толь, слой изолирующей краски, слой асфальта, кровельное железо в цементном растворе). d) Цоколь или два ряда кладки в нем кладут из материала, непроницаемаго для воды (кирпич, железняк, гранит, клинкер).
Лес для нижняго венца.
Лучшие сорта леса для нижняго венца - следующие: лиственница, дуб, сосна рудовая.
Осмолка срубов. В Польше и Западном крае России принято смолить снаружи деревянные срубы домов. Осмоленные срубы стоять там несколько сот лет.
* Стены сараев из пластин.
Круглую сторону лучше оборачивать внутрь постройки. Достигаются следующия преимущества: а) Уменьшается поверхность окраски. b) Более прочная древесина сопротивляется атмосферным влияниям, а заболонь помещается в сухом месте. c) На круглых частях больше трещин.
* Деревянныя стены бань.
Срубы бань не следует обшивать. Бод обшивкой дольше сохраняется сырость, почему стены скорее сгнивают.
Доски стен соединяют в четверть или треугольным пазом (рисунок 2). Доски нужно оборачивать таким образом, чтобы в четверти или пазы не затекала дождевая вода.
Выбор длины бревен для срубов. Срубы стен, прогоны и др. работы экономичнее рубить из 9 - аршинных бревен, а не из 12 -13 - аршинных. Погонная сажень коротких бревен обходится дешевле, чем длинных.
Четверть следует снимать только с нижней стороны
доски, а сверху скосить край. Такая обделка доски дешевле; кроме этого
при усушке досок не образуется щелей. Четверти направляются вниз, чтобы
вода не затекала за обшивку (рисунок 3). 
Вертикальная обшивка хуже защищает стену от дождя, чем горизонтальная.
Края досок вертикальной обшивки нужно продорожить, как делается в
тесовых крышах. Доски следует прибивать в разбежку с перекрытием швов
на 3 / 4 - 1" (рисунок 4).
Обшивка и штукатурка; когда их можно делать.
Деревянные дома не следует обшивать и штукатурить
раньше года после постройки. Нужно дать стенам просохнуть и сесть.
Через год необходимо конопатку пробить вновь; эту неизбежную работу
следует вносить в смету.
Для предохранения нижняго венца от дождя нужно
сливную доску пропустить дальше обшивки. Часто при небрежности
плотников слив устраивают так, что вода с обшивки (особенно
вертикальной) затекает за нижний поясок и попадает под нижний венец
(рисунок 5).
*Конопатка стен.
При вторичной пробивке конопатки нужно обратить
внимание на конопатку у углов, у пересекающихся стен и у косяков. В
этих местах осадке стен препятствуют торцы перпендикулярных стен,
почему конопатка не сжимается и слабее, чем в других местах.
Если зазор над косяками сделан мал, или плотно законопачен, или в нем
забыты клинья, то конопатка в простенках у косяков слабая, так как
тяжесть стены передается на косяки, а не на простенки сруба.
Цоколь промерзает по кратчайшему разстоянию у нижняго венца.
Стена из дикаго камня должна быть в 2 1 / 4 аршина
в средней полосе России; чтобы холод не попадал в подполье;
рекомендуется концы лаг забетонить на ширину аршина до верхней постели.
Внутреннюю сторону нижняго венца надо опиливать вертикальной
плоскостью. При частичном подымании фундамента от пучин под нижним
венцом не будет сквозных щелей. На внутренний обрез цоколя АВ полезно
настилать строительный войлок (рисунок 6).
Рубка стен с остатком.
Рубка стен с остатком устарела. Она требует лишняго
материала на углы, неудобна для обшивки, выступающия части скоро гниют
и отваливаются. Углы деревянных стен нужно защищать от дождя.
Торцы сильно вбирают воду, отчего загнивают.
Верх и низ венцов сруба закрыты друг другом, поэтому
эти части сохнут меньше, чем боковыя. От высыхания боков венцы дают
горизонтальныя трещины. Они уменьшают толщину стен, сопротивляющуюся
промерзанию. С внутренней стороны в трещинах гнездятся насекомыя, а
снаружи попадает дождевая вода. Можно предохранить сруб от
горизонтальных трещин, т. е. грещин с наружной и внутренней сторон. В
бревнах, до снятия коры, прорубают трех-угольный паз для нижней
постели. В углублении паза надсекают топором, а с верху венца снимают
кору. При высыхании бревна оно дает вертикальныя трещины. Эти бревна
обтесывают и рубят из них сруб. В срубе получаются только вертикальныя
трещины. Они образуют воздушный простоек, уменьшающий теплопроводность
стен. Конопатка закрывает доступ к вертикальным трещинам венцов
(рисунок 7, 8).
Каменныя стены.
Осадка стен происходит от двух причин: от сжатия грунта под грузом стен и от уменьшения объема стен по мере высыхания кладки. Не следует, пристраивая новую стену к старой, соединять их штрабом. Вес новых стен увеличивается по мере возведения кладки, а поэтому новая стена безпрерывно садится до окончания постройки. Стены, соединенныя штрабом, как старая, так и новая, могут дать трещины. Пристраивая новую стену, можно оставить промежуток. Его можно заложить после окончания постройки вчерне.
Это правило следует соблюдать при возведении стен на общем фундаменте, но разных по высоте, например: стены тамбура, коридора, соединяющаго два корпуса, стены крыльца при возведении их одновременно со зданием. Высокия новыя стены в два и более этажа безопаснее соединять со старыми насухо шпунтом, чтобы не препятствовать естественной осадке (рисунок 9).
*Сырость в стенах, ея влияние на теплопроводность.
Сырыя стены более теплопроводны, чем сухия. Высушивание стен дает экономию на топливе.
Силикатный кирпич.
Силикатный кирпич заводами изготовляется нормальнаго размера из смеси песка и извести. Стоимость его 8 - 15 руб. за тысячу штук. Вновь изготовленный повреждается водой, а вылежавшийся на складе покрывается нерастворимой корочкой. Силикатный кирпич более теплопроводен, чем красный.
Бутовая кладка.
Стены из бутоваго камня не следует возводить шириной в 0,30 сажени на известковом растворе. Ширина камня около 0,15 сажени, а поэтому средину такой стены трудно перевязать. Известь в бутовой кладке очень долго не твердеет, а поэтому на ея связь разсчитывать нельзя. Нередки случаи, когда такия стены разваливались.
*Кладка кирпичных стен.
Кладка кирпичных стен под залив имеет некоторыя преимущества пред кладкой под лопату. Нет причин ее браковать. Ея преимущества: а) Дешевле. b) Менее теплопроводна. c) Легкий надзор за работой. d) Получается без пустот. e) Не требует смачивания кирпича. f) Одинаково долговечна с кладкой под лопату.
Обломы расшивки швов.
Расшивка швов не должна выступать из плоскости стены. Выступающие обломы задерживают воду, почему быстро разрушаются.
*Подвал.
Если стены цоколя образуют подвал или неотапливаемое помещение, то следует позаботиться, чтобы стены не промерзали. От промерзания стынут н гниют полы. Для неотапливаемаго помещения стены нужно делать толще в 2 - 3 раза, чем для отапливаемаго. Толщину стен неотапливаемаго подвала нужно приравнивать к глубине промерзания грунта. Для устройства непромерзаемаго цоколя его можно класть из 2-х стен с засыпкой середины.
Толщина стен.
Наименьшая толщина наружных кирпичных стен для средней полосы России 2 1 / 2 кирпича, гранитных - в 2 1 / 4 аршина.
Расположение штучных камней в стене.
В каменных стенах следует избегать укладывать целыя штуки идущия во всю толщину стены. От этого стены больше промерзают. Швы уменьшают теплопроводность.
В Прибалтийских губернияч стены из известковой плиты облицовывают с внутренней стороны в 1 / 2 кирпича с воздушной прослойкой. Такая облицовка уменьшает теплопроводность стен (рисунок 10).
Швы кладки.
Каменщики прибавляют глину в известковый раствор для расшивки швов. Примесь облегчает работу, но понижает прочность, а поэтому ее нельзя допускать.
Продолжение следует.................
Первые фундаменты появились в те времена, когда человек научился возводить достаточно сложные жилища, по сравнению с примитивными укрытиями. Развитие фундаментов происходило постепенно в зависимости от технологического прогресса, накопленного опыта и новых знаний.
Понадобился не один век для того, чтобы человечество научилось строить современные опоры для зданий.
Зарождение и развитие фундаментов
Изначально опора для жилого дома или другой постройки была довольно примитивной и небольшой. Древние люди искали большие камни или скальные основания и уже на них после различного рода модификаций располагали свои постройки. Позже в качестве опоры дома стала использоваться древесина, что послужило зарождению свай.
Толчком для развития строительства подобных опор было полученное знание людей, что при наличии крепкого основания постройка эксплуатируется дольше и лучше противостоит влиянию природы и времени.
Элементы фундамента древней пирамиды
По мере развития общества стали сооружаться культовые постройки, споры о которых не утихают до сих пор. История строительства египетских пирамид является предметом ожесточённых споров и много исследователей критикуют официальные версии возведения. Однако неоспоримым фактом в строительстве пирамиды Хеопса является наличие скального основания в фундаменте постройки. На данном фундаменте расположилась постройка весом более 7 миллионов тонн, которая стоит и сейчас спустя несколько тысячелетий. Наблюдается логика строительства чуждая современной. Древние строители предпочли разровнять природную скалу, а не выбрали другое место, или не расчистили имеющийся участок. Так бы сделали современные строители, так делали вавилоняне и римляне.
В Вавилоне из-за особенностей местности перед строительством выполнялась грунтовая насыпь, высота которой варьировалась в диапазоне от 1,5 до 4,5 метров. Фундаментом для зданий служила подушка из обожжённых кирпичей. В качестве связующих использовались материалы на основе битума. Похожая древняя технология строительства наблюдалась в древних Китае и Греции, однако, вместо кирпичей применялись обтёсанные камни.
В начале нашей эры в Юкатане индейцы майя использовали другой тип фундамента. Основанием постройки служили монолитные плиты или кладка и более мелких камней. Использование монолитного фундамента ограничено из-за большой массы плит, поэтому изначально укладывались большие камни размерами около 500 мм, с последующей укладкой более мелких камней на известковом растворе. Выполнялась имитация монолита. Такой фундамент являлся основой для постройки и полом одновременно.
Древние фундаменты Рима
Фундамент древнего Рима
Римские строители обладали большими знаниями, так как они строили все города, все постройки по имперскому шаблону. Независимо от местности, все города должны были быть одинаковыми. Такой подход стал скачком в развитии оснований для построек, так как необходимо было приспосабливать каждую основу под различные грунты, особенности местности и климата.
В мягкой почве использовались . При наличии более твёрдой почвы применялись ростверки из дерева прямо на самой поверхности.
Изредка строились каменные фундаменты из блоков. Основания храмов, дворцов и других значимых построек были схожи с каменными стенами высокого качества.
Невозможно недооценить вклад римлян в развитие фундаментов.
Венцом развития данного направления в строительном деле стала работа Витрувия, которая называется «Десять книг об архитектуре».
Витрувий являлся высококвалифицированным архитектором и военным инженером времен Юлия Цезаря. Ценность его работы состоит в том, что эти книги являются значимым историческим источником. Но для строителей более интересны подробные инструкции по строительству времён римлян. Витрувий привёл основные аспекты строительства оснований того времени:
- выполняется копка канав на глубину, соответствующую объёму здания;
- на дне канавы производится кладка блоков на растворе;
- при наличии мягкой почвы производилась копка траншей с тщательными измерениями и выемкой грунта;
- в траншеи забивались обожжённые сваи из ольхи и маслины;
- промежутки между сваями засыпались углём;
- при необходимости использовались подушки под фундамент из мелкого камня.
Строительство фундаментов в средние века
Иллюстрация книги Витрувия На Руси исторические фундаменты, как и подавляющая часть построек, были сооружены из дерева. После крещения началось строительство каменных храмов, для чего были приглашены лучшие зодчие из Византии для возведения оснований первых зданий и обучению местных жителей этому ремеслу. Технология строительства была схожа с римской технологией, описанной Витрувием, примерно за 1000 лет. Исключением являлось то, что вместо блоков иногда использовался более мелкий кирпич.
Римские правила строительства фундаментов господствовали и в остальной Европе ещё долгое время. Местность разравнивалась, копались траншеи, закладывались блоки на растворе. При появлении готических построек фундаменты выполнялись по частям под отдельную часть постройки, затем объединялись. Использовались подушки из камня, в мягких почвах — из хвороста. Определённых правил строительства на то время не существовало. Все решения принимались конструктивно.
Развитие фундаментов в современности
Современный столбчатый фундамент с ленточной обвязкой Более грандиозные постройки стали толчком к развитию фундаментов, поскольку имеющиеся основания не выдерживали нагрузок. С начала 1770 года появилась необходимость в проектировании зданий и создании законов строительства.
В 1773 году Ш. Кулон выдвинул теорию о сопротивлении грунтов сдвигу.
Данная теория актуальна в современности и применяется в проектировании фундаментов. В 1801 Н. Фусс выдвинул теорию о пропорции в зависимости деформации грунта от приложенной нагрузки, что позволило более рационально проектировать фундаменты. Е. Винклер в 1867 году развил эту идею и ввёл коэффициенты пропорциональности. Было сформировано понятие о том, что площадь основания должна быть пропорциональна нагрузке. Впоследствии, на проектировочных документах было указано максимально допустимое давление от основания на грунт.
Смотрите современные виды фундаментов на видео:
1867 год подарил человечеству железобетон, который был запатентован Ж. Монье. Использование железобетона в строительстве активно развивалось в ХХ веке.
История показала, что большинство идей древности и средневековья используются и сейчас. С развитием технологического прогресса изобретаются новые, комбинированные и модифицированные виды фундаментов.
Русский человек не представлял себе жизни без рубленой избы и деревянных хозяйственных построек - амбаров, мельниц, бань… Города окружали крепостные стены и неприступные сторожевые башни. Символом величия духа служили храмы и часовни. И всё это строилось из дерева.
В сельской местности постройки рубили сами крестьяне, для них это была обычная повседневная работа.
Рубка деревьев
Деревья выбирали в тихом, спокойном лесу, подальше от дорог, особенно от перекрёстков. Деревья заготавливали в декабре-январе, когда заканчивалось сокодвижение. Тогда увеличивалась смолистость и прочность древесины.
Первым дерево заваливал старейшина. Следили, чтобы оно упало макушкой на юг или на восток. Если дерево падало в другом направлении, в этот день заготовку брёвен не делали.
Сруб для будущего дома начинали делать в марте, когда дерево самое податливое. Сруб выстаивали три года, чтоб он дал усадку.
Выбор места для дома
Пока выстаивался сруб, выбирали площадку для будущей избы. Место должно было быть чистое, сухое, светлое, подальше от дорог и захоронений. Искали место, где никогда не было пожарищ и не стояла баня, потому что такие места считались грязными.
Чтобы узнать, чистое ли место, пекли три маленьких каравая. Один каравайчик клали за левую пазуху, второй - за правую, а третий - на область сердца. Затем приходили на выбранный участок и сбрасывали все три каравая. Если хотя бы один из них падал коркой вниз, место считалось нечистым. Также на выбранном месте на ночь оставляли зерно и хлеб. Если к утру оно уменьшалось в объёме или вообще исчезало, место тоже считалось нечистым.
Фундамент
Закладку дома делали в первые дни новолуния. Перед этим будущему домовому приносили в жертву курицу, а в районе будущего двора ставили ветку рябины или берёзы. Фундамент раньше делали из твёрдых пород деревьев, таких как кедр и лиственница, потому что они практически не гниют. Из них же делали амбары и погреба.
Для закладки фундамента рыли траншею, а по углам клали каменные валуны. На валуны укладывали три венца, а между ними - болотный мох благодаря которому не заводился грибок и не гнили брёвна. В каждый угол фундамента клали клок овечьей шерсти, горсть зерна и кусочек ладана. Эти вещи символизировали тепло, достаток и святость.
На фундамент ставили сруб, который выстаивался три года и снова прокладывали каждый венец мхом.
Сегодня деревянные дома не канули в Лету, они также популярны, особенно среди загородных жителей. Дерево считается экологичным, тёплым, герметичным и экономичным материалом. Дома из бруса под ключ предлагает компания Вальма, подробности на сайте valma53.ru. Там же можно заказать и каркасные дома под ключ.
Грунт Египта отличается рядом особенностей, которые совсем не характерны для других стран, – отсутствие дождей и общая сухость почвы предоставляют строителям огромные возможности, а сухие, твердые породы или каменистые наносы, встречающиеся почти повсеместно, создают прочную и удобную основу для сооружения зданий.
С другой стороны, аллювиальные почвы, устилающие долину Нила, создают для тех же строителей ряд своеобразных трудностей. В сухом состоянии эти почвы могут выдержать огромный вес, но во время разлива Нила они становятся мягкими и податливыми – весьма коварное основание для сооружений. Летом в нижнем течении Нила, когда поверхность почвы от солнечного жара иссушается и сморщивается, на ней образуются широкие и глубокие трещины, расходящиеся в разные стороны.
Ежегодное отложение наносов, в больших количествах приносимых Нилом, привело к тому, что с течением времени повысился не только уровень речной долины, но и речного дна. Дно той ложбины, в которой течет Нил, также поднялось. В результате этого многие сооружения, которые в момент постройки располагались выше уровня половодья, теперь каждый сезон заливаются ими. Пол храма Птаха в Мемфисе теперь расположен более чем на 2,4 м ниже современного уровня обрабатываемых земель и заливается каждый год. А в Дельте основания древних храмов располагаются еще ниже. Дворы храмов Абидоса и Рамес-сеума в Фивах сильно пострадали от того, что грунт под их огромным весом опустился, а храмы Карнака в отдельных местах каждый год стоят в воде, уровень которой поднимается до высоты нескольких метров, хотя сейчас применяются различные ухищрения, чтобы не допустить их заливания. Огромный заупокойный храм Аменхотепа III, который находился позади колоссов Мемнона в Фивах, сейчас почти полностью исчез, хотя есть древние свидетельства о том, что когда-то это был самый большой и самый красивый храм Египта. Однако место для его строительства было выбрано так неудачно, что спустя две тысячи лет ежегодное затопление фундамента привело его в такое состояние, что он превратился в источник каменных блоков для нового храма фараона Мернептаха. В наши дни остатки фундамента храма Аменхотепа III находятся на глубине более 1,8 м от поверхности земли. Только колоссы сумели избежать уничтожения. Впрочем, следует отметить, что гибель храма вызывали не только половодье или дефекты фундамента, но и личная неприязнь, которую испытывал к построившему его фараону кто-то из последующих царей. Храм Мернептаха, сооруженный из обломков храма Аменхотепа III, сам оказался почти полностью разрушенным, хотя всегда располагался выше уровня половодья.
Половодье на Ниле было обычным явлением, и невозможно поверить, чтобы такие просвещенные люди, как египтяне, не учитывали его воздействие на свои сооружения. Тем не менее в нескольких местах на высоте, лишь немного превышающей самый высокий уровень воды в Ниле, египтяне соорудили новые обелиски и храмы, а старые перестроили. Гибель этих сооружений была неизбежной.
Интересный пример накопления аллювиальных почв можно найти в Иераконполе – древнем Нехене, – который во времена самых ранних династий делил с Нехебом (теперь Эль-Каб) честь быть самым южным городом Египта (если он, конечно, не возник гораздо раньше). При раскопках от линии, проходящей над самой высокой частью храмовых руин, были проведены измерения в глубину. На глубине свыше 40 м от этой линии был обнаружен самый нижний уровень, представленный грубой каменной кладкой, расположенной на песчаном холме, который, очевидно, и был святым местом. Поверхность пустыни располагается на добрых 9 м ниже этой кладки. Трудно сказать, какое здание стояло когда-то на этом холме, но на глубине 18,46 м был найден фундамент храма, который можно датировать, более или менее точно, с помощью хорошо известной статуи Пепи II из меди, хранящейся сейчас в Каирском музее. Совершенно очевидно, что, когда холм начал расти, уровень пустыни был гораздо выше уровня Нила во время половодья. Поскольку за этим местом уже издавна наблюдали, постепенное приближение речных вод к нему не могло остаться незамеченным, но, по-видимому, на этом холме продолжали строить здания. Храм, имевший фундамент из необожженного кирпича, был построен в тот период, когда неизбежность его затопления во время половодья в будущем была уже очевидна. Однако следует иметь в виду, что это место продолжали использовать не только по недосмотру. Большая часть первобытных богов была связана с водой – если судить по их образам. Эти божества изображались на лодках, стоящих на алтаре, и поэтому святое место, однажды установленное, не могло быть изменено.
Определить, на каком расстоянии от Нила располагалось в тот или иной период какое-либо древнее сооружение, крайне трудно. Например, на изображении, которое приведено в книге «Описание Египта», мы видим, что главное русло Нила проходит западнее места, известного под названием Гезира в Луксоре. В наши дни оно большую часть года остается сухим, а из довольно туманного описания Покока, сделанного в 1772 году, видно, что в его дни русло реки располагалось еще дальше к западу. Есть свидетельства того, что Нил в Луксоре в династические времена неоднократно менял свое русло и в отдельные эпохи протекал у самого подножия холмов, расположенных напротив долины, ведущей к гробницам царей.
Самые древние дошедшие до нас здания построены на твердой поверхности пустыни, поскольку все другие были разрушены в результате подъема русла Нила. Поэтому мы не знаем, отличался ли фундамент древних зданий, построенных на аллювии, от тех, что возникли позднее. Удобнее всего изучать фундаменты пирамид и мастаб Гизы, относящихся к Древнему царству. Метод укладки первого слоя каменных блоков заключался в том, что в скале делалась выемка, чтобы в итоге грубо обработанные верхние поверхности нескольких блоков – или всего ряда кладки – находились примерно на одном уровне. Верхняя часть сооружения обтесывалась уже после того, как были уложены блоки. При создании мощеных площадок применялся тот же принцип, то есть поверхность обрабатывалась в самую последнюю очередь. Позже, в главе 9, мы увидим, что это был основной принцип египетского строительства. Строители укладывали блоки, подвергая их минимальной обработке.
Этот способ особенно широко использовался в тех местах, где поверхность пустыни имела уклон, и котлован фундамента напоминал ступени гигантской лестницы. Иногда, в тех случаях, когда поверхность пустыни имела уклон от линии стены будущего сооружения, нижние грани блоков первого слоя также имели наклон. Это очень хорошо видно в пирамидах цариц, расположенных восточнее Великой пирамиды. Мы часто видим там ряды блоков с качественными боковыми швами, которые лежат на гранях, отклоняющихся назад под различными углами к плоскости стены. Этот метод был альтернативой методу заполнения и для пирамид или мастаб давал, без сомнения, более прочную облицовку.
Когда поверхность грунта была такой же, как и в тех местах, где сооружались храмы Дейр-эль-Бахри в Фивах, прочный фундамент был не нужен. Эти храмы стояли на обломках известковых скал, высившихся над ними. Дно котлована глубиной около метра было не лучше и не хуже грунта. К тому же здесь не приходилось опасаться разливов Нила, а дождь был большой редкостью, поэтому храмы строились практически без фундамента. Они превратились в руины не из-за его отсутствия, а из-за плохой кладки, которая в храмах XVIII династии была хуже, чем в храмах XI династии.
Другим примером строительства на подобной поверхности был небольшой храм Тутмеса III в Эль-Кабе. Фундамент его весьма незначителен. Грунт представляет собой обломки мягкого песчаника, и котлован был вырыт на такую глубину, чтобы в него можно было уложить один слой небольших каменных блоков. Таким образом, подготовительные работы перед постройкой храма были невелики, но, поскольку в грунт не поступала вода, такого фундамента было вполне достаточно. Храм сохранился практически не разрушенным до начала XIX века, когда египетскому паше взбрело в голову разобрать его на камни для строительства сахарного завода! Храм имел высоту около 4,6 м и весьма простую конструкцию, однако мы встречаем такое же безразличие к прочности фундамента и в крупных храмах с колоннами, которые стоят на совсем не прочном грунте.
Самые лучшие образцы храмов, сооруженных на аллювии, находятся в Карнаке. Место, где они стоят, вероятно, с глубокой древности было священным, но люди, воздвигавшие здесь небольшие часовни в эпоху XII династии, наверное, и предположить не могли, какие колоссальные сооружения, занимающие площадь около 240 га, появятся на месте этих часовен! У всех храмов в Карнаке есть одна общая черта – у них очень плохие фундаменты, а поскольку они стоят на аллювиальных почвах, которые во время наводнений наполнялись водой, многие из них готовы в любой момент обрушиться.
Способ сооружения фундамента в аллювиальном грунте в Карнаке был в целом очень простым. Рабочие рыли котлован необходимой ширины и длины, и на дно его насыпался слой сухого песка толщиной около 46 см. Таким образом получали очень ровную поверхность, на которую укладывали первый слой камня.
При современном строительстве на месте древних сооружений египтяне даже не дают себе труда докопаться до старого песчаного ложа, думая, вероятно, что обломков кирпича и булыжника вполне достаточно для прочного фундамента. Покойный месье Ж. Легрэн, директор работ в Карнаке, расчистил юго-западный угол Восьмого пилона, чтобы посмотреть, на чем он покоится. Он получил следующие результаты («Анналы службы древностей», т. IV, с. 23):
Песок, уложенный таким образом, чтобы он не мог расползаться по бокам, является одним из лучших материалов для строительства фундамента. Мы не хотим сказать, что древние архитекторы строили плохо; нет, их ошибка заключалась в том, что они поверх песка укладывали несколько слоев мелких непрочных камней, а уж поверх них располагали огромные блоки стен и колонн. Мы не знаем, зачем они это делали – возможно, для экономии крупных блоков – раз с поверхности их не будет видно, значит, их можно заменить мелким камнем. Однако такое объяснение вряд ли приемлемо, поскольку практически вся поверхность стен и колонн штукатурилась и красилась, и кладка была не видна.
Для фундамента пилона, по мнению египтян, подходил любой блок. Например, при укреплении Третьего пилона (Аменхотепа III) в Карнаке, произведенном Службой древностей, были обнаружены прекрасные блоки из алебастра, на которых были надписи и рисунки времени Аменхотепа I. Эти алебастровые блоки были собраны и были использованы для восстановления значительной части его часовни. Основание Второго пилона (рис. 29) состоит из потрескавшихся маленьких блоков, совершенно недостаточных для того, чтобы удерживать его гигантский вес. Эти блоки были взяты из разрушенного храма, возведенного фараоном-еретиком Эхнатоном.
Рис. 29. Основание пилона Рамсеса I (Второго пилона) в Карнаке
Они даже не выступают из-под основания массивной стены, которая на них покоится. В результате под действием огромного веса мелкие блоки раскололись, а крупные блоки, лежащие поверх них, пошли трещинами. Этот пилон в конце концов превратился в руины, но причиной его разрушения стали не только слабость фундамента, но и действия правителей Луксора, которые использовали его как источник камня для нового строительства, причем для облегчения добычи блоков стены подрывали пороховыми зарядами.
Фундамент Праздничного зала Тутмеса III в Карнаке был столь же непрочным (рис. 30). Несколько небольших блоков, из которых он состоял, были уложены перпендикулярно направлению стены (то есть «тычками»), а это привело к тому, что ряд крупных блоков в верхних слоях растрескался.
Рис. 30. Фундамент Праздничного зала Тутмеса III в Карнаке. Нижний слой блоков уложен перпендикулярно верхним слоям. А поскольку блоки нижнего слоя были недостаточно крупны, чтобы выдержать вес стены, это привело к тому, что один из крупных блоков кладки треснул
Если основания пилонов и стен были плохими, то фундамент колонн вообще никуда не годился. В аллювии рыли яму, но вовсе не для того, чтобы ее основание внизу было шире, чем у поверхности, а иногда наоборот! Небольшие камни прямоугольной формы размерами около 51 х 25 х х 20 см укладывались в эту яму, на дне которой насыпали слой песка в 46 см. Такая яма часто сужалась книзу. На такое непрочное основание устанавливалась пара больших полукруглых блоков, а на них – гигантская колонна. Можно легко себе представить, что постоянное затопление почвы и ее нижних слоев вовсе не способствовало стабильному положению колонн в Большом гипостильном зале. Еще до того, как покойный месье Жорж Легрэн стал директором работ в Карнаке, одна из колонн в северной части зала очень заметно отклонилась от вертикали. Решено было разобрать ее барабан за барабаном и установить на более прочном фундаменте. Именно тогда один из авторов этой книги получил возможность не только изучить основание колонны, но и рассмотреть, как ее различные части соединялись друг с другом. Разобранную колонну затем восстановили на прочном фундаменте. Недавно были укреплены основания многих других колонн без их разборки – они были укреплены распорками, древний фундамент заменен бетонным, причем половина работ была проделана в один год, другая – в следующий.
3 октября 1899 года на гипостильный зал обрушилась нежданная беда. В течение многих веков воды Нила не затопляли Карнак, но просачивались в его почву. Само половодье не могло бы нанести большого ущерба каменной кладке, но вода, поднимающаяся через почву, насыщенную солями, превратила камень во многих местах в тончайшую пыль. Было решено, что лучше всего открыть к храмам путь чистым нильским водам. И вот 3 октября в северной части зала упало сразу одиннадцать колонн. Грохот был такой сильный, что его услышали даже в Луксоре, расположенном километрах в трех отсюда. Кроме того, многие колонны от сотрясения частично сместились со своих фундаментов. Все колонны, по неизвестной причине, упали верхушками на запад (то есть в сторону реки), и странно было видеть огромные столбы, отколовшиеся от своего основания. Непрочный фундамент поддался, и нас поразило, на каком хлипком основании были установлены массивные колонны. Колонны, падая, развернулись вокруг своей оси, и большие плоские базы, на которых они стояли, оказались вдавленными в землю. Верхние барабаны откололись и лежали длинными рядами. К счастью, ни одна из более крупных колонн в центральных рядах не упала, но они устояли вовсе не потому, что имели более прочный фундамент. Они также стояли на небольших блоках довольно низкого качества, которые были беспечно уложены в яму. Изучение этих ям показало, что под воздействием соленых грунтовых вод камни фундамента пришли в такое состояние, что любой толчок мог превратить их в пыль .
Недавние раскопки, проведенные Службой древностей вокруг баз колонн гипостильного зала, показали, что в один из периодов их существования была предпринята попытка заполнить пространство между фундаментами некоторых колонн. Однако эти работы, по-видимому, не были завершены.
Огромная колонна фараона Тахарки (фото 18), единственная из десяти, которая уцелела до наших дней, так опасно наклонилась в северо-восточном направлении, что ее пришлось разобрать на блоки и потом восстановить на более прочном фундаменте.
Фундаменты обелисков были чуть получше, чем у колонн и пилонов. Хотя в более позднее время пара этих памятников была увезена в Рим, все оставшиеся – по крайней мере восемь – упали, за исключением двух – царицы Хатшепсут и фараона Тутмеса I. Но и последний очень сильно наклонился в сторону реки, так что его падение, скорее всего, вопрос времени (фото 19). Вернуть его в вертикальное положение невозможно, поскольку он треснул посередине. При изучении фундаментов упавших обелисков хорошо заметно, что все они наклонены в одну сторону. Конечно, в падение обелисков Карнака внесли свой вклад и землетрясения, и ассирийцы, но все-таки главная причина кроется в плохих фундаментах, которые были сложены из нескольких слоев довольно хорошо обтесанных песчаниковых блоков, уложенных на метровый слой песка. Пока аллювий оставался сухим, фундамент был надежен, можно даже сказать, сверхнадежен, учитывая, что стоявшие на таком основании обелиски имели высоту более 18 м и весили более 250 тонн. Однако вода, проникавшая в почву, стала превращать камень в пыль, и фундамент не мог уже выдерживать такой тяжести.
В эпоху XXV династии, или около того, в способах сооружения фундамента произошел перелом. Для этой эпохи характерно также стремление архитекторов вернуться к более совершенным формам и скульптуре более высокого качества. Тогда же было обнаружено, что надо уделять больше внимания фундаменту сооружений. Вряд ли эти веяния пришли из Эфиопии, хотя во время правления фараонов родом из этой страны фундаменты отличались обилием материалов. Вместо того чтобы ограничиться несколькими рвами и ямами для основания стен и колонн, строители стали теперь мостить всю площадку под храмом тщательно уложенными блоками, причем кладка имела три, а порой и четыре слоя. Этот способ применялся вплоть до римского времени, и площадки мостились даже для самых маленьких зданий. Этим способом сооружены храмы Дендеры, Эдфу и Ком-Омбо. Большой храм Нектанеба II в Эль-Кабе, который возвышается на некрутом склоне холма, в том месте, где поверхность наклонена, имеет не менее восьми слоев кладки. Эта кладка образовала платформу, на которой покоится храм. Маленький храм того же самого фараона, расположенный за пределами главных ворот Эль-Каба, поставлен на платформу, сложенную из больших обтесанных камней, хотя он имеет всего лишь одно помещение, окруженное колоннадой. В Ком-Абу-Билло, в Дельте, в более поздние времена был сооружен маленький храм на свалке городского мусора. Он стоит гораздо выше уровня половодья, однако его фундамент представляет собой платформу с более чем девятью слоями кладки (фото 20).
Не надо думать, что египтяне не знали о том, что их здания, поставленные на плохой фундамент, часто разрушаются. В каменоломне около Гебелейна есть стела эпохи XXI династии, где написано, что фараон, ночуя в своем дворце в Мемфисе, видел сон, в котором ему явился бог Тот и сообщил, что воды Нила разрушают основание стены канала, сооруженного Тутмесом III в Карнаке. Фараон велел своим архитекторам взять 3000 человек и привезти из Гебелейна камень для починки этой стены. Поскольку почти все сооружения Тутмеса III в Карнаке были построены из песчаника, добытого в Гебель-Силсиле, не вполне понятно, почему фараон решил применить для починки известняк и где она проводилась, если вообще проводилась.
Перед тем как перейти к другой теме, интересно было бы оценить качество средневековых зданий Европы. В Англии любят говорить, что наши предки в старые добрые времена знали, как строить хорошие дома, и строили их. Однако изучение почти всех наших крупных средневековых зданий показало, что у них почти нет фундамента – таким образом, наши предки, как правило, строили плохо. Здания не падают только потому, что у них толстые стены, кроме того, арки, которые были популярны в то время, делают их менее жесткими, конечно, если эти арки стрельчатые, а не полукруглые. Однако башни довольно часто падали, простояв относительно короткое время. Сэр Т.Дж. Джексон показал, что контрфорсы у северной стены Винчестерского собора были пристроены к ней безо всякого фундамента. Предполагалось, что они укрепят стены, но на самом деле только напирали на них, грозя обрушить. Уж если мы, в Средние века, имея не только прекрасные образцы римских сооружений, но и пользуясь опытом своих цивилизованных соседей, не закладывали прочные фундаменты в почвы, которые постоянно затапливались водой, то нам следует умерить свой критицизм по отношению к египтянам. У них не было таких преимуществ.