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.

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.

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.).

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Предупреждала же, что о Монферране непременно вспомнится:о)

«Постройки, помещаемые под зданием, и не приносящие никакой непосредственной пользы, но предназначенные только для принятия на себя всего груза строения и для передачи его материку, называются основанием строения.
Оно состоит из двух частей:
1. укрепления подошвы здания
2. фундамента.
Фундамент — есть нижняя часть строения, простирающаяся ниже поверхности земли до встречи с земным пластом, который способен сопротивляться давлению, производимому грузом строения.
Верхняя поверхность грунта, соприкасающаяся с нижнею поверхностью фундамента, та поверхность, по которой давление фундамента передаётся земле, называется подошвою здания.» (Красовский А. «Гражданская архитектура. Части зданий. 1886г)

Поскольку речь зашла о том, как был построен памятник Александру II в самом конце XIX века, то для понимания сложности решённой зодчими инженерной задачи по сооружению основания памятника я приведу предыдущий опыт строительства в России.

Взгляд из нашего времени:

«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.

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 …

По поводу Исаакиевского собора до сих пор публикуются всевозможные вымыслы с «недоумениями». Поэтому я привожу описание его фундамента из книги 1869 года издания

из которой ниже ещё будут цитаты:о) https://нэб.рф/catalog/00…

Попутно сообщу всем, кто ещё не в курсе, что строительные чертежи начала XIX века (то есть времени строительства Исаакиевского собора и сооружения Александровской колонны) значительно отличались от чертежей нашего времени . Поэтому, прежде, чем заявлять, что опубликованное Монферраном в его альбомах не является чертежами, прошу ознакомиться с другими чертежами того же времени. Итак, перед вами чертёж из книги «Практические чертежи по устройству церкви Введения во храм пресвятыя Богородицы в Семеновском полку в. С.-Петербурге, составленные и исполненные архитектором профессором Академии художеств… Константином Тоном » Тон К.А. 1845 г.

Здесь можно узнать, что основание было укреплено (уплотнено) забивкой свай, поверх которых был устроен бутовый ростверк. (вспоминаем Исаакий). На чертеже имеется масштабная линейка, чертёж копра для забивки свай. Сравниваем с чертежом Монферрана. Александровская колонна:

Исаакиевский собор

Попутно можем сравнить и чертежи куполов, сделанные Тоном

и Монферраном

Как видим, и тут на основание и на устройство фундамента обращается внимание. В данной книге мы тоже обнаруживаем такие же чертежи, как и чертежи Монферрана. То есть, когда кому-то из вас захочется вдруг заявить, что чертежей строительства Исаакиевского собора нет, вспомните, что для начала следует познакомиться с тем, какими были чертежи начала и середины XIX века, чтобы не «видеть в книге фигу» :о))).

Читая книгу адъюнкт-профессора Карловича, можно убедиться, что в конце XIX века инженерами в России был накоплен большой опыт строительства сооружений, была разработана методика разсчёта сооружений, способы определения механических характеристик грунтов и строительных материалов. Поэтому, встретив чертёж фундамента памятника Александру II, я поняла, что о его сооружении нужно писать отдельно.

Разсказывает архитектор памятника Н.Султанов:

«Во исполнение Высочайшего повеления, с 20-го июня 1890 года Комитет приступил к устройству временных сооружений по постройке памятника и к земляным работам на месте будущего фундамента. Начало земляных работ, как мы уже говорили, обнаружило присутствие фундаментов древних зданий, а также остатков старинных кладбищ. Обстоятельство это тотчас же заставило заменить обычные земляные работы правильными археологическими раскопками, что дало возможность приобрести множество драгоценных остатков старины. Раскопки продолжались всё лето 1890 года, причём выемка земли была произведена до глубины 2-х сажень, то есть до подошвы древних фундаментов. Площадь, занятая раскопками, была длиною около 60 и шириною около 20 саж., или, приблизительно, 1.200 квадр. сажень…»

Немного по истории о сносе зданий Кремля и приказов, остатки которых были найдены на месте строительства памятника Александру II.

Бартенев «Большой Кремлевский дворец, дворцовые церкви и придворные соборы» https://нэб.рф/catalog/00…

Весною 1891 года земляные работы были возобновлены и продолжались до августа, и произведены сперва до уровня горизонта нижнего Кремлевского сада, а после зимнего перерыва, к началу весны 1892 года - доведены до горизонта, лежащего на 4 аршина ниже уровня Кремлевского сада, причем был найден материк, вполне надежный и пригодный для основания фундамента боковых частей. памятника. Эта продолжительность земляных работ обусловливалась тем обстоятельством, что нужно было вынуть земли более б,5 тыс. куб. сажень и сложить ее на верху горы, следовательно поднимая ее на высоту 8 сажень.»

Чем более углублялась выемка грунта, тем яснее становилось, что необходимо дорабатывать проект памятника, ибо «… выяснилось, что если поставить памятник так, как он показан на генеральном плане, представленном вместе с моделью на Высочайшее утверждение в мае 1890 года, то на хорошем грунте будет стоять лишь задняя стена памятника, средняя же часть (фундамент под сенью) будет стоять на нём лишь наполовину, а передняя стена памятника, ближайшая к реке, придётся на наносном, никуда негодном грунте, и потребует очень глубокого и сложного фундамента, крайне дорого стоящего. Всё это требовало Высочайшего одобрения или разрешения… «

Когда были готовы эскизы статуи, императору для разсмотрения были представлены вместе с ними и видоизменённая модель, и разрезы памятника и грунта. Императора уведомили о затруднениях, и он, подробно всё разсмотрев, разрешить соизволил: ≪дабы все стены памятника стояли на хорошемъ материке, вдвинуть его въ глубь горы на четыре сажени, а получающіяся при этомъ лишнія части откоса горы срезать и съ боковъ закруглить≫ . Таким образом возникшие недоразумения были разрешены, и можно стало приступать к дальнейшему производству работ. Утверждённый эскиз статуи и видоизменённая модель памятника все время его строительства хранились в конторе постройки, a разборки конторы были переданы на временное хранение в Исторический Музей.

«Памятник Александра Ивановича II как по условиям своего проектирования, так и по своей значительной высоте — тридцать одна сажень от подошвы кессона до вершины орла-представляет собой очень сложное сооружение. В нём выделяются совершенно определённо три составные части:
1) Основание и фундаменты.
2) Подножие памятника или терраса, и
3) Верхнее строение, т. е. Галлереи, входы и средняя сень.
Для большей ясности мы рассмотрим каждую часть в отдельности
а) Основание и фундаменты.
К концу августа 1891 года выемка земли была доведена до уровня нижнего Кремлёвского сада и на этом остановлена. Дальше продолжать было нельзя, ибо, в виду наступающего осеннего времени, фундаменты начинать было поздно, а, — как мы уже говорили - для весенних вод надо было оставить свободный сток. Если бы дно выемки было ниже Кремлёвского сада, то весенние воды заполнили бы её и разрыхлили материк, что могло вызвать безполезное углубление выемки. Кроме того нужно было произвести бурение для окончательного выбора системы основания.

(цитаты из книги Карловича)

Фундамент памятника мог быть расположен двояко: или большими уступами, соответствующими скату; или на одной горизонтальной площади, врезывающейся внутрь горы.
Первое устройство было бы гораздо дешевле, второе - несравненно надёжнее. Кроме того, изучение фундаментов открытых древних зданий показало нижеследующее: все поперечные стены, перпендикулярные к гребню горы, были разорваны поперёк, а крайняя к гребню продольная стена имела отклонение верхним концом внаружу. Всё это показывало, что составные части горы не выдерживали груза даже сравнительно невысоких зданий и сползали вниз под их давлением. Эти наблюдения выяснили ещё осенью 1890 года, то есть тотчас же после археологических раскопок, что уступчивое положение фундаментов было немыслимо и дали решимость производителям работ вести на следующий год выемку до уровня нижнего сада, с целью расположить фундамент всех частей на одном горизонте, независимо от выбора основания.
Когда в августе 1891 года открылось дно выемки, то оно представилось довольно разнообразным по своему составу: вся южная часть, обращённая к подножию ската горы, состояла из насыщенной земли, местами совершенно чёрной; другая половина, обращённая внутрь горы, представляла собой песок преимущественно жёлтый, а местами белый или красный. Было очевидно, что обосновать на этой поверхности подошву фундамента стало невозможным, так как при этом добрая половина сооружения приходилась бы на наносном сильно сжимаемом грунте. Кроме того, разнородный состав нижней поверхности выемки превращал в совершенную загадку ответ на самый важный вопрос: какие слои грунта лежат ниже этой поверхности?

Единственным способом решения этого вопроса являлось производство бурения, которое и было поручено, согласно выбору производителей работ и приглашению Комитета - инженеру Н. И. Зимину. Буровые скважины были заложены в девяти местах: четыре по углам площади будущего памятника, одна посредине и четыре по концам двух взаимно-перпендикулярных диаметров. Таким образом скважины №1, 2 и 3 приходились по южной стороне памятника; №4, 5 и 6 по средней поперечной оси его и №7,8,9 в северной его части. Бурение дало следующие итоги, расположенные по скважинам

Все эти скважины были доведены до уровня, лежащего ниже горизонта Москвы реки на 0,565 сажени и на 7.2 от верхнего края выемки. Соединённые в три профиля итоги бурения дали ясную картину нижележащих слоёв грунта. В общем, как видно из черт.147-149) они представляют из себя следующее наслоение:
1) Внизу горный известняк, почти горизонтальный в левом профиле, приподнятый в северном конце в среднем проиле и поднимающийся в южном конце в правом профиле (VII).
2) Над ним толстый слой белой глины с уровнем нижних, более сильных грунтовых вод (VI-V).
3) Над нею сравнительно нетолстая прослойка красной глины (IV).
4) Над всем этим очень толстый слой разнородного песка с уровнем более слабых верхних грунтовых вод (I-III).

Поверхность песка влево от средней буровой скважины была горизонтальна, а вправо от неё быстро понижалась к низу, вероятно следуя прежнему естественному уклону холма к реке; над этой наклонною частью лежал чёрный насыпной слой земли, образовавшийся очевидно путём исторического наслоения. Таким образом половина сооружения приходилась на наносном грунте. Во избежание этого неприятного исторического условия необходимо было передвинуть его дальше, в глубь горы, с тем, чтобы подошва фундаментов его наружных стен приходилась на песчаном материке, на что, как мы уже говорили, последовало Высочайшее соизволение.»

(продолжение будет)

Перспективы и задачи его дальнейшего развития
В далекие времена истории человечества первые примитивные деревянные жилища и оборонительные сооружения возводили непосредственно на поверхности грунта. С началом применения камня в качестве строительного материала нижнюю часть сооружения стали заглублять ниже поверхности грунта, чтобы предохранить ее от замачивания атмосферными осадками и предотвратить связанное с этим размягчение грунтов и появление возможных перекосов, осадок и повреждений сооружения. Так возникли фундаменты мелкого заложения, устраиваемые на естественном основании. Если несущий пласт грунта залегал на значительной глубине, фундаменты возводили с использованием простейших опускных колодцев из каменной кладки. При сооружении мостов через реки, где возможны размывы грунта у опор, применяли фундаменты из деревянных свай, заглубляемых в дно русла.

Таким образом, до XIX в. сооружения возводили на естественных основаниях, свайных фундаментах и опускных колодцах.

Новые типы и конструкции фундаментов начали появляться в XIX в. В 1841 г. французский инженер Триже предложил кессонный способ устройства шахтных стволов в водонасыщенных грунтах. В 1856 г. русские инженеры впервые применили этот способ для сооружения фундаментов под опоры моста через р. Неман в г. Ковно. В дальнейшем этот метод был значительно усовершенствован и кессонные фундаменты находили широкое применение при строительстве больших мостов. В 1836 г. английский инженер Митчел предложил взамен забивных деревянных свай металлические винтовые. Однако тогда этого типа не получили большого распространения. В 1897 г. инженер Геннебик предложил забивные сплошного сечения, получившие в настоящее время широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом. В 1899 г. русский инженер Страус разработал способ изготовления бетонных набивных свай, который с различными усовершенствованиями широко используется в настоящее время в строительной практике.

После окончания Великой Отечественной войны, когда потребовалось восстановить в короткие сроки большое количество разрушенных мостов, вместо кессонных фундаментов начали применять фундаменты из стальных трубчатых свай, заполненных . В дальнейшем для сокращения расхода остродефицитных стальных труб их стали заменять железобетонными сваями и оболочками. Особенно Широкое распространение железобетонные оболочки получили в нашей стране начиная с 1958 г., когда было создано необходимое оборудование и отработана технология возведения фундаментов нового типа. За истекшие десятилетия с использованием оболочек диаметром до 5 м построено много мостов, эстакад и причальных сооружений.

Параллельно с этим отечественные мостостроители применяют фундаменты из буровых свай диаметром до 1,7 м и с уширенной пятой диаметром до 3,5 м. С такими фундаментами построены десятки больших мостов.

В течение длительного времени техника фундаментостроения развивалась на основе использования одного практического опыта. Новые сооружения строили по аналогии с наиболее удачными ранее осуществленными конструкциями. Только со второй половины XIX в. фундаментостроение получает научную базу, в развитии которой сыграли существенную роль отечественные ученые В. М. Карлович, В. И. Курдюмов, П. А. Минаев и др.

Особенно большие успехи в области фундаментостроения достигнуты в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Благодаря трудам целой плеяды талантливых ученых и инженеров, среди которых следует отметить профессоров Н. П. Пузыревского, Н. М. Герсеванова, В. А. Флорина, В. К. Дмоховского, Б. Д. Васильева, Е. Л. Хлебникова, Н. Я. Денисова, А. А. Луга, Н. А. Цытовича, советское фундаментострое-ние заняло одно из ведущих мест в мире.

Дальнейший технический прогресс в фундаментостроении, как и во всех других отраслях строительства, неразрывно связан с необходимостью быстрого развития и совершенствования строительной индустрии.

Решение задачи индустриализации строительства и связанных с ней задач максимального повышения производительности труда, снижения стоимости и сокращения сроков работ возможно лишь при широком внедрении новых прогрессивных конструкций и способов производства работ, обеспечивающих более эффективное использование материалов, применение сборного железобетона и комплексной механизации технологических процессов. В области фундаментостроения эти задачи дополняются еще и необходимостью оздоровления условий труда и в связи с этим сведения к минимуму применения вредного для здоровья рабочих трудоемкого и дорогого кессонного способа производства работ. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают широко применяемые в настоящее время фундаменты глубокого заложения из свай разного типа и сборных железобетонных оболочек.

Обобщение и анализ опыта строительства мостов и других сооружений последних лет показывают, что, несмотря на достигнутые успехи в применении фундаментов из свай, оболочек и столбов, имеются еще значительные резервы дальнейшего повышения их экономической эффективности.

К числу первоочередных задач в области фундаментостроения относятся:
1) совершенствование методов и норм расчета оснований с целью повышения степени использования прочностных свойств грунтов и материалов фундаментов;
2) разработка конструкций фундаментов и несущих элементов с предельным использованием их несущей способности по прочности материала;
3) отработка высокопроизводительных методов изготовления и погружения в грунт несущих элементов фундаментов; 4) создание высокоэффективного технологического оборудования и механизмов по строительству фундаментов.