§ 77. Устройство фундаментов под печи и дымовые трубы [1986 Школьник А.Е.

Фундаменты под печи и дымовые трубы сооружают из естественных и искусственных каменных материалов: бутового камня, бутобетона, сборных бетонных изделий, монолитного бетона и др.

Под бутовым камнем понимают крупные куски каменных пород, в том числе известняка, состоящего из зерен песка, сцементированного известью. В зависимости от формы бутовый камень подразделяют на рваный, булыжник, постелистый и плитняк. Рваный камень характерен острыми гранями неопределенной формы. Булыжник имеет округленные поверхности. Постелистый бут представляет собой камень с двумя почти плоскими сторонами. Плитняк - это каменная порода в виде относительно тонких плоских плит.

Среди бетонных изделий заводского формования для фундаментов под печи находят применение бетонные камни, блоки и плиты.

В некоторых случаях для кладки фундамента применяют отходы кирпичного производства, представляющие собой пережженный кирпич со стекловидными поверхностями (железняк).

Бутовые фундаменты в зависимости от способа кладки выполняют двумя методами "под лопатку" или "под залив". Прочность кладки, выполненной "под лопатку", больше, чем кладки, выполненной "под залив". Поэтому этот метод применяют при возведении фундаментов под двухэтажные и русские печи. Бутовые фундаменты выкладывают по рабочим чертежам проекта при строгом соблюдении строительных норм и правил производства и приемки работ (СНиП Ш-17-78 и СНиП 3.02.01-83).

До начала работ по устройству фундаментов необходимо выполнить все подготовительные операции: завезти бутовый камень, рассортировать его по размерам, очистить от грязи и пыли. Масса одного камня не должна превышать 30 кг; более тяжелые камни раскалывают кувалдой массой около 2 кг: круглые - пополам, острые, непрочные углы откалывают, постели подравнивают (рис. 146, а). Чтобы кладка была прочной, для каждого ряда подбирают камни одной высоты (рис. 146, б). Эту рабочую операцию выполняют с помощью деревянной доски с вырезанным пазом, называемой шаблон-скобой 1 (рис. 146, в).

Рис. 146. Камни (а), подготовленные (б) и подобранные {в) для устройства фундамента под печи: 1 - шаблон-скоба, 2 - подобранный камень

Для получения необходимой перевязки швов камни в ряду кладут поочередно ложками 1 и тычками 2 (рис. 147).

Рис. 147. Бутовая кладка фундамента печи: 1 - ложки, 2 - тычки

Поскольку бутовый камень, подобно другим каменным материалам, хорошо противостоит центральным сжимающим нагрузкам, но слабо сопротивляется растяжению и сдвигу, фундаменты из него кладут по определенным правилам, называемым правилами разрезки. Таких правил три.

Первое правило. Поверхности камней (плоскости А-А) должны располагаться под прямым углом к действующей вертикальной силе Р (рис. 148, а).

Второе правило. Разрезка кладки вертикальными швами должна вестись плоскостями, перпендикулярными постелям камней, а горизонтальные швы должны быть перпендикулярны наружной вертикальной плоскости кладки (рис. 148, б): плоскости швов В-В перпендикулярны постелям и вместе с тем параллельны (по толщине кладки) плоскости СхСи

Если швы в процессе кладки окажутся косыми (плоскости KL и MN) (рис. 148, в), то образуются клинья, которые вызывают сдвиг кладки, что может привести к раскалыванию или выпаданию камней. На рис. 148, в показано, как камень 3 раздвигает камни 2 и 4, а камень 1 - выпадает.

Третье правило. Вертикальные, продольные и поперечные швы кладки в смежных по высоте рядах не должны совпадать (рис. 148, г), т. е. бутовая кладка должна вестись с перевязкой швов, благодаря чему достигается монолитность конструкции. На рис. 148, д приведена схема, иллюстрирующая полную перевязку швов.

Рис. 148. Разрезка бутовой кладки: а - положение поверхностей камней по отношению к вертикальной нагрузке Р, б - разрезка камней кладки вертикальными плоскостями, в - схема взаимодействия камней в кладке, г - перевязка швов кладки, д -- схема полной перевязки швов; 1...4 - камни

При сооружении фундаментов под печи в зависимости от грунтовых условий выбирают марку камней (см. табл. 5) и марку раствора (см. табл. 4).

Закончив подготовительные работы и уяснив правила бутовой кладки, приступают к разметке фундаментов под печи и трубу. Для этого разбивочные оси здания с обноски переносят на дно котлована (рис. 149). По разметкам осей на обносках 1 натягивают проволоку 2, фиксирующую положение разбивочных осей. В точках пересечения продольных и поперечных осей закрепляют шнур отвеса 3 и переносятся эти точки на дно траншеи, отмечая их металлическими штырями 4 или колышками. От перенесенных на дно траншеи точек пересечения осей стальной рулеткой отмеряют ширину подошвы фундамента и забивают очередные штыри. Затем натягивают шнуры, определяющие положение подошвы фундамента. После этого начинают кладку.

Рис. 149. Перенос осей здания на дно котлована под фундамент печи (а) и с помощью стойки (б): I - доска обноски, 2 - проволока, 3 - отвес, 4 - штырь, 5 - стойка, 6 - подвижный кронштейн, 7,8 - винты

Бутовую кладку "под лопатку" ведут горизонтальными слоями толщиной до 300 мм. Первый (нижний) слой кладки помещают на подготовленное основание насухо, без раствора, применяя крупные постелистые камни. Бутовые камни должны плотно прилегать один к другому, а их постель - обращена к земле. Уложенный слой тщательно расщебенивают мелкими камнями и плотно утрамбовывают. Образовавшийся первый слой заливают раствором, консистенция которого соответствует жидкой сметане (осадка конуса 130... 150 мм). Последующая кладка слоев осуществляется с использованием пластичного раствора подвижностью 40...60 мм.

Перед укладкой каждой версты на всех углах фундамента закрепляют на растворе маячные камни. По этим камням натягивают наружные причалки, по которым проверяют прямолинейность лицевой поверхности фундаментов.

Камни для верстовых рядов, которые подбирают по шаблону-скобе, выкладывают насухо, чтобы найти им наиболее устойчивое положение в кладке. Далее каменщик приподнимает камень, наносит раствор слоем 30... 40 мм и укладывает камень окончательно, осаживая его при этом молотком. Раствор под забутовочные камни укладывают с излишком, чтобы он при посадке камня выдавливался в вертикальные швы. Забутовку выполняют из камней любых размеров и формы с плотной посадкой на постель и с соблюдением правил перевязки. Для достижения плотной посадки камней используют молоток-кулачок или кувалду. После укладки забутовки производят расщебенку рядов путем осаживания в раствор щебня или мелких камней. Поверхность уложенного ряда выравнивают раствором, заливаемым в углубления между камнями.

Раствор и кладочный материал для бутовой кладки подвозят тачками, которые передвигают по катальному ходу 6 (рис. 150). Для подъезда тачки к лотку 4 укладывают доску 5. Материалы на рабочее место, находящееся в траншее, спускают по лотку (для раствора) или желобу (для подачи камня). Ящик 3 для раствора устанавливают, используя подсыпанный грунт 2.

Рис. 150. Организация кладки бутового фундамента под печь: 1 - подземная часть фундамента, 2 - грунт, 3 - ящик, 4 - лоток, 5 - доска, 6 - катальный ход

По окончании устройства подземной части фундамента, чтобы облегчить последующие работы, соблюсти отвесность стен и контролировать горизонтальность рядов кладки, применяют шаблоны, состоящие из стоек, обвязки и подкосов. Шаблоны образуют наружные плоскости фундамента печи. Пользуясь шаблоном, укладывают верстовые камни на раствор.

Организация и методы труда рабочих, занятых на сооружении фундамента, состоят в следующем. Бутовую кладку под печи выполняет бригада из четырех человек, состоящая из двух звеньев, в которые входит по два рабочих (двойка). Обязанности между членами звена Ориентировочно распределяют таким образом. Первая двойка состоит из печников 4-го и 3-го разрядов. Более квалифицированный рабочий выполняет следующие операции: переносит оси в котлован, укладывает бутовый камень в верстовые ряды, выкладывает забутовку рядов, производит расщебенку кладки. Другой печник подбирает камни, подает их в пределах рабочего места звеньевому, перелопачивает раствор и разравнивает его. Оба печника совместно ведут работы по установке шаблонов и натягиванию причалки.

Рабочее место обоих печников находится непосредственно у возводимого фундамента. Устройство и разборка катальных ходов, отбор и складирование камня на строительной площадке, а также транспортирование материалов на рабочее место возлагаются на вторую двойку, состоящую из рабочих 2-го разряда. Это же звено производит обратную засыпку пазух.

Законченный фундамент сдают по акту на скрытые работы. Кладка фундамента считается качественной, если отклонения ее размеров не превосходят следующие величины (СНиП III - 17-78): по высоте - 25 мм; поверхностей углов кладки от вертикали - 20 мм; рядов кладки от горизонтали на 1 м длины - 3 мм; смещение осей конструкции - 20 мм; выступы и впадины на вертикальной поверхности, обнаруживаемые при накладывании рейки длиной 2 м, 1- 20 мм; отклонение геометрических размеров стенок - ±20 мм.

Не допуская перерыва в технологическом процессе, после сдачи работ приступают к заполнению грунтом пазух - пространства, образовавщегося между кладкой и стенами котлована. Засыпку ведут горизонтальными рядами толщиной около 200 мм. Каждый слой смачивают водой и уплотняют деревянной трамбовкой. Если фундамент печи расположен рядом со стеной здания, то промежуток между ними засыпают крупнозернистым песком.

Завершающая операция по возведению фундамента лечи - кирпичная кладка высотой 150...280 мм, которую выводят на отметку уровня пола первого этажа. Кирпичную кладку выравнивают цементной стяжкой, которую после того, как она наберет необходимую прочность, оклеивают гидроизоляцией.

Операционную технологию устройства бутовых фундаментов под печи и коренные трубы можно представить в виде графика трудового процесса (табл. 17).

Таблица 17. График трудового процесса возведения бутовых фундаментов под печи

Бутобегонные фундаменты возводят следующим образом. До укладки камней в фундамент необходимо поставить опалубку, которая фиксирует размеры стенок, задерживает раствор, обеспечивает прямолинейность кладки. В плотных непучинистых грунтах в качестве опалубки могут быть использованы вертикальные стенки котлована. В этом случае (см. рис. 151) для устранения неровностей и предотвращения загрязнения бутобетона 3 осыпающейся землей целесообразно облицевать стены котлована толем, рубероидом или пергамином 2.

В отличие от бутовых фундаментов, для кладки которых каждый камень подбирают, а затем укладывают на растворе на заранее подобранное место, при устройстве бутобетонных фундаментов камни послойно утапливают в раствор без сортировки по размеру. Однако ширина камней должна быть не более ¹/₃ ширины фундамента. Марку раствора и камней для бутобетонных фундаментов выбирают в зависимости от грунтовых условий по табл. 4, 5. Примерное соотношение компонентов растворов, в состав которых входит портландцемент, приведено в табл. 18 (СН 290-74).

Таблица 18. Составы растворов для устройства фундаментов под печи, в частях по объему (* В скобках указана марка цемента)

Пластичность растворов выбирают такой, чтобы камни свободно погружались в них при легких ударах трамбовкой (см. рис. 151). Бутобетон укладывают горизонтальными слоями толщиной не более 200 мм. Камни втапливают в очередной слой сразу после заливки раствора на глубину не менее половины их высоты. Между отдельными бутовыми камнями оставляют промежутки не более 40...60 мм, которые при следующей операции заполняют щебнем. В летние жаркие дни бутобетонный фундамент смачивают и покрывают пергамином, что способствует сохранению и набору прочности конструкции.

Бетонные монолитные фундаменты возводят в тех случаях, когда по местным условиям нецелесообразно использовать бутовый камень и сборные конструкции. Бетон - это искусственный каменный материал, получаемый из правильно подобранной смеси (вяжущее вещество, заполнители и вода) после ее формования и твердения. Существует много разновидностей бетонов. В печном деле используют преимущественно цементный бетон, в котором в качестве вяжущего применяют различные виды цементов, а заполнителями служат щебень из бутового камня и гравий.

Сооружение бетонных монолитных фундаментов состоит из следующих технологических процессов: установки опалубки, приготовления бетонной смеси, транспортирования ее, укладки бетонной смеси в опалубку, уплотнения бетона. Если фундамент под печь бетонируют одновременно с фундаментом здания, то бетонную смесь, приготовляемую на заводе, доставляют к месту использования на самосвалах.

При малых объемах работы бетон готовят непосредственно на объекте. Состав бетонной смеси для фундаментов под печи приведен в табл. 19.

Таблица 19. Примерный состав бетона (цемент : песок : щебень или гравий) для фундаментов под печи

Перед укладкой бетонной смеси в котловане устанавливают прочную деревянную опалубку, которая представляет собой пустотелую форму будущего изделия. Для фундаментов под печи применяют разборно-переставную опалубку из деревянных щитов, которые в процессе бетонирования смачивают водой или обкладывают с рабочей стороны пергамином или крафт-бумагой, чтобы не допустить сцепления бетона с материалом опалубки.

Бетонную смесь укладывают слоями, разравнивая и уплотняя каждый слой. Уплотняют смесь вибраторами, под действием которых она становится удобоукладываемой, что способствует заполнению всех полостей формы.

В качестве вибраторов применяют глубинные конструкции подвесного типа (рис. 152, а) и с гибким валом (рис. 152, б).

Рис. 152. Глубинные вибраторы: а - подвесной, б - с гибким валом; 1 - кожух, 2 - штанга, 3 кабель, 4 - наконечник, 5 - вал, 6 - электродвигатель

В герметичном кожухе 1 подвесного глубинного вибратора заключен электродвигатель с эксцентриком. Пользуясь штангой 2, булаву погружают в бетонную смесь. Вибратор с гибким валом 5 снабжен наконечником 4 который погружают в смесь в тех местах, где бетон не полностью заполняет опалубку. Продолжительность вибрирования одного объема-20...40 с.

Уплотненный в конструкцию бетон в первые дни твердения в солнечные дни накрывают влажными рогожами, соломой, мешковиной и каждые 3 ч днем и один раз ночью поливают водой. Бетонный фундамент выводят до уровня чистого пола, поэтому выполнять кирпичную кладку между фундаментом и массивом печи не требуется.

Фундаменты из сборных бетонных блоков наиболее часто сооружают в современном строительстве. Для фундаментов печей используют типовые сборные конструкции, выпускаемые заводами железобетонных изделий: фундаментные блоки, башмаки стаканного типа и плоские плиты.

До начала монтажа сборных конструкций выполняют работы по рытью котлована и подготовке основания. Непосредственно перед укладкой блоков фундаментов производят добор грунта основания и тщательно проверяют его отметки. Затем оси 1 (рис. 153, а) с обноски переносят на подготовленное основание дна котлована, где стальными шпильками 4 (рис. 153,б) фиксируют проектное положение блоков 5. Шпильки забивают по углам или центральным осям блоков. Фундаментный блок 5, поднятый монтажным краном на высоту 50... 100 мм над уровнем земли, где уложен шаблон 2, центруют по разбивочным осям, добиваясь совмещения осевых рисок блока с разбивочными метками. После того как блок займет заданное положение, его опускают на основание. Выверенный по уровню блок перекрывают сплошной бетонной плитой.

Рис. 153. Перенос осей сборного железобетонного фундамента (а) и установка фундаментных блоков (б): 1 - оси, 2 - шаблон, 3 - отвес, 4 - штырь, 5 - блок