Глава ХΙΙΙ. Устройство фундаментов н оснований под печи

§ 38. Характеристика грунтов

Комнатные печи и огневые очаги массой до 750 кг устанавливают непосредственно на полу, если он достаточно прочен. Массу печи легко определить, зная, что 1 м³ сухой кладки (включая пустоты) весит приблизительно 1600 кг. Если пол первого этажа недостаточно прочен, его необходимо усилить дополнительными опорами на кирпичных столбиках, а пол второго этажа - дополнительными балками. Печные устройства массой более 750 кг сооружаются обязательно на фундаментах. Фундамент должен опираться на плотный грунт.

Не все грунты могут служить основанием для устройства фундаментов печей. Наиболее прочными и надежными грунтами считаются скальные, полускальные, крупнообломочные, а также песчаные и глинистые.

Скальные грунты представляют собой сплошные прочные породы (например, гранит) и некоторые осадочные породы - известняки, песчаники. Эти грунты отличаются большим сопротивлением сжатию и стойкостью против действия грунтовых вод и низких температур. Такими же свойствами обладают и полускальные грунты - окремненные глины и мергели.

Крупнообломочные грунты представляют собой обломки скальных пород и называются щебнем и дресвой. Они имеют острые и рваные края в противоположность окатанным краям более измельченных гальки и гравия. Галька отличается от гравия своими размерами: размеры кусков гальки превышают 15 мм, размеры кусков гравия от 5 до 15 мм.

Песчаные грунты также являются достаточно плотными и прочными для устройства на них оснований под фундаменты печей.

Глинистые грунты в зависимости от содержания в них глины подразделяются на чисто глинистые, суглинки и супеси. Глина редко встречается в природе в чистом виде. Если в высушенном грунте содержится более 25% глины, то такой грунт называется глинистым. При содержании в грунте глины в смеси с песком в количестве 12-25% грунт называется суглинком; при 3-12% - супесью.

Все перечисленные виды глинистых грунтов являются достаточно прочным основанием для печи. Наряду с ними встречаются так называемые макропористые грунты, также содержащие глину, но имеющие крупные поры, отчетливо видимые простым глазом. Большое количество крупных пор ведет к тому, что при попадании в них воды эти грунты легко разжижаются и теряют свою прочность. Такие грунты нужно защищать от попадания в них как грунтовых, так и поверхностных вод.

При выравнивании строительных площадок под сооружаемое здание отдельные котлованы иногда засыпают грунтом. Так образуются насыпные грунты, которые отличаются большой рыхлостью и неопределенностью состава. При устройстве фундаментов печей на таких грунтах их необходимо предварительно уплотнять.

Нижняя плоскость фундамента, опирающаяся непосредственно на грунт, называется подошвой фундамента. Для одноэтажных печей без насадных труб подошву фундамента заглубляют в грунт не менее чем на 0,5-0,6 м, для коренных труб и одноэтажных печей с насадными трубами - на 0,75 м и для двухэтажных печей и коренных труб - на 1 м.

§ 39. Фундаменты под печи

Материалом для фундаментов печей служат: бутовый камень, обыкновенный глиняный кирпич, бетон различных марок. Кладку фундамента в сухом и плотном грунте ведут на известковом или смешанном растворе, во влажном грунте - на цементном растворе.

Для устройства фундамента в грунте отрывают котлован, размеры которого должны быть на 5 см больше фундамента печи по длине и ширине. Дно котлована выравнивают по уровню. Первый ряд фундамента выкладывают из камня или из кирпичного щебня насухо, камень или щебень втрамбовывают в грунт, а затем выложенный ряд заливают жидким раствором. После этого выкладывают фундамент правильными рядами, соблюдая перевязку швов. Наружные ряды кирпичей или камней кладут на густом растворе под лопатку, внутреннюю часть фундамента - под забутку с заливкой жидким раствором. В скальном грунте заглублять фундамент необязательно.

Чтобы получить правильные наружные очертания фундамента, бутовые камни предварительно окалывают, промежутки между уложенными камнями заполняют мелочью. По верху фундамента укладывают первый ряд кирпича. Кирпич должен быть хорошо обожженный (лучше железняк).

Верхнюю поверхность первого ряда кирпича хорошо выравнивают смешанным или цементным раствором и тщательно проверяют с помощью угольника и правила с уровнем. По первому ряду кирпича укладывают гидроизоляцию, состоящую из двух слоев рубероида, пергамина или толя.

Кладку фундамента печи нельзя перевязывать с кладкой стены здания из-за разной осадки этих конструктивных элементов. В противном случае может произойти перекос фундамента печи, в нем появятся трещины, из-за которых разрушится и вся кладка. Если печь устанавливают возле стены здания, то для нее устраивают самостоятельный фундамент, оставляя между ним и фундаментом стены промежуток в 3-5 см, который засыпают песком.

Кладка фундаментов под массивные кирпичные или бетонные печи в районах вечной мерзлоты отличается от кладки их в обычных условиях. Это объясняется тем, что бутовый, бетонный или из кирпичного щебня фундамент в мерзлом грунте подвергается действию пучения грунта, которое вызывает растрескивание и разрушение фундамента и самой печи.

Сущность явления пучения грунта состоит в том, что при попеременном промерзании и оттаивании грунта в зимнее и весеннее время изменяется структура грунта, в результате чего увеличивается объем его массы (происходит разбухание грунта). Возникающие при этом напряжения выталкивают часть массы грунта в направлении наименьшего сопротивления, т. е. вверх. Перемещение излишков разбухшего грунта вниз и в стороны невозможно, так как с этих сторон разбухший грунт встречает сопротивление смерзшегося монолитного грунта.

Для того чтобы оградить массив грунта от проникновения к нему тепла от печи, сохранив массив фундамента печи в замороженном виде, используют массы холодного наружного воздуха, которые в виде свозняков прогоняют через подполье печи, что служит надежной защитой от проникновения тепла в массив печи.

В зданиях с холодным подпольем печи устраивают на сваях и на опорах в виде срубов, ряжей, заполненных внутри песком, шлаком или строительным мусором. Однако это не очень надежно предохраняет от проникновения тепла в грунт подполья и грунт может все-таки пучить. При устройстве полов нижнего этажа непосредственно на земле, т. е. при отсутствии подполья, надежная глубина, при которой не будет промерзания, требует заложения фундамента не менее чем на 3 м ниже верхней границы мерзлоты. Забивка бетонных свай в мерзлый грунт вообще не возможна.

§ 40. Основания под печи верхних этажей

Конструкции оснований под печи верхних этажей выбирают в зависимости от конструкций стен здания, взаимного расположения капитальных стен, расположения самих печей. Наиболее простое решение - это установка печи верхнего этажа на печь нижнего этажа (рис. 81). Недостаток этого способа заключается в том, что на время разборки нижней печи приходится или ломать верхнюю печь, или устраивать довольно сложные конструкции, чтобы верхняя печь удерживалась в заданном положении.

Рис. 81. Установка печи верхнего этажа на печь нижнего этажа

Для более равномерного распределения нагрузки на нижнюю печь, если один из размеров нижней печи в, плане превышает 640 мм, на нее укладывают на уровне междуэтажного перекрытия железобетонную плиту толщиной 80-100 мм с отверстием для дымовой трубы печи нижнего этажа. При этом стенки проема для трубы защищают от дымовых газов кирпичной кладкой толщиной не менее ¹/₄ кирпича.

Применение железобетонной плиты позволяет ремонтировать печь нижнего этажа, не разрушая верхнюю печь. В этом случае вскрывают одну из стенок печи нижнего этажа. Верхняя печь при этом держится на железобетонной плите, которая опирается на три оставшиеся стенки нижней печи.

Иногда основание под печь верхнего этажа делают таким образом (рис. 82). В массив нижней печи при кладке заделывают по углам стойки 2 из квадратной, профилированной или крутой стали или из старых рельсов. Нижние концы стоек закрепляют в прочный фундамент 1. Сверху стойки связывают прочной рамой 3 из швеллеров или уголков. Эта рама и служит основанием для печи верхнего этажа.

Рис. 82. Основание под печь верхнего этажа в виде металлической рамы: 1 - фундамент, 2 - стойки, 3 - металлическая рама

Основание под печи в каменных зданиях. Устройство основания под печь верхнего этажа в каменном здании показано на рис. 83. В стенку здания на глубину не менее 380 мм (1¹/₂ кирпича) заделывают консоли из швеллеров 2, двутавров или рельсов, которые укладывают на металлические подкладки 1 и скрепляют металлической стяжкой-болтом 6. Поверх балок настилают доски 5 толщиной 50 мм, которые покрывают двойным слоем войлока 4, пропитанного глиняным раствором. На войлок укладывают плашмя ряд кирпичей, затем возводят кирпичные столбики - шанцы 3 и на них выкладывают печь.

Рис. 83. Основание под печь верхнего этажа в каменном здании: 1 - металлические подкладки, 2 - швеллеры, 3 - шанцы, 4 - войлок, 5 - доски, 6 - болт

Вместо деревянного настила промежуток между балками можно заполнить кирпичом или бетоном в виде свода толщиной 120 мм (рис. 84). Консоли скрепляют металлической стяжкой-болтом. Выложив поверх свода ровную площадку из кирпича, приступают к кладке печи.

Рис. 84. Основание под печь верхнего этажа в виде свода со стальной стяжкой

Печи, устанавливаемые в проемах капитальных стен (рис.85), устраивают так, чтобы они передавали свою нагрузку на стену, в проеме которой их сооружают. Части печи, выступающие по обе или по одну сторону стены, опирают на заделываемые в стену стальные консоли.

Рис. 85. Установка печи в проеме стены

В углах зданий (рис. 86) печи удобно опирать на стальные балки, заделываемые в стену.

Рис. 86. Основание под печь в углу здания: а - с деревянным настилом, б - с железобетонными плитами

Основания под печи в деревянных зданиях. Передавать нагрузку от печей на деревянные стены зданий не разрешается. В деревянных зданиях основанием для печи верхнего этажа служит печь нижнего этажа (см. рис. 81) при толщине стенок нижней печи не менее ¹/₂ кирпича; можно также консольные балки для основания печи заделывать в массив коренной дымовой трубы (рис. 87). В этом случае стенки трубы должны быть толщиной не менее одного кирпича (250 мм), а расстояние между дымовыми каналами достаточным для того, чтобы можно было пропустить консольные балки, не опасаясь чрезмерного их нагрева. Расстояние от металлической балки до дымового канала должно быть не менее 130 мм.

Рис. 87. Основание под печь верхнего этажа на балках, заделанных в коренной дымовой трубе

При установке печей в верхних этажах зданий возможны и другие варианты оснований.

https://profecoskill.ru/