Каменные работы

заключаются в производстве К. кладки. Материалом для этих работ служит естественный камень в необработанном виде (полевые камни, булыги, валуны), или добытый из каменоломен (см. Ломка камня), обработанный камнетесом (см. Обделка камней), или же искусственно приготовленный камень в виде правильных параллелепипедов (кирпич) и в других геометрических формах (лекальный кирпич) или же в виде монолитной массы (бетон). Для соединения камней употребляются растворы — известковый и цементный, железные связи, а иногда и сами камни притесываются для взаимного зацепления. Чтобы кладка по своей нераздельности как можно более подходила к цельной массе, необходимо соблюдать хорошо перевязку камней, при которой взаимное их положение возможно более препятствует разъединению, независимо от скрепления их раствором и связями. Это достигается правильной разрезкой К. строения, т. е. разделением его на отдельные части, удовлетворяющие условиям устойчивости; основные правила разрезки: 1) одна система поверхностей соприкасания камней должна быть перпендикулярна к направлению действующего усилия, напр., если на здание действует только собственный его вес, то разрезка его по высоте должна быть. произведена горизонтальными плоскостями; 2) вторая система должна быть перпендикулярна к первой, или параллельна направлению действующего усилия; 3) кроме того, вторая система должна быть сделана вперевязку, т. е. швы этой системы для каждого ряда камней должны приходиться против цельных мест двух смежных рядов; 4) должно стараться избегать острых и входящих углов, ослабляющих кладку. — Грани камня, на которые передается давление, называются его постелями; кроме того, различают лицевую грань, обращенную на лицо строения, и заднюю, остальные две грани, перпендикулярные к лицевой и задней, называются заусенками. Камень, расположенный длиною вдоль строения, называется ложком, расположенные поперек — тычком. Самая простая и дешевая, хотя и наименее прочная К. кладка есть булыжная или сложенная из полевых камней. Такие камни находятся во множестве во всех северных странах Европы, иногда в виде громадных глыб. Большей частью это шведские и норвежские граниты, которые по всей вероятности занесены были льдинами через Балтийское море внутрь северной низменности и здесь осели. В СПб. и смежных губерниях встречаются скопления таких камней кучами, простирающимися на целые версты (гривы). В Северной Германии встречаются во множестве средневековые здания, сложенные из таких округленных камней, и нередко подобная кладка образует нижнюю часть башен и церквей, верхние части которых возведены из кирпича. И в настоящее время булыжный камень служит часто материалом для менее значительных зданий как в России, так и во многих других странах, и его употребляют также на фундаменты строений, стены которых возводятся из других материалов. При этой кладке нельзя соблюдать правильной перевязки, и поэтому размещают камни так, чтобы каждый из них опирался в возможно большем числе точек на камни нижнего ряда. Промежутки между булыгами заполняют мелкими камнями. Стены из булыжного камня получаются весьма толстыми, значительные промежутки между округленными гранями камней поглощают много раствора (0,37 объема). Кладку эту можно в некоторой степени оживить и усилить прокладными рядами из кирпича (фиг. 1).

Фиг. 1. Прокладные ряды.

Но вообще это есть самый несовершенный род К. кладки и допускается только в виде исключения, для строений второстепенных. Кроме того, булыжник часто употребляется еще в виде сухой кладки: для устройства дамб и плотин, для отделки откосов железнодорожных насыпей и пр., в виде наброски для заполнения ряжей, на мостовые и пр. Более высокую ступень развития кладки из камней неправильной формы представляет кладка из многогранных глыб, названная со времени Павзания циклопической. Отличие ее от булыжной кладки заключается в том, что камни соприкасаются между собою не в отдельных лишь точках, а плоскими гранями. Камни эти не обтесывались, но их тщательно выбирали и грубо приправляли таким образом, чтобы они плотно прилегали плоскостями друг к другу. В древности кладка эта употреблялась преимущественно в Греции, Малой Азии и в Италии для городских стен и укреплений; с удалением из подобной стены одного или нескольких камней она не обрушивается. Известный знаток древнего зодчества, Земпер, справедливо указал, что в этой системе кладки заключалась в скрытом виде конструкция свода, неизвестная древним. Стены эти были иногда толщиной до 8 м, и составлявшие их К. глыбы — более 3 м. Циклопический способ кладки применялся также в Греции при постройке храмов (храм Фемиды в Рамносе). В наше время этот род кладки из многогранных каменных глыб с применением для этого гранита, порфира и камней вулканической породы, а также и известняка снова входит в употребление при возведении стен, которые должны производить впечатление чрезвычайной прочности и первобытной простоты, напр. для цоколей, террас и откосов (нижние части здания Валгаллы у Регенсбурга, подпорные стенки Шварцвальдской ж. д., набережные и крепостные стены в Кельне и пр.). Для примера на фиг. 2 представлена часть крепостной стены Вероны, сложенной по образцу циклопических построек.

Фиг. 2. Часть крепостной стены в Вероне

Римляне часто употребляли кладку из совершенно неправильных малых камней, окруженных со всех сторон превосходным раствором, вследствие чего стены эти были необыкновенно прочны (так назыв. opus incertum). В углах такие стены обыкновенно усиливались цепями из кирпича или тесового камня.

Бутовая кладка производится из бутовой плиты. Так как плита эта ограничена сверху и снизу почти параллельными плоскостями, то можно сортировкою камня достигнуть ровной толщины слоев. Правило перевязки соблюдается только на лицевой поверхности. Промежутки между камнями защебениваются, т. е. заполняются раствором, в который вдавливают камешки. Бутовая кладка требует лишь незначительной притески, она дешева, но некрасива и употребляется в тех частях строений, которые не видны снаружи. Швы и грани бутовой кладки получаются неровными, а потому для получения ровной поверхности необходимо стены из бутовой кладки штукатурить или облицевать их кирпичом или тесовым комлем. Римляне, а за ними и средневековые строители любили употреблять рядом с обыкновенной кладкой из постелистых камней облицовку из бута или кирпича в елку (наподобие рыбьей кости — opus spicatum). Этот вид кладки применяется с конца римск. эры до середины XIV в. (фиг. 3).

Фиг. 3. Кладка "в елку". Римский opus spicatum.

Так как связь подобной кладки не отличается прочностью, то между наклонными рядами камней вставляли через известные промежутки горизонтальные ряды (облицовка крепостных стен Равенны, построенных Теодорихом Веронским в VI в. по Р. Хр.). Этот род кладки требует всегда усиления углов тесовой или кирпичной кладкой с горизонтальными рядами. При усилении средневековой бутовой кладки в углах тесовыми камнями облицовка сопрягалась обыкновенно с внутренней кладкою не вертикальными швами, а наклонными, прилегающими к неправильным заусенкам бутового камня (фиг. 4); это придает стене живописный характер. Лишь в эпоху Возрождения эта манера была оставлена и бутовые стены стали обрамлять весьма правильными цепями тесовой кладки. Все роды менее правильной кладки носят отпечаток простоты. Римляне употребляли для обозначения этого, равно как и для грубо обтесанной правильной кладки, выражение rustik — мужицкое, деревенское, противопоставляя правильной внешности и чистой отделке богатых городских построек. Эпоха Возрождения удержала это название для наружного вида кладки, долженствующего выражать прочность, массивность, соединенную с простотою (фиг. 5).

Фиг. 4. Сопряжение тесовой облицовки углов с бутовой кладкой в средневековых зданиях

Фиг. 5. Тесовая кладка. Обделка лица рустами. Соединение камней лапчатыми скобами.

Материалом для тесовой кладки служат камни естественного происхождения, гранит, порфир, песчаник и т. п., обтеска которых производится самым тщательным образом, по шаблонам. Величина камней, идущих в кладку, зависит от различных условий: от толщины естественных наслоений, из которых камень выламывается, от средств перевозки и от способа подъема. При этом стараются, чтобы камни имели простейшую форму, а потому для возведения обыкновенных стен камни обтесывают параллелепипедами таких размеров, чтобы получилась простая и правильная перевязка швов (фиг. 6).

Фиг. 6. Перевязка швов тесовой кладки. Угольные камни.

В пересечениях стен употребляются для достижения большей связи особо вытесанные угольные камни (а на фиг. 6). Наружный вид тесовой кладки красив и может принимать полировку, но главное неудобство этой кладки — дороговизна ее, потому что выломка и обделка больших камней дороги и производство этой кладки требует механических средств для подъема камней и точной укладки их на место. Поэтому тесовую кладку употребляют в тех случаях, когда желают, чтобы строение занимало возможно мало места (мостовые быки), когда оно должно выдерживать удары (крепостные стены) или же для сооружений фундаментальных, для которых главным требованием ставится долговечность и красота. Для придания же особой красоты стенам из тесовой кладки обделывают лицевые поверхности камней украшениями более или менее сложного вида. На фиг. 7 изображена в виде примера так называемая алмазная обделка, т. е. в виде плоских пирамид с квадратным основанием, окаймленных рамкой.

Фиг. 7. Алмазная обделка (Фасад неаполитанской церкви эпохи Возрождения.

Этот способ украшения относится к эпохе Возрождения. На фиг. 5 представлена обыкновенная обделка рустами; придавая стене красивую форму, выпуклая площадка камня с шероховатой поверхностью имеет назначение защитить углубленный шов кладки от стекающей по стене влаги. Камни в строениях соединяются раствором, но так как раствор твердеет медленно, то в тех строениях, которые подвержены большому давлению и нет времени ждать, пока раствор затвердеет, чтобы вывести следующие ряды, камни соединяют притеской или железными связями. Притеска делается замком — подле каждого тычка располагаются два ложка, выступы которых входят в углубления, сделанные в тычках, или лапой — камням дают в плане вид трапеций (фиг. 16).

Фиг. 16. Смешанная кладка. Соединение камней притеской. Соединение пиронами

К железным связям принадлежат скобы, ирокы и якоря, которые вставляются в сделанные для них в камнях углубления и заливаются свинцом, серой, цементом и пр. (фиг. 5 и 16). В кирпичной кладке в качестве связей употребляются железные полосы. Железные связи в кладке каменных стен в настоящее время, при употреблении хороших цементных растворов, выводятся из употребления.

Кирпичная кладка употреблялась уже в древние времена халдейцами и ассирианами, которые пользовались необожженным кирпичом, а в качестве раствора применяли асфальт. Римляне первые довели кирпичную кладку до совершенства. Обладая превосходной глиной и столь же отличным раствором, они с легкостью могли исполнять все роды смешанной кладки, при которых кирпич играл преимущественно роль материала для облицовки. В средние века возведение кирпичных построек развивалось преимущественно в Италии, в Южн. Франции, в Баварии, Сев. Германии и Голландии. Возведение построек совершенно кирпичных выработалось почти лишь в Сев. Италии и Сев. Германии, в прочих странах Зап. Европы вошли в привычку преимущественно смешанные постройки из кирпича и тесовых камней. Кирпичная кладка занимает среднее место между тесовой и бутовой — дешевле тесовой и красивее бутовой. По толщине стен она бывает в ½, 1, 1 ½, 2, 2 ½ и т. д. кирпича. У нас кирпич имет прямоугольную форму, длин. в 6 врш., шириною 3 и толщиною 1 ½ арш. Нормальный размер кирпича в Германии 6,2х12х25 см. Кирпич укладывается в стену или тычком, или ложком. Смотря по потребной толщине кладки, составляют стену из комбинации ложков и тычков, соблюдая правила перевязки. На фиг. 8 представлена кладка стенки толщин. в ½ кирпича, употребляемая для тонких разделок и дымовых труб.

Фиг. 8. Кладка в ½ кирпича.

Она состоит из рядов одних ложков вперевязку. Справа фигуры кладка ограничена уступами, а слева оканчивается так назыв. штрабой. На фиг. 9 изображена английская (самая у нас употребительная) кладка стен в 1 ½ кирпича.

Фиг. 9. Английская кладка в 1½ кирпича.

Нижний ряд состоит впереди из тычков, за которыми расположены ложки, в следующем ряду ложки располагаются впереди тычков с соблюдением также перевязки швов, перпендикулярных к направлению рядов. Фиг. 10 представляет крестовую кладку стен в один кирпич. Кладка эта есть лишь видоизменение английской, с уступами в ¼ кирпича. На фиг. 11 показана готическая, или польская, кладка стен в 1 кирпич.

Фиг. 10. Крестовая кладка в 1 кирпич.

Фиг. 11. Готическая (польская кладка) в 1 кирпич.

Кладка эта у нас называется также верстой. Она составляется из тычков и ложков, чередующихся в одном и том же ряду, причем каждый тычок зажимается сверху и снизу ложками. Недостаток этой кладки, что в некоторых местах вертикальные швы совпадают. Эти швы на фиг. 11 начерчены толще. Фиг. 12 — та же кладка в 1 ½ кирпича: в каждом ряду 3 ложка перемежаются с 2 тычками из трехчетверочного кирпича, почему здесь приходится тратить много материала на притеску; кроме того, здесь тычок заходит во внутренний ряд лишь на ½ кирпича, между тем как в предыдущих случаях тычковая связь была на длину ½ кирпича.

Фиг. 12. Готическая (польская кладка) в 1½ кирпича.

На фиг. 13 представлена перевязка кирпичей двух пересекающихся стен — капитальной и внутренней, что достигается употреблением в некоторых местах трехчетверочных кирпичей. Кладку наружных поверхностей, имеющих уклон не более 10° от вертикального направления, ведут обыкновенным способом, лишь притесывая крайние кирпичи. При большем уклоне наружная поверхность на некоторую величину выводится из наклонных рядов, связанных с остальной кладкой наклонной штрабой. При тесовой же кладке в таких случаях необходимо всегда произвести правильную разрезку сообразно с формой сооружения и избегая входящих и острых углов. На фиг. 14 и 15 представлены две конструкции этого рода для ледорезов мостовых опор.

Фиг. 13. Пересечение стен.

Фиг. 14. Разрезка наклонных стен из тесовой кладки (ледорез моста).

Фиг. 15. Разрезка наклонных стен из тесовой кладки (ледорез моста).

Для соединения выгод, представляемых различными кладками, употребляется смешанная кладка. Наружная часть строения делается из тесового камня, а внутренность заполняется кладкой из мелкого материала. Облицовочные камни располагаются вперевязку тычком и ложком, так что снаружи строение имеет вид сплошной тесовой кладки (фиг. 16). К разряду смешанных кладок по составу своему принадлежит и бетонная кладка, но по свойствам своим этот род кладки подходит к монолиту (см. Бетон). Разрезка каменной кладки, составленной из штучных камней, должна быть изменена в тех местах, где требуется перекрывать широкое отверстие. Простейшее и бесспорно самое естественное перекрытие получается, когда камень или плиту достаточной величины и прочности так положить на стенах, ограничивающих отверстие, что оно замыкается сверху (фиг. 17 — балочное, или архитравное, перекрытие). Если перекрываемое пространство слишком велико или же имеющиеся каменные плиты не обладают достаточной прочностью, то можно образовать перекрытие, постепенно выпуская горизонтальные ряды каменной кладки внутрь помещения настолько, чтобы каждый верхний ряд надежно опирался на нижележащий, и верхнее узкое отверстие перекрывают одною плитою (фиг. 18).

Фиг. 17. Архитравное перекрытие.

Фиг. 18. Покрытие смешивающимися камнями.

Этот способ покрытия был известен уже в глубокой древности: о нем свидетельствуют внутренности пирамид. В некоторых греческих постройках замечается переход от этого способа покрытия к сводчатому. В них отверстия перекрыты двумя камнями, сопряженными под углом и концами упертыми в стены, ограничивающие отверстие с боков. (фиг. 19). Вполне этот характер выражен в арке, изображенной на фиг. 20.

Фиг. 19. Переход к сводчатому покрытию.

Фиг. 20. Арка.

При перекрытии больших отверстий, расположенных в плане различным образом, конструкции покрытий и способы их разрезки усложняются (см. Своды).

А. Таненбаум.