Фундаменти. Загальні вимоги.

Фундамент передає зусилля від ваги верхніх конструкцій і сприймаючих ними навантажень на підставу. Міцність конструкцій наземної частини будинків забезпечується міцністю і довговічністю фундаменту, його стійкістю, наявністю конструктивних заходів, що обмежують опади заснування в межах, допустимих СНиП 2.02.01-83, економічною і доцільною формою і конструкцією фундаментів. Проектування фундаменту полягає у виборі його типу, розмірів і способів пристрою. Для цього необхідно визначити: матеріал і конструкцію фундаменту; глибину його закладання; тиск під підошвою фундаменту; опади фундаменту і спосіб виконання робіт з підземної частини будівель. Крім того, слід перевірити стійкість фундаменту.

Глибина закладення фундаменту залежить від геологічних, кліматичних умов і архітектурних особливостей будівлі (наявності підвалу або технічного підпілля). У залежності від величини та напрямку нормативного тиску під підошвою вибирають розміри підошви фундаменту і висоту. Так, при відцентровому додатку рівнодіючої всіх сил можливо несиметричне розташування фундаменту, а при зусиллі, спрямованому горизонтально - похиле.

Фундаменти бувають глибокого і мілкого закладення. У цивільних будівлях застосовують переважно другі. За способом опирання на грунт розрізняють фундаменти безпосередньо спираються на грунт (на природній основі) і на штучному підставі. За способом виготовлення фундаменти можуть бути монолітними і збірними. Монолітні фундаменти виконують бутовими, бутобетону або бетонними. Вибір типу фундаменту визначається особливостями його роботи та техніко-економічним обгрунтуванням.

На фундаментах концентруються навантаження від всієї висоти будівлі, тому вони, як правило, більшої ширини, ніж зовнішні стіни. Якщо навантаження невеликі, фундамент виконують як підземну стіну збільшеної ширини або стовп з розширенням. Теоретичною формою фундаменту є трапеція з кутом 26-30 ° до вертикальної осі. Монолітні фундаменти виконують з уступами, моделюючими цей кут.

Грунти підстави під підошвою фундаменту відчувають два види тиску: побутове, виникає під впливом навантажень від ваги верхніх шарів, і додаткове - від ваги будинку. Зі збільшенням глибини залягання побутовий тиск збільшується, а додаткове - зменшується в міру віддалення від підошви фундаменту вглиб. Тиск під підошвою фундаменту розподіляється нерівномірно. Воно залежить від типу грунтів і має форму параболічної епюри з найбільшою ординатою в центрі програми навантаження.

Для цивільних будинків, згідно з СНиП 2.02.01-83, можна не враховувати криволінійний характер епюри і при центральному прикладанні навантаження вважати епюру прямокутної, а при ексцентричному - у вигляді трапеції або прямокутника. Підстави будівель перевіряють за граничним рівноваги, тому що при цьому повністю використовується несуча здатність грунту. При перевірці деформативності підстави допустимі опади, якщо вони не призводять до випинання грунту, так як такі деформації викликають лише переміщення і ущільнення часток грунту. Це відбувається тому, що зрушення грунту під фундаментом пручається грунт укосів поза зоною зрушень. Підстава будівлі перевіряється на стійкість за граничним крайовій тиску, якщо воно має укоси, або у випадку впливу на нього постійної горизонтальної сили. Середній тиск під підошвою порівнюється з нормативним. Якщо під підошвою фундаменту збільшується тиск, в основі розвивається поверхня ковзання, по якій порушується рівновага грунту. Характер роботи фундаменту та підстави визначається способом опирання вищерозміщених конструкцій, а отже прив'язкою до осі фундаменту стін підвалу для цокольних панелей. При цьому сила повинна бути додана центрально і збігатися з геометричною віссю підошви фундаменту. Цим вимогою визначається прив'язка стін, яка виконується таким чином: зовнішня і внутрішня стіни одношарової конструкції прив'язуються по геометричній осі; зовнішня стінова цокольна панель тришарової конструкції з жорсткими зв'язками прив'язується як суцільна стіна, (з умови, що всі верстви працюють спільно); зовнішня стінова панель з гнучкими зв'язками повинна мати прив'язку по внутрішньому шару. При цьому перевіряється довжина консолі.

Вид групи грунту впливає на вибір конструктивного типу фундаменту. Завдання полягає в тому, щоб вибрати найбільш раціональний тип фундаментно-підвальної частини будинку. При наявності одного або декількох шарів грунту, малих і середніх навантаженнях беруть стрічкові фундаменти, які закладають на невелику глибину, яка визначається з умови промерзання. При грунтах з малою несучою спроможністю можливість використання майданчика залежить від навантажень. Збільшення навантажень призводить до необхідності або зміни конструкції підземної частини, зокрема до пристрою суцільних плитних або пальових фундаментів чи до ущільнення грунту.