Основания и фундаменты

Основанием называется массив грунта, находящийся под фундаментом и воспринимающий всю нагрузку от здания. Нагрузки, передаваемые на основание, вызывают в нем напряженное состояние и соответственно деформации.

К грунтам оснований предъявляются следующие основные требования: достаточная несущая способность, небольшая и равномерная сжимаемость для обеспечения равномерной и допустимой осадки здания, неподвижность, стойкость против выщелачивания и размывания грунтовыми водами, непучение при промерзании.

Грунты оснований – это геологические породы, находящиеся в верхней части земной коры, состоящие из твердых частиц (зерен), образующих скелет грунта, и пор, заполненных воздухом или водой. Грунты, которые могут быть использованы в качестве оснований, делятся на скальные и нескальные. К скальным грунтам относятся изверженные, осадочные и метаморфические породы, залегающие большими сплошными или трещиноватыми массивами. К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, песчаные, глинистые грунты и их разновидности.

Естественным основанием называется залегающий под фундаментом грунт, имеющий в своем природном состоянии достаточную несущую способность для обеспечения прочности и устойчивости здания или сооружения, т.е. для обеспечения допустимых по величине и равномерности их осадок.

Искусственным основанием называется грунт, не обладающий в природном состоянии достаточный несущей способностью на принятой глубине заложения фундамента и подвергнутый искусственному упрочнению.

Фундаментом называется подземная часть здания, воспринимающая всю нагрузку от здания и передающая эту нагрузку на основание. Фундаменты работают в сложных условиях, воспринимая большие нагрузки. Они должны быть прочными, устойчивыми, долговечными и экономичными, при этом экономичность является основным фактором при выборе конструктивного решения фундамента при выполнении остальных требований.

Кроме несущих функций фундаменты в зданиях с подвалами выполняют ограждающие функции, являясь стенами подвалов и ограждая подвальные помещения от наружного грунта и грунтовых вод. К материалам для устройства фундаментов предъявляются требования по прочности, долговечности, морозостойкости, стойкости против агрессивных воздействий грунтовых вод. В связи с этим для фундаментов пригодны следующие материалы: бут, бутовая кладка, бутобетон, бетон, железобетон и сильно обожженный кирпич. При устройстве свайных и столбчатых фундаментов могут применяться деревянные сваи и столбы с соответствующей защитой от гниения. Как правило, фундамент состоит из подушки и стенки или столба. Стенка или столб должны быть прочными и устойчивыми, а подушка фундамента должна иметь такие размеры в плане, чтобы обеспечивалось допустимое давление на грунт основания, т.е. обеспечивались допустимые осадки зданий.

В зависимости от вида несущего остова здания, величины нагрузок, передаваемых на фундамент, характера грунта основания и его несущей способности фундаменты по конструктивному исполнению бывают ленточными, столбчатыми, сплошными или коробчатыми и свайными, а в зависимости от способа устройства они бывают сборными или монолитными.

1) В малоэтажных зданиях (высотой в 1-3 этажа) без подвалов целесообразны столбчатые или ленточные фундаменты, а в зданиях с подвалами – ленточные фундаменты.

2) В зданиях средней этажности (4-5 этажей) целесообразно применять ленточные сборные фундаменты, а при слабых грунтах оснований – свайные из коротких свай (длиной до 7 м).

3) В зданиях повышенной этажности (6-9 этажей) при прочных грунтах оснований целесообразны ленточные сборные фундаменты, а при слабых грунтах – свайные.

4) В многоэтажных зданиях (10-16 этажей) целесообразны свайные или сплошные фундаменты. При этом свайные фундаменты чаще применяют в зданиях высотой 10-12 этажей, а сплошные – 13-16 этажей.

В высотных зданиях (17 и более этажей) целесообразны сплошные или комбинированные фундаменты. При комбинированных фундаментах вначале устраивают поле свай под всем зданиям, а затем по верху – сплошную плиту-ростверк.