ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

Нагрузки и несущая способность

Фундамент для здания или стены является частью конструкции, которая находится в непосредственном контакте с землей. Без соответствующего фундамента конструкция стоять не сможет. Назначение фундамента — безопасным образом передавать нагрузки на почву, чтобы при этом не происходило слишком больших подвижек, проседания или повреждения конструкции на протяжении его срока службы и на начальной стадии строительных работ. Термин «нагрузка» имеет несколько значений:

• «Собственный вес конструкции» — это постоянный вес самой конструкции и всех составляющих ее частей.

• «Приложенные нагрузки» или «рабочие нагрузки» — это те нагрузки, которые создаются весом людей, автомобилей, мебели и других предметов, находящихся внутри конструкции или на ней. Разумеется, этот тип нагрузки может значительно меняться.

• Другие виды нагрузок включают силы и напряжения, создаваемые ветром и снегом, и их следует принимать во внимание при проектировании фундамента.

Проектирование фундамента зависит в значительной степени от типа грунтового основания, на котором должна возводиться конструкция. Этот грунт должен быть в состоянии выдерживать направленные сверху вниз нагрузки от конструкции (в том числе и от самих фундаментов) за счет равных и направленных вверх сил. Поэтому грунт должен обладать достаточной прочностью на сжатие или несущей способностью, чтобы не допускать проседания и усадки.

Несущая способность является мерой того, какое давление может выдержать грунт, и она меняется в зависимости от типа грунта. Поскольку удельное давление равно силе, деленной на площадь, то увеличение площади горизонтального сечения фундамента приводит к снижению давления на грунт.

Для грунта с малой несущей способностью потребуются фундаменты с большей площадью поверхности. Или же может потребоваться вырыть котлован значительной глубины, пока не будет найдено грунтовое основание с достаточной несущей способностью.

Все грунты имеют тенденцию к движению вследствие изменений температуры и содержания влаги. В частности, связные, сжимаемые грунты, такие как глина, способны весьма значительно вспучиваться и проседать в результате увеличения или уменьшения содержания воды в них, а это, как известно, приводит к разрушению фундамента здания. На несвязанные грунты, к примеру на песчаные, могут воздействовать поверхностные воды, вызывающие вымывание частиц, либо мороз в зимний период («вспучивание грунта при промерзании»).

Строительные нормы и правила

Требования строительных норм и правил, по большей части, применимы только к конструкциям зданий. Поэтому при проектировании фундамента для отдельно стоящей стены или садовой ограды с существенно меньшими нагрузками земляные работы следует проводить не глубже, чем необходимо, чтобы добраться до грунта с достаточной несущей способностью. В действительности он может находиться совсем рядом с законченным нулевым уровнем. Вместе с тем, однако, фундамент должен располагаться достаточно глубоко, чтобы противостоять движению грунта, вызванному изменениями температуры и содержания влаги. Так, движение грунта, вызванное сжатием при высыхании и расширением при увлажнении, преобладает у глинистых грунтов.

Глубина почвенного покрова должна быть достаточной, чтобы фундамент не подвергался вспучиванию грунта при промерзании. Поэтому фундамент, с целью предотвращения его разрушения, должен располагаться ниже уровня промерзания. Действующие в настоящее время строительные нормы и правила требуют, чтобы простые ленточные фундаменты располагались на 1000 мм ниже законченного нулевого уровня.