Общие положения

Фундаменты, соприкасаясь с окружающим грунтом, постоянно находятся под воздействием содержащейся в нем влаги, а в пределах зоны сезонного промерзания подвергаются также периодическому замерзанию и оттаиванию. Поэтому фундаменты в целях обеспечения долговременной службы сооружения необходимо устраивать из прочных и морозоустойчивых материалов, стойких также и против агрессивного воздействия грунтовых вод, если последние содержат вредные химические примеси и имеют с ними контакт. Кроме того, выбранные фундаменты должны отличаться практической целесообразностью их вида и формы, экономичностью принятого решения и допускать механизацию работ по их возведению.

К материалам, хорошо сохраняющимся в грунте, относятся бутовый камень, бетон и железобетон.

Для бутовой кладки применяют постелистый или рваный камень достаточно прочных пород (предел прочности при сжатии 200 - 600 кг/см²). В маловлажных грунтах бутовую кладку ведут на сложном или цементном растворе, а в мокрых и водонасыщенных грунтах применяют только цементный раствор. Существенным недостатком бутовой кладки является ее трудоемкость, так как она практически не поддается механизации и выполняется вручную. В настоящее время ее применяют редко, используя лишь в местах, где имеется камень, и при небольших объемах работ.

Бетон же позволяет широко использовать механизацию как для его приготовления, так и при укладке. Его применение в строительстве огромно. Для бетона используют щебень и гравий естественных пород, обладающих достаточной прочностью на сжатие. Применение влагоемких пористых материалов (туф, ракушечник) не допускается. При устройстве крупных массивных фундаментов находит применение также бутобетон, представляющий собой бетон с добавлением в него 20 - 25% бутовых камней, которые в него втапливаются.

Железобетон, как и бетон, допускает широкое применение механизации. Он также широко используется в строительстве. Его применяют как для устройства монолитных конструкций, так и для изготовления сборных их элементов. Основным преимуществом этого материала является возможность придать изделию почти любую конструктивную форму, а его хорошая работа на растяжение при изгибе позволяет при малой строительной высоте фундамента получить большую опорную площадь.

В зависимости от типа, конструктивных особенностей и назначения сооружения, величины передающей основанию нагрузки и качества грунтов фундаменты могут иметь разнообразные вид и форму. В одних случаях нагрузка может передаваться основанию через один массивный фундамент, в других случаях передача нагрузки грунтам осуществляется через систему фундаментов. Такой системой могут являться одиночные фундаменты под колонны или для стен, поддерживаемых опирающимися на эти фундаменты рандбалками, а также ленточные фундаменты, передающие основанию нагрузку от ряда колонн.

При проектировании фундаментов их нередко приходится делать уширенными книзу, что зависит от прочности грунтов основания и величины нагрузки от сооружения. Также необходимо учитывать чувствительность возводимых сооружений к неравномерным осадкам. Такие осадки могут возникнуть при строительстве на неоднородных и неравномерно сжимаемых грунтах, различном давлении от фундаментов на основание или под влиянием замачивания грунтов и ряда других причин. Важнейшими мероприятиями по предупреждению неравномерных осадок являются повышение пространственной жесткости сооружений, их разрезка осадочными швами на отдельные жесткие блоки и усиление фундаментов и стен армированными поясами.

Глубина заложения фундаментов

Глубину заложения фундаментов считают от планировочной отметки поверхности земли. При ее определении учитывают:

• назначение зданий и сооружений, наличие подвалов, подземных коммуникаций и фундаментов под оборудование;
• величину и характер нагрузок, действующих на основание;
• геологические и гидрогеологические условия площадки строительства;
• климатические особенности района и возможность пучения грунтов при зимнем их промерзании.

Особое значение здесь придают определению отметки заложения фундаментов по условиям глубины промерзания грунтов в связи с опасностью их морозного пучения. При большой глубине промерзания, если она превысит глубину заложения фундаментов, силы пучения, направленные вверх, будут действовать не только вдоль их боковых граней вследствие смерзания с грунтом, но также и по подошве. Это может вызвать различные перекосы стен строения, появление в них трещин и развитие других нежелательных деформаций.

В разных грунтах пучение проявляется различно. В наибольшей мере подвержены пучению пылеватые пески, пылеватые супеси и суглинки, особенно когда они сильно увлажнены. При этом в наиболее тяжелом положении обычно оказываются более легкие сооружения, не обладающие достаточным весом для противодействия силам пучения. Чтобы исключить наиболее опасное влияние сил пучения по подошве фундаментов, их закладывают в необходимых случаях на глубину, превышающую сезонное промерзание грунтов на площадке строительства. Лучшим средством защиты фундаментов от пучения является осушение грунтов основания дренажами, а также отвод поверхностных вод в стороны от сооружения путем планировки поверхности земли, устройства отмосток и отрывки в необходимых местах водоотводных канав.

Защита зданий и сооружений от грунтовых вод

Грунтовые воды при высоком стоянии их уровня затопляют подвальные помещения и создают в них сырость. На стенах появляются мокрые пятна и течи, нормальная эксплуатация здания нарушается. Под влиянием капиллярных сил вода может распространяться в теле кладки и вызывать появление сырости также в нижних этажах здания. Это влечет за собой нарушение санитарных условий помещений, способствует развитию гнили и заражению домовым грибком деревянных частей здания, понижаются теплозащитные свойства наружных стен. Чтобы защитить здания и сооружения от грунтовых вод, ведут борьбу с проникновением атмосферных осадков в грунт, устраивают дренажи и применяют гидроизоляцию.

Осушение грунтов дренажами, а также их защита от проникания поверхностных вод относятся к средствам предупредительного характера. Для непосредственной же защиты зданий и сооружений от воздействия грунтовых вод служит гидроизоляция. В настоящее время существует много видов гидроизоляции, различающихся по своей надежности, стоимости и сложности устройства. Из них в каждом конкретном случае необходимо выбрать наиболее рациональный и экономически целесообразный вид, применение которого в состоянии обеспечить заданную сухость помещений на весь срок их службы.