Фундаменты, передающие нагрузки намного меньшие, чем расчетное сопротивление грунта, экономически невыгодны, так как нецелесообразное утолщение приводит к перерасходу материалов и утяжелению фундамента. Одним словом, фундамент должен быть ни узок, ни широк.
В малоэтажном строительстве используют в основном два вида фундаментов: ленточные и столбчатые. В слабых грунтах с низким сопротивлением грунта могут быть использованы висячие сваи или сваи-стойки. По способу погружения сваи подразделяются на забивные, вкручиваемые, буронабивные и др. Ни один из перечисленных видов свай, кроме буронабивных, не может быть использован самодеятельным
застройщиком, так как предполагает дорогостоящее и в общем-то дефицитное оборудование. Даже винтовые сваи, которые выполняют из стальных труб, могут быть использованы только при строительстве легких дачных домиков. Это не значит, что перечисленные сваи нельзя применять, просто для их погружения мышечной силы человека недостаточно. Буронабивные сваи это пробуренные или раскопанные скважины, заполненные каменными или бетонными материалами. Такие сваи работают на сжатие, их расчетная схема повторяет схему столбчатых фундаментов.
Свайные фундаменты выполняют специализированные строительные организации, которые и должны производить их расчет.
При строительстве дома на слабых грунтах индивидуальным застройщиком может быть использован фундамент на сплошной армированной железобетонной плите. Все четыре вида фундаментов, которые могут быть использованы читателем: столбчатые и ленточные, буронабивные сваи, железобетонная плита рассчитывают по одной схеме. Находится площадь подошвы фундамента, позволяющая передавать нагрузку от веса здания, не превышающую расчетного сопротивления грунта.
Конструкция фундамента состоит из двух частей: фундаментной подушки и стены фундамента. Толщину фундаментной стены принимают равной толщине стен надземной части здания (рис. 7).
Рис. 7. Схемы работы фундаментов:
а разрушение подушки фундамента в результате неправильно выбранного угла распределения нагрузки (должна быть произведена замена угла распределения нагрузки или подушка заменяется на армированную сборную); б фундамент из неармированного монолитного бетона; в фундамент из неармированного бутобетона или бутовой кладки; 1 стена фундамента; 2 подушка фундамента
Ширину фундаментной подушки принимают по расчету, конкретно для каждой оси здания:
b = N/I(R0 γфh) см,N
I длина фундамента под конкретной осью, см;
R0 расчетное сопротивление грунта, кг/см2;
γф объемный вес материала фундамента, кг/см3;
h высота фундамента, см.
Формула несложная, любой застройщик может рассчитать по ней ширину фундамента своего дома. Вес здания определяется, исходя из полных знаний основных строительных конструкций (о них рассказывается в статьях «Крыши», «О коробках здания», «Окна, двери, перегородки, полы, подвесные потолки»), и пропорционально распределяется на оси здания. Например, нагрузка на внутренние несущие оси в два раза выше, чем на наружные несущие оси; фундамент на самонесущих осях принимает только собственный вес и вес стоящей на нем стены. Для обеспечения большей надежности и для страховки от ошибок вес здания на несущих стенах нужно при расчете увеличить на 2030 %, то есть умножить на коэффициент 1,21,3. Для самонесущих стен на 1,11,2. При очень точном подсчете веса здания по конкретным осям и правильном определении несущей способности грунта основания коэффициент надежности можно не применять.
Величина I предполагает проектирование ленточного фундамента. Любой фундамент лучше всего рассчитать сначала как ленточный. Когда появятся цифры, характеризующие ширину и длину фундамента, а значит, определится площадь подошвы фундамента, эту площадь можно будет раскинуть на несколько площадей столбчатого или буронабивного фундамента.
Расчетное сопротивление грунта сжатию приведено в таблицах данной статьи. Вообще-то эта величина усредненная, и она меняется в зависимости от глубины заложения фундамента. Если кто-либо из читателей нуждается в более полном расчете фундаментов, воспользуйтесь СНиПом 2.02.0183*, приложение 3. Добавится еще одна формула, и расчет несколько усложнится, но не настолько, чтобы его не смог сделать неподготовленный человек.
Объемный вес материала фундамента характеризует этот материал и вместе с высотой фундамента учитывается при расчете силы давления на грунт собственного веса фундамента. Объемный вес бетонного фундамента равен 2,4 т/м3 или 0,0024 кг/см3. Высота фундамента определяется из его глубины заложения и высоты надземной
части.
При применении в качестве стен здания облегченных конструкций вполне вероятно, что ширина подошвы фундамента окажется уже, чем толщина конструкции стены. В этом случае ширину подошвы фундамента принимают конструктивно равной толщине стены или весь фундамент выполняют тоньше стены (но не более, чем на 10 см), а саму стену здания строят с напуском (либо выполняют столбчатые фундаменты).