Основание здания может быть естественным и искусственным. Естественное основание - основание, на котором закладывают фундамент здания без его укрепления. Если его укрепляют (например, подсыпая песок), то это искусственное основание.

Наилучшим основанием является однородный грунт: он равномерно осаживается, и здание стоит на нем более устойчиво. Различают следующие основные грунты основания:

• скалистые грунты надежны, прочны, не сжимаются, не размываются, не промерзают. Закладывать фундамент можно прямо на поверхности;
• хрящеватые грунты (хрящ, гравий, обломы камня) не сжимаются и не размываются. Фундамент следует закладывать на глубине не менее 50 см - независимо от глубины промерзания грунта;
• песчаные грунты легко вынимаются, хорошо дренируют воду, значительно уплотняются под нагрузкой и незначительно промерзают. Фундаменты можно закладывать на глубине 40...70 см;
• глинистые грунты способны сжиматься, размываться, а, замерзая, вспучиваться. Если находятся во влажной среде, фундамент нужно закладывать на расчетную глубину промерзания;
• суглинки и супеси - смеси из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат 10...30% глинистых частиц, а супеси - 3...10%.

Суглинки и супеси занимают промежуточное место между глиной и песком. Имеется также лесс, относящийся к группе суглинков, который при намокании сжимается, так как имеет большое количество пор.

Во влажных грунтах глубина заложения фундаментов должна быть не менее расчетной глубины промерзания.

Фундаменты являются опорной частью здания и предназначены для передачи нагрузки от всех вышерасположенных конструкций на основание (грунт). От надежной работы фундамента в большой степени зависят эксплуатационные качества здания, его капитальность и долговечность. Исправление допущенных ошибок, как правило, весьма дорого, поэтому к сооружению фундаментов следует относиться предельно ответственно.

Фундаменты являются опорной частью здания и предназначены для передачи нагрузки от всех вышерасположенных конструкций на основание (грунт). От надежной работы фундамента в большой степени зависят эксплуатационные качества здания, его капитальность и долговечность. Исправление допущенных ошибок, как правило, весьма дорого, поэтому к сооружению фундаментов следует относиться предельно ответственно.

Столбчатый фундамент

Столбчатые фундаменты наиболее дешевы и распространены. По расходу материалов и затратам труда они в 1,5...2 раза, а при глубоком заложении в 3...5 раз экономичнее ленточных. Особенно эффективны они в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании. Фундаменты столбчатые возводят в основном под здания с легкими стенами, когда требуется глубокое заложение и ленточный фундамент не экономичен.

Рис. 1. Столбчатые фундаменты, устраиваемые в глубоко промерзающих пучинистых грунтах:
а - сборно-монолитные при расположении грунтовых вод в момент производства работ ниже подошвы фундаментов; б - сборные при любом расположении грунтовых вод; 1- сборный железобетонный опорный столб со стержневым арматурным каркасом; 2 - то же, с сердечником из стальной трубы; 3 - то же, со стержневым арматурным каркасом и оболочкой из асбестоцементной трубы; 4 - то же, с сердечником из стальной трубы и оболочкой из асбестоцементной трубы; 5 - сборный опорный столб из стальной трубы; 6 - засыпка вынутым грунтом; 7 - опорная плита из монолитного железобетона; 8 - опорная плита сборного железобетонного фундамента; 9 - песчаная подушка.

Столбы могут быть деревянными, каменными, кирпичными, бетонными, бутобетонными и железобетонными. Их ставят на расстоянии 1,5...2,5 м друг от друга. Столбы обязательно ставят под углы дома, в местах пересечения стен, под стойками каркаса, тяжелыми или несущими простенками, прогонами, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки.

Фундамент из каменных и кирпичных столбов выполняют из бутового камня, камня-плитняка, красного кирпича (лучше железняка). Минимальные размеры столбов из бутового камня 60х60 см, из кирпича - 51х51 см. Столбы можно армировать по высоте через каждые 25...30 см арматурной сеткой из 6-миллиметровой проволоки.

Под одноэтажные легкие каркасные здания допускается ставить угловые столбы из кирпича размером 38х38 см, а промежуточные - 38х25 см.

Фундаменты из железобетонных столбов могут быть монолитными и сборными. Ширина подушки - по расчету. Толщина столбов - 25х25 см, с вертикальной арматурой диаметром 10 мм и горизонтальной - хомутов диаметром 6 мм, которую располагают через 25 см. При сборных столбах подушку и столбы изготовляют отдельно и монтируют во время установки.

Фундаменты столбчатые с рандбалкой имеют свои особенности. Стены каменных, шлакоблочных, бетонных и землебитных зданий, опирающихся на столбовые фундаменты в пролетах между столбами, поддерживаются плитами или балками из железобетона или стали.

Стены,выкладываемые из кирпича, в пролетах между столбами поддерживаются рандбалками или фундаментными балками, часто называемыми рядовыми перемычками, которые выполняют из обычной рядовой кирпичной кладки (лучше армированной). Такие перемычки возможны тогда, когда расстояние (пролет) между столбами не превышает 2...2,5 м. Высота рандбалки должна быть не менее 1/4 ее пролета и, во всяком случае, не менее 4 рядов кладки.

Кладку перемычки ведут из отборного целого кирпича. Под нижний ряд кладки во избежание выпадения кирпича и для восприятия растягивающих усилий укладывают арматуру из круглой стали диаметром не менее 5 мм, в количестве не менее одного стержня на каждые 13 см ширины рандбалки. Арматуру укладывают в слое цементного раствора толщиной 2...3 см, который накладывают на опалубку. Низ рандбалки располагают на 40...50 см ниже поверхности земли. При засыпке грунтом под рандбалкой оставляют зазор величиной 5...7 см, т.е. не подсыпают под нее земли.

Заканчивают фундамент или ниже уровня земли на 10 см, или выводят выше на 15...20 см, на нем возводят более тонкую часть, называемую цоколем. Основным недостатком столбчатых фундаментов является сложность и трудоемкость выполнения забирки (заполнение пространства между столбами, стеной и землей).

Ленточный фундамент

Фундаменты ленточные в основном возводят под здания с тяжелыми стенами: каменными, кирпичными, бетонными, саманными, а также в тех случаях, когда под домом устраивают подвал или теплое подполье. Эти фундаменты прочны, надежны, но требуют много материала, а потому - дороги, но зачастую экономически целесообразно устраивать их при мелком заложении на сухих непучинистых грунтах, даже если здание строят из легких конструкций без подвала и подполья. Ленточные фундаменты в этих условиях становятся как бы заглубленным цоколем и по расходу материалов и трудозатрат приближаются к аналогичным показателям столбчатых фундаментов.

Рис. 2. Ленточные фундаменты, устраиваемые в неподвижных (непучинистых) грунтах:

1- щебень; 2 - бутовая кладка; 3 - кирпичная кладка; 4 - бетон; 5 - железобетон; 6 - цоколь; 7 - глина; 8 - крупнозернистый песок.

Фундаменты ленточные из бутовой кладки делают различной ширины. Если глубина заложения не больше 50...70 см, то фундамент выкладывают на всю глубину. При заложении на глубину свыше 70 см в сухих грунтах траншею копают на нужную глубину, затем подсыпают крупный песок слоями по 15 см, поливая водой и тщательно трамбуя каждый слой. Высота песчаной подушки допускается не более половины всей высоты фундамента.

При закладке первого ряда фундамента из камня или кирпича следует на основание налить слой раствора толщиной 1...5 см (под кирпич тоньше, под камень толще), уложить на раствор кирпич или камень, плотно припрессовать. Если останутся пустоты, то возможно осадка здания.

Фундаменты бутобетонные прочны, надежны, долговечны. Заполнителем для них служат скол камня из карьеров, щебень, кирпич-половняк, кирпичный бой и пр. Если стенки вертикальные и глубина заложения до 1 м, то дно траншеи уплотняют, затем наливают 5-сантиметровый слой цементного раствора, кладут заполнитель слоями по 15...25 см, проливают каждый слой жидким раствором и плотно трамбуют. Когда глубина более 1 м или ширина котлована больше необходимой ширины низа (подошвы) фундамента, то следует устроить опалубку из досок, или щитов, которые снимают не ранее двух недель после возведения фундамента.

Фундаменты песчаные устраивают под небольшие одноэтажные дома. Прежде всего, роют траншею на нужную глубину до плотного основания. Отрытый ров засыпают крупнозернистым песком слоями по 15 см, проливая водой и тщательно утрамбовывая каждый слой. Ширина песчаной засыпки берется по расчету, но не менее ширины стены +10 см. Не доходя до уровня земли на 25...30 см, поверх утрамбованного песка укладывают щебень слоями по 15...20 см, трамбуют его и проливают цементно-глиняным или цементно-песчаным раствором, доводя его до уровня земли на 15...20 см, затем выводят из кирпича на 2...3 ряда (14...20 см) выше уровня земли. Делают гидроизоляцию и возводят цоколь.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных ленточных, однако, в отличие от них имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренних деформаций воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при сезонных и неравномерных перемещениях грунта.

Рис. 3. Плитные (плавающие) фундаменты, устраиваемые на пучинистых, горизонтально-подвижных и просадочных грунтах:
а - сплошная плита из монолитного железобетона с ребрами жесткости; б - решетчатая плита из монолитного или сборно-монолитного железобетона; 1- ребра жесткости; 2 - арматурный каркас; 3 - отмостка; 4 - глиняный замок; 5 - уплотненный однородный насыпной грунт или песок; 6 - материковый грунт.

На подвижных (пучинистных) грунтах такие фундаменты в отличие от обычных, стационарных, покоящихся на неподвижном основании, имеют вместе с грунтом сезонные вертикальные перемещения и называются плавающими. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную либо из монолитного железобетона, либо из сборных перекрестных железобетонных балок с жесткой заделкой стыковых соединений.

Устройство плитных фундаментов требует относительно большого расхода бетона и металла и может быть оправдано в малоэтажном строительстве при сооружении небольших и простых по форме плана зданий и сооружений на тяжелых пучинистых, подвижных и просадочных грунта, а также в случаях, когда не требуется устройства высокого цоколя и верх плитного фундамента может быть использован в качестве цокольного перекрытия.

Рис. 1. Деформация фундаментов:
а - величина просадки; б - величина пучения; в - величина бокового сдвига; У.П.Г. - уровень промерзания грунта; 1 - просадка фундамента (А>Б); 2 - выпучивание фундамента при заложении его подошвы выше У.П.Г. (А<Б+В₁); 3 - отрыв и выпучивание верхней части фундамента при заложении ниже У.П.Г. (А<В₁); 4 - боковой сдвиг фундамента; А - нагрузки на фундамент; Б - сопротивление грунта; В - вертикальные силы морозного пучения грунта; В₁ - касательные силы морозного пучения грунта; Г - силы бокового давления.

Просадка фундаментов (постепенное опускание в грунт под действием вышерасположенных нагрузок) в малоэтажном домостроении явление довольно редкое. Обычно опорная площадь возводимых фундаментов, особенно ленточных, значительно превышает расчетную и на непросадочных грунтах почти всегда обеспечивает их стабильное состояние. Во избежание просадки на слабых грунтах площадь опоры фундаментов, несущих тяжелые стены, проверяют расчетом и при необходимости увеличивают:

• в ленточных фундаментах за счет уширения их нижней части; 
• в столбчатых, кроме того, за счет сокращения расстояния между столбами.

При строительстве зданий на крутопадающем рельефе приходится учитывать боковое давление грунта, его возможный сдвиг. Величина этого давления зависит от многих причин (крутизна откоса, гидрогеологический состав грунта) и трудно поддается расчету. Обычно в этих условиях более надежно работают ленточные фундаменты, жестко связанные в продольном и поперечном направлениях. Столбчатые фундаменты в этом случае необходимо жестко объединить поверху железобетонным поясом (ростверком), чтобы все конструктивные элементы работали совместно.