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 — γф∙h) см,
где: N — вес здания (снега, крыши, перекрытий, стен, цоколя, полов, окон и т. д.), приходящийся на конкретную ось, кг;
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 20–30 %, то есть умножить на коэффициент 1,2–1,3. Для самонесущих стен — на 1,1–1,2. 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 2.02.01–83*, 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).
При ширине подошвы фундамента значительно больше стены фундамента высоту подушки принимают такой, чтобы нагрузка от веса оси здания распределялась под углом: для бетонных неармированных фундаментов — 45°; для бутобетонных — 33° (рис. 7). Несоблюдение этого условия приведет к разрушению выступающих консолей подушки фундамента. Лучше всего в качестве подушки фундамента применить сборные железобетонные подушки заводского изготовления. Они давно просчитаны и грамотно заармированы Уложив подушки требуемой толщины и ширины, на них можно будет выполнить любой фундамент — хоть сборный железобетонный, хоть бутовый, хоть монолитный. Даже при устройстве столбчатого фундамента я бы посоветовал положить под столбы фундаментные подушки заводского изготовления. Просто потому, что так будет быстрее и, главное, надежнее.