Zasady projektowania fundamentów
Podstawy fundamentów mają zazwyczaj kształt prostokąta szerokości B (wymiar
krótszego boku) i długości L (wymiar dłuższego boku). Wypadkowa obciążeń fundamentu
przekazywanych na podłoże jest na ogół - w stosunku do środka podstawy - przyłożona
osiowo (w środku ciężkości podstawy) lub mimośrodowo, jednak na jednej z osi głównych
podstawy
Wymiary podstaw fundamentów dobiera się, uwzględniając następujące założenia:
- rozkład obliczeniowego obciążenia jednostkowego w poziomie podstawy fundamentu
przyjmuje się liniowy; nie uwzględnia się przy tym sił rozciągających między podłożem i
podstawÄ… fundamentu;
- wypadkowa sił od obliczeniowej wartości obciążeń stałych i zmiennych długotrwałych
nie powinna działać poza rdzeniem podstawy fundamentu;
- wypadkowa sił od obliczeniowej wartości wszystkich obciążeń może działać poza
rdzeniem podstawy fundamentu, ale zasięg  szczeliny" C" między podłożem i podstawą
fundamentu nie może być większy niż L/4.
Obliczenia statyczne fundamentów bezpośrednich wykonuje się wg dwóch grup stanów
granicznych:
- nośności (I stan graniczny) - ze względu na nośność (stateczność) podłoża gruntowego,
- użytkowania (II stan graniczny) - ze względu na przemieszczenia (osiadania) podłoża
gruntowego i konstrukcji obiektu budowlanego.
Sprawdzenie I stanu granicznego, które wykonuje się w każdej sytuacji projektowej,
polega na spełnieniu warunku obliczeniowego
Pr < m Qf, (5-1)
w którym:
Pr, - obliczeniowa wartość obciążenia przekazywanego przez fundament na podłoże
gruntowe,
m - współczynnik korekcyjny wg PN-81/B-03020,
Q f - obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający obciążeniu Nr,
wyznaczony wg PN-81/B-03020.
W prostych przypadkach posadowienia, tzn. gdy:
- w najniekorzystniejszym układzie obciążeń ich składowa pozioma nie jest większa niż
10% składowej pionowej,
- obiekt budowlany nie jest usytuowany na zboczu lub w jego pobliżu,
- obok obiektu budowlanego nie są przewidziane wykopy lub dodatkowe obciążenia (np.
składowiska), mogące naruszyć stateczność podłoża gruntowego,
- mimośród obciążenia eL d" 0,035L (w wypadku ław eB d" 0,035B; B - szerokość ławy),
stan graniczny nośności sprawdza się wg wzorów:
qrs d" mqf oraz qrmax d" 1,2 mqf , (5-2)
w których:
qrs - średnia wartość obliczeniowa obciążenia jednostkowego podłoża pod
fundamentem,
qrmax - największa wartość obliczeniowa obciążenia jednostkowego podłoża pod
fundamentem,
qf - obliczeniowy opór jednostkowy jednowarstwowego podłoża pod fundamentem,
m - współczynnik korekcyjny.
W wypadku zastosowania niżej podanego sposobu wyznaczenia qf według wzoru (5-3)
przyjmuje się m = 0,9 - w metodzie A oznaczenia parametrów geotechnicznych.
Współczynnik ten zmniejsza się mnożąc przez 0,9, jeżeli parametry geotechniczne podłoża
zostały oznaczone metodą B lub C według PN-81/B-03020, tzn. nie w wyniku
bezpośredniego oznaczenia tych parametrów za pomocą polowych lub laboratoryjnych
badań gruntów.
Obliczeniową wartość jednostkowego oporu podłoża jednowarstwowego qf (w kPa)
oblicza siÄ™ ze wzoru:
qf = (1 + 0,3 B/L) Nc cu(r) + (1 + 1,5 B/L) ND Dmin ÁD(r) g + (1-0,25 B/L) NBBÁ(r)g, (5-3)
w którym:
B -szerokość podstawy fundamentu (wymiar krótszego boku), m,
L - długość podstawy fundamentu (wymiar dłuższego boku), m,
NC, ND, NB - współczynniki nośności, zależne od wartości obliczeniowej kąta tarcia
wewnętrznego gruntu Ś = Śu(r) zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu
posadowienia
cu(r) - obliczeniowa wartość spójności gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej
poziomu posadowienia, kPa,
ÁD(r) - obliczeniowa Å›rednia gÄ™stość objÄ™toÅ›ciowa gruntów (i ewentualnie
posadzki) powyżej poziomu posadowienia, t/m3,
ÁB(r) -obliczeniowa Å›rednia gÄ™stość objÄ™toÅ›ciowa gruntów zalegajÄ…cych poniżej
poziomu posadowienia do głębokości równej B, t/m3,
g - przyspieszenie ziemskie (g =10 m/s2).
Tablica 5-6 Wartości współczynników nośności (wg PN-81/B-03020)
Åš° ND Nc NB Åš° ND Nc NB
0 1,00 5,14 0,00 21 7,07 15,81 1,75
1 1,09 5,38 0,00 22 7,82 16,88 2,07
2 1,20 5,63 0,00 23 8,66 18,05 2,44
3 1,31 5,90 0,01 24 9,60 19,32 2,87
4 1,43 6,19 0,02 25 10,66 20,72 3,38
5 1,57 6,49 0,04 26 11,85 22,25 3,97
6 1,72 6,81 0,06 27 13,20 23,94 4,66
7 1,88 7,16 0,08 28 14,72 25,80 5,47
8 2,06 7,53 0,11 29 16,44 27,86 6,42
9 2,25 7,92 0,15 30 18,40 30,14 7,53
10 2,47 8,34 0,19 31 20,63 32,67 8,85
11 2,63 8,41 0,24 32 23,18 35,49 10,39
12 2,97 9,28 0,31 33 26,09 38,64 12,22
13 3,26 9,81 0,39 34 29,44 42,16 14,39
14 3,59 10,37 0,48 35 33,30 46,12 16,96
15 3,94 10,98 0,59 36 37,75 50,59 20,03
16 4,34 11,63 0,72 37 42,92 55,63 23,69
17 4,77 12,34 0,86 38 48,93 61,35 28,08
18 5,26 13,10 1,04 39 55,96 67,87 33,38
19 5,80 13,93 1,24 40 64,20 75,31 39,77
20 6,40 I 14,83 1,47
Wartości charakterystyczne parametrów Śu(n) oraz cu(n) gruntów są określone w
dokumentacji geotechnicznej bÄ…dz
odczytuje się je z tablic lub wykresów podanych
w PN-81/8-03020 (rys. 5-1, 5-2, 5-3).
Wartość obliczeniową parametru geotechnicznego określa się, mnożąc jego wartość
charakterystyczną przez współczynnik materiałowy łm.
Jeżeli parametr oznaczony jest metodą B lub C, to przyjmuje się łm = 1,1 lub łm = 0,9, przy
czym uwzględnia się tę wartość łm, która jest niekorzystniejsza z punktu widzenia warunku
(5-1) bÄ…dz
(5-2).
W metodzie A przyjmuje się wartości łm podane w dokumentacji geotechnicznej.
W wypadku sprawdzania I stanu granicznego Å‚aw fundamentowych posadowionych na
gruncie niespoistym, którego parametry ustala się metodą B - według uzupełnienia do PN-
81/B-03020 w warunku (5-1) przyjmuje siÄ™
Qf = Å‚m Qf (n) (5-1 a)
gdzie: łm - współczynnik materiałowy, równy 0,75,
Qf(n) - wartość charakterystyczna oporu granicznego podłoża gruntowego.
W przypadku stasowania wzorów (5-2) obliczeniowy opór jednostkowy jednowarstwowego
podłoża gruntowego
qf = Å‚m qf(n)
przy czym wartość charakterystyczną oporu podłoża qf(n) oblicza się według wzoru (5-3) -
po podstawieniu charakterystycznych wartości parametrów geotechnicznych Śu(n) oraz
cu(n)=0 ÁD(n) ÁB(n) wystÄ™pujÄ…cych w tym wzorze i przyjÄ™ciu B/L = 0 - czyli z zależnoÅ›ci
qf(n) = ND Dmin ÁD(n) g + NBBÁ(n)g, (5-3a)
Jeżeli podłoże gruntowe jest uwarstwione, ale najsłabsza warstwa występuje w poziomie
posadowienia fundamentu, to w obliczeniach fundamentów opór jednostkowy qf. wyznacza
się jak dla podłoża nieuwarstwionego, przyjmując parametry gruntowe charakteryzujące
warstwę najsłabszą. Gdy jednak warstwa słabsza występuje poniżej poziomu posadowienia,
na głębokości mniejszej niż 2B, wówczas warunki (5-2) należy sprawdzić również w
poziomie stropu tej warstwy (w poziomie podstawy  zastępczego fundamentu").
Przyjmuje siÄ™ przy tym (rys. 5-11):
- obciążenie
P r = Pr+B L hÁh(r)g (5-5)
gdzie:
Áh(r) - obliczeniowa Å›rednia wartość gÄ™stoÅ›ci objÄ™toÅ›ciowej gruntu miÄ™dzy podstawÄ…
fundamentu rzeczywistego i zastępczego (rys. 5-11),
g - przyspieszenie ziemskie,
- parametry geometryczne zastępcze:
D min =" = Dmin + h, B' = B+b, L' = L+b (5-6)
Rys. 5-11. Schemat fundamentu do sprawdzenia nośności warstwy słabszej znajdującej się
poniżej poziomu posadowienia
W wypadku gruntów spoistych przyjmuje się:
b = h/4, gdy h d" B oraz b = h/3, gdy h > B,
a w wypadku gruntów niespoistych:
b = h/3, gdy h d" B oraz b = 2 h/3, gdy h > B.
Sprawdzenie II stanu granicznego wykonuje się w przypadku obiektów, które nie są
posadowione na skałach litych.
Sprawdzenie to można pominąć w wypadku budynków mieszkalnych i
powszechnego użytku o wysokości do jedenastu kondygnacji włącznie i o siatce słupów nie
przekraczającej 6,0 x 6,0 m lub rozstawie ścian nośnych nie większym niż 6,0 m.
Jednocześnie powinien być spełniony warunek, że w podłożu do głębokości równej
trzykrotnej szerokości podstawy największego fundamentu w budynku zalegają wyłącznie
grunty niespoiste (z wyjątkiem piasków pylastych w stanie luz
nym) lub grunty spoiste w
stanie nie gorszym niż twardoplastyczny.
Sprawdzenie II stanu granicznego wymienionych budynków będzie jednak konieczne,
jeżeli obciążenie poszczególnych ich części jest zróżnicowane, budynkowi stawia się
specjalne wymagania ograniczające wartość dopuszczalnych przemieszczeń bądz

przewiduje się dodatkowe obciążenia podłoża obok rozpatrywanego budynku (np.
wykonanie składowisk). Sposób sprawdzania podano w PN-81/B-03020.
W chwili zakończenia procesu wznoszenia domu jego osiadanie (zgodnie z PN-81/B-
03020) może osiągnąć:
100% osiadania całkowitego - jeżeli w podłożu pod fundamentami zalegają warstwy
gruntów niespoistych oraz gruntów spoistych w stanie
półzwartym (ILd" 0,00),
50% osiadania całkowitego - w wypadku warstw gruntów spoistych w stanie gorszym niż
półzwarty (IL > 0,00) oraz
25% osiadania całkowitego - w wypadku warstw gruntów organicznych.