Fundament jest najniżej położoną częścią konstrukcji obiektu budowlanego (np. domu jednorodzinnego) przekazującą obciążenia od tego obiektu na podłoże gruntowe. Rozróżnia się dwa rodzaje posadowień obiektów budowlanych:

• bezpośrednie, gdy obciążenie jest przekazywane na nośną warstwę gruntu
  zalegającej, bezpośrednio pod podstawą fundamentu (rys. 5-la),

• pośrednie, gdy obciążenie jest przekazywane na głęboko położoną warstwę
  nośną gruntu za pomocą elementów konstrukcyjnych wprowadzonych
  w podłoże gruntowe, np. pali, studni, ścian szczelinowych itp. (rys. 5-lb).
  Projektując posadowienie obiektu budowlanego, trzeba określić zarówno

rozwiązanie konstrukcyjne jego fundamentów, jak też sposób przekazywania obciążenia na podłoże gruntowe

Rozwiązania fundamentów zależą od wielu czynników, a w szczególności od właściwości gruntów zalegających w podłożu, poziomu zwierciadła wody gruntowej i jego wahań (zmian) oraz agresywności tej wody w stosunku do materiału, z którego fundament jest projektowany.

Podstawowym kryterium podziału rozwiązań fundamentów jest głębokość posadowienia, czyli odległość ich podstawy od poziomu terenu (por. rys. 5-la). Według tego kryterium rozróżnia się fundamenty płytkie i głębokie.

Do płytkich zalicza się fundamenty posadowione bezpośrednio na nośnej warstwie gruntu, zalegającej od poziomu terenu na takiej głębokości, do jakiej można wykonać wykop otwarty bez stosowania specjalnych umocnień jego zboczy lub ścian bądź specjalnych metod wykonawczych i bez obniżania poziomu wody gruntowej. Głębokość ta zazwyczaj nie przekracza 3-4m. Gdy warstwa nośna gruntu zalega głębiej, to posadowione na niej fundamenty zalicza się do głębokich.

Rozwiązanie posadowienia musi zapewnić bezpieczeństwo i właściwe wa­runki użytkowania w przewidywanym czasie eksploatacji obiektu budowlanego, i także w trakcie budowy, remontów, modernizacji itp. Przy wyborze posadowie­nia należy uwzględnić również kryteria ekonomiczne.

Projektant ustalając sposób posadowienia obiektu budowlanego powinien w pierwszej kolejności rozważyć możliwość zaprojektowania fundamentów płytkich posadowionych bezpośrednio na gruncie nośnym. Jest to zazwyczaj —rozwiązanie najprostsze w wykonaniu i najtańsze.

Naciski wywierane przez fundament na podłoże gruntowe nie powinny spowodować przekroczenia jego nośności. Poza tym osiadanie podłoża gruntowego i fundamentu, a także różnice osiadań poszczególnych części fundamentu nie powinny przekraczać wartości uznanych za dopuszczalne dla danego obiektu budowlanego.

Na nośność podłoża gruntowego mają wpływ jego właściwości, a także kształt i pole powierzchni fundamentu oraz jego zagłębienie. Z kolei osiadanie tego podłoża zależy od kształtu i wymiarów podstawy fundamentu, nacisków przekazywanych przez fundament oraz modułów ściśliwości podłoża. Przy takiej samej wartości nacisku fundamenty o większych wymiarach podstawy wykazują większe osiadania.

W wypadku domów jednorodzinnych możliwość zastosowania fundamentów posadowionych bezpośrednio jest zazwyczaj realna. Fundamenty takich i domów na ogół przekazują niewielkie obciążenia, a osiadania też są najczęściej nieduże. Jedynie w sytuacjach szczególnych niezbędne może okazać się zastosowanie fundamentów posadowionych pośrednio, np. na palach bądź studniach (por. rys. 5-lb).

Jest oczywiste, że prawidłowe zaprojektowanie posadowienia obiektu budowlanego, a więc również domu jednorodzinnego, wymaga uprzedniego rozpoz­nania podłoża gruntowego (przeprowadzenia badań) w celu ustalenia warunków gruntowo-wodnych posadowienia i niezbędnych parametrów do wyznaczenia - nośności podłoża fundamentów oraz osiadania obiektu budowlanego. Ustalenie tych warunków (geotechnicznych warunków posadowienia) jest obecnie obowiązkiem wynikającym z Prawa budowlanego w odniesieniu do obiektów, na których realizację trzeba uzyskać pozwolenie na budowę. W procesie projektowania należy też uwzględnić rodzaj konstrukcji obiektu budowlanego, jej sztywność (odksztakalność), technologię wykonania i warunki użytkowania.

Grunty budowlane są to utwory geologiczne zewnętrznej warstwy skorupy ziemskiej, znajdujące się w zasięgu obciążeń od obiektów budowlanych bądź używane do wykonania budowli ziemnych (zapór, nasypów itp.). Zasięg ten przyjmuje się do takiej głębokości, gdzie naprężenia od obciążenia obiektem budowlanym osiągają wartość 30% naprężeń pierwotnych istniejących w pod­łożu przed wzniesieniem obiektu.

Rozróżnia się grunty naturalne (powstałe w wyniku procesów geologicznych) i antropogeniczne (utworzone jako grunty nasypowe z produktów gospodarczej lub przemysłowej działalności człowieka). Grunty naturalne dzieli się na:

• rodzime (skaliste, nieskaliste. mineralne, organiczne), powstałe w miejscu
  zalegania w wyniku procesów geologicznych (wietrzenia, sedymentacji
  w środowisku wodnym itp.),

• nasypowe (mineralne i organiczne).

Grunty skaliste, zwłaszcza lite, są dobrym podłożem fundamentowym. Posadowienie fundamentów na tych gruntach wymaga uwzględnienia m.in. stopnia zwietrzenia skał, ich spękania, wygładzenia i uskoków.

Podłożem fundamentów obiektów budowlanych są najczęściej grunty mine­ralne rodzime. Ze względu na uziarnienie dzieli się je na:

— kamieniste (ponad 50% ziarn o średnicy większej od 40 mm),

— gruboziarniste (ponad 10% ziarn o średnicy większej od 2 mm),
-— drobnoziarniste (mniej niż 10% ziarn o średnicy ponad 2 mm).

W praktyce ważniejszy jest podział gruntów mineralnych rodzimych ze względu na ich pochodzenie. Rozróżnia się tu grunty:

• zwietrzelinowe (gliny zwietrzeli no we, zwietrzeliny kamieniste),

• osadzone w wodzie (rzeczne, jeziorne, morskie, zastoiskowe),

• akumulacji lodowcowej (piaski i żwiry zwałowe, gliny zwałowe, iły warwowe),

• eoliczne (piaski wydmowe, lessy).

Przydatność gruntów rodzimych mineralnych do celów posadowienia fun­damentów zależy od wielu cech (właściwości) tych gruntów. Cechy te (parametry geotechniczne) odnosi się do dwóch podstawowych rodzajów gruntów rodzi­mych mineralnych:

• niespoistych (sypkich),

• spoistych.

Grunty niespoiste (sypkie) różnią się uziarnieniem, zagęszczeniem i wilgotnością.

W zależności od stopnia wilgotności S_r (stosunek objętości wody w gruncie do objętości porów) rozróżnia się grunt niespoisty:

• mało wilgotny S_r =$ 0.4.

• wilgotny 0,4 < S_r ^ 0,8,

• nawodniony (mokry) 0,8 < S_r ^ 1.

W zależności od stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych I_D, wyrażającego w pewnym stopniu porowatość gruntu, rozróżnia się następujące ich stany:

- luźny Ip=<0,33

- średnio zagęszczony 0,33<Ip<0,67

- zagęszczony 0,67<Ip<0,8

- bardzo zagęszczony Ip>0,8

Grunty niespoiste oznacza się następującymi symbolami: Ż — żwiry, Po

— pospółki, Pr — piaski grube. Ps — piaski średnioziarniste. Pd — piaski
drobne, Ppi — piaski pylaste.

Charakterystyczne wartości ciężaru objętościowego gruntów niespoistych z PN-81/B-O3O2O.

Grunty spoiste różnią się stanem, spoistością i uziarnieniem. W zależności od
stopnia plastyczności I_L rozróżnia się następujące ich stany:
— zwarty I_L < 0,

• półzwarty

• twardoplastyczny 0<I_L < 0,25

• plastyczny 0,25<I_L < 0,5

• miękkoplastyczny 0,5<I_L < 1

• płynny I_L >1

Grunty spoiste dzieli się również wg wskaźnika plastyczności I_F na:

• mało spoiste 1 < I_}<10.

• średnio spoiste 10 < I_P < 20,

• zwięzło spoiste 20 < I_p < 30,
  -— bardzo spoiste I,, > 30.

Grunty spoiste wg PN-S1/B-03020 dzieli się również na cztery grupy, w zależności od ich pochodzenia geologicznego. Do oznaczenia tych grup przyjęto symbole:

A —- grunty spoiste morenowe skonsolidowane,

B — inne grunty spoiste skonsolidowane oraz grunty spoiste morenowe nieskonsolidowane,

C — inne grunty spoiste nieskonsolidowane.

D — iły, niezależnie od pochodzenia geologicznego.

Stosuje się następujące symbole gruntów spoistych: I — ii, Ip — ił piaszczy­sty. In — ił pylasty, G — glina, Gp — glina piaszczysta, Gk — glina pylasta. Gz — glina zwięzła. Gpz — glina piaszczysta zwięzła, Gttz — glina pylasta zwięzła, Pg — piasek gliniasty, n — pył, rcp — pyl piaszczysty.

Fundamenty bezpośrednie

Rodzaje fundamentów klasyfikuje się według różnych kryteriów. Na przykład ze względu na głębokość posadowienia rozróżnia się fundamenty płytkie i głębokie, a ze względu na sposób przekazywania obciążenia z fundamentu na podłoże gruntowe — fundamenty bezpośrednie i pośrednie (por. p. 5.1). W wypadku domów jednorodzinnych najczęściej jest możliwe zastosowanie fundamentów posadowionych bezpośrednio (por. rys. 5-la). Mają one najczęściej postać ław lub stóp fundamentowych, rzadziej (w wypadku gorszych warunków grun­towych) rusztów bądź płyt (rys. 5-8). Fundamenty takie projektuje się, biorąc pod uwagę ustalenia zawarte w PN-81/B-O3O2O.

Przykłady fundamentów bezpośrednich: a) lawa fundamentowa, h) ława fundamentowa pod rzędem słupów, c) stopa fundamentowa, d) ruszt, e) płyta fundamentowa

Projektując fundamenty posadowione bezpośrednio, należy ustalić głębo­kość ich posadowienia oraz wymiary podstawy w planie.

Głębokość posadowienia fundamentów ustala się. biorąc pod uwagę:

głębokość występowania warstw geotechnicznych.

• poziom zwierciadła wody gruntowej i przewidywane jego zmiany,

• występowanie gruntów pęczniejących, zapadowych i wysadzinowych,

• projektowany poziom powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów,
  poziom posadzek pomieszczeń podziemnych (piwnic),

• głębokość posadowienia obiektów sąsiednich (jeśli istnieją).

• umowną głębokość przemarzania gruntów.

Przyjęta głębokość posadowienia fundamentu powinna spełniać następujące warunki:

• zagłębienie podstawy fundamentu w stosunku do powierzchni przyległego
  terenu nie powinno być mniejsze niż 0.5 m; projektowanie zagłębienia
  mniejszego wymaga uzasadnienia,

• w gruntach wysadzinowych, tzn. wszystkich gruntach zawierających więcej
  niż 10% cząstek o średnicy mniejszej niż 0,02 mm oraz wszystkich gruntach
  organicznych, poziom posadowienia powinien znajdować się poniżej umow­
  nej głębokości przemarzania /;., która —-zgodnie z PN-81/B-O3O2O —w po­
  szczególnych strefach Polski wynosi odpowiednio h. — 0.80; 1,00; 1,20 i 1.40 m
  (rys. 5-9); głębokość przemarzania mierzy się od poziomu terenu lub poziomu
  posadzki piwnic w budynkach nie ogrzewanych.

Projektując fundamenty posadowione bezpośrednio, należy przewidzieć środki chroniące przed:

• zalaniem wykopu fundamentowego przez wody gruntowe, powierzchniowe
  lub opadowe.

• przenikaniem do pomieszczeń podziemnych wód gruntowych oraz wód
  opadowych, spływających powierzchniowo lub infiltrujących w podłoże
  gruntowe,

korozyjnym działaniem wód gruntowych, opadowych i technologicznych na
materiały i konstrukcje podziemnej części obiektu budowlanego.

---