На основе теоретических исследований и данных практического опыта установлено, что наибольшее значение угла α, отвечающее условиям возникновения в кладке лишь сжимающих напряжений, будет примерно равно 33°. Фундаменты, угол уширения которых α меньше 33°, называют жесткими. Величину предельного уширения для бутовых и бутобетонных фундаментов принимают по данным таблице.

Рис. 1.2. Виды монолитных железобетонных фундаментов для колонн:

Одну ступень принимают при Н до 30÷40 см, две – при Н до 1м и три, когда Н свыше 1м.

Рис. 1.3. Монолитный ленточный фундамент

    Если угол уширения α превышает предельную величину αпр, то консольные части кладки фундамента, находящиеся под воздей­ствием реакции основания. могут отделиться от него вследствие излома, так как о6ычная неармированная кладка плохо работает на изгиб. Чтобы этого не произошло, фундаменты устраивают из железобетона.

Рис.1.4. Ленточный фундамент перекрестного типа

   Виды одиночных и ленточных железобетонных фундаментов представлены на рис. 1.2 -1.4. При большом весе сооружения и не­достаточной прочности грунтов возникает иногда необходимость распределить давление по всей поверхности основания. Это осуществляют с помощью сплошных железобетонных фундаментных плит, которым в отдельных случаях, при особо тяжелых нагрузках, придают более сложную коробчатую форму. (рис. 1.5.).

Рис. 1.5. Виды сплошных фундаментных плит с ребрами вниз, вверх и без ребер и фундамент коробчатой формы (внизу).   

    Коробчатые фундаменты были применены на строительстве вы­сотных зданий в Москве в 1949-1955 гг., возводившихся на мощных отложениях сжимаемых грунтов (здание МГУ им. М. В. Ломоносова на Ленинских горах и др.). В расчете таких фундаментов впервые рассматривалась совместная работа грунта, фундамента и надфундаментной конструкции. Они оказались более выгодными в сравнении с опорами глубокого заложения.

Рис. 1.6. Железобетонная фундаментная плита складчатого типа

    К числу железобетонных фундаментов относятся также и оболоч­ки, применение которых в практике отечественного фундаменто­строения встречается уже более 30 лет. Их устраивают в виде обрат­ных (обращенных выпуклостью вниз) пологих сводов.

  В последние годы в практике зарубежного строительства появи­лись фундаментные конструкции в виде плит складчатого типа (рис.1.6.) и оболочек, устраиваемых под отдельные опоры и колонны в виде тел вращения (рис.1.7.).

Рис. 1.7. Примеры устройства фундамента в виде оболочки под колонну здания.

  Оболочки могут воспринимать повышенные нагрузки от сооруже­ний и дают заметную экономию бетона и стали. Однако их устрой­ство связано с большими трудностями подготовки основания, так как требуется тщательная планировка грунта по профилю очертания нижней опорной поверхности оболочки.

  Строительство из сборных элементов привело также к созданию фундаментов сборной конструкции. Пример одного из таких фунда­ментов показан на рис.1.8. Фундаментные блоки укладывают на предварительно отсыпанный выравнивающий слой песка толщиной 10-I5 см. Между блоками оставляют зазор, примерно равный 2 см.На этих блоках затем ведут кладку стен, собираемых также из отдельных элементов.

   Если ожидается неравномерная осадка здания, способная вызвать появление в нем трещин, применяют укладку в горизонтальных швах армированных поясов. Нижний пояс укладывают по верху фунда­ментных блоков, верхний - по обрезу, под цоколем здания.

Рис. 1.8. Фундамент сборной конструкции для зданий

 При строительстве на плотных грунтах укладку фундаментных блоков под стены зданий допускают с зазором, увеличенным иногда до 30 см. Такие фундаменты получили название прерывистых. Их применение сокращает расход материалов и дает некоторую эконо­мию в трудовых затратах.

Рис. 1.9. Сборный фундамент стаканного типа для колонн. Справа показана его установка на предварительно уложенные железобетонные плиты.

  Под колонны применяют стандартные фундаментные блоки ста­канного типа с квадратной или прямоугольной подошвой (рис. 1. 9.). Для спаренных колонн эти блоки делают с двумя гнездами, раз­деленными стенкой. Если по данным расчета необходимо увеличить опорную площадь подошвы фундамента, его устанавливают на пред­варительно уложенные в один или два ряда железобетонные плиты. На такие фундаменты в сравнении с монолитными требуется не­сколько больше металла из-за необходимости армировать каждую плиту. Однако возможность быстрой сборки из готовых элементов делает их в ряде случаев более предпочтительными, особенно при строительстве в ограниченные сроки.

   При проектировании фундаментов необходимо учитывать чув­ствительность возводимых сооружений к неравномерным осадкам. Такие осадки могут возникнуть при строительстве на неоднородных и неравномерно сжимаемых грунтах от различного давления фунда­ментов на основание или под влиянием замачивания грунтов.

  Чтобы избежать появления неравномерных осадок сооружений увеличивают пространственную их жесткость, производят разрезку осадочными швами на отдельные достаточно жесткие блоки, устра­ивают армированные пояса для усиления фундаментов и стен. В отношении грунтов основания принимают меры к улучшению их качества посредством уплотнения или искусственного закрепления различными способами. Большую роль играет также и правильный выбор конструкции сооружения, менее чув­ствительной к неравномерным осадкам.

   Для увеличения пространственной жесткости устраивают под всем сооружением сплошную фундаментную железобетонную плиту или применяют систему перекрестных лент. Заменяют также ряды колонн стенами и устраивают диафрагмы в виде железобетонных перекрытий. Поперечные стены располагают на расстояниях не более полуторной ширины здания.

   В особых случаях, если это также определяется и назначением самого сооружения, фундамент вместе со стенами и перекрытием ,объединяют в единую жесткую коробку. Примером такой конструк­ции являются приведенные ранее коробчатые фундаменты высот­ных зданий, выстроенных в Москве. Увеличение пространственной жесткости представляет собой достаточно дорогое мероприятие, но его осуществление упрощается при разделении сооружения осадоч­ными швами на отдельные блоки.

   Осадочные швы обычно имеют ширину 2~4 см, и их устраивают на всю высоту стен здания, включая и фундаменты. Чтобы изолиро­вать внутренность помещений от внешних атмосферных воздействий, швы заполняют просмоленной паклей, битумом или другим эла­стичным водонепроницаемым материалом. Осадочные швы устраива­ют для разделения смежных частей сооружений возводимых на разных грунтах, существенно различающихся по свойствам их сжи­маемости, а также в местах резкого изменения нагрузок на основание. Их применяют также и при строительстве зданий и сооружений, воз­водимых по частям с большими перерывами во времени, так как уже выстроенные и вновь возводимые постройки могут иметь различную интенсивность осадок.

 При сложной форме сооружения в плане его стремятся разрезать осадочными швами на отдельные достаточно правильные блоки. При этом расположение осадочных швов необходимо согласовывать с общим архитектурным обликом сооружения и по возможности совмещать их с температурными швами.

  Железобетонные пояса делают толщиной не менее 75 и 150 мм, что определяется заданием на проектирование в зависимости от капитальности сооружения и характера возможной деформации грунтов основания. Пояса армируют продольной стержневой арма­турой соответственно в один или в два ряда. При этом принимают бетон марки не ниже 100. В железокирпичных поясах арматуру укла­дывают в горизонтальных швах кладки, применяя стрежни диамет­ром 6-8 мм. Обычно армируют от 3 до 6 рядов кладки в каждом поясе.

 При армировании кирпичной и крупноблочной кладки арматурой более крупного диаметра (8-12 мм) ее укладывают в швах, утол­щенных до 3-4 см. Марку раствора при этом берут не ниже. В каждом поясе количество арматуры принимают в соответствии с опытными данными в пределах от 6 до 10 см² и  редко больше.

 Армированные пояса увеличивают жесткость стен здания. Их применяют обычно при строительстве на насыпных, просадочных и других неравномерно сжимаемых грунтах. Армированные  пояса устраивают непрерывными по всем продольным и поперечным ка­питальным стенам. В высоких зданиях их располагают на уровне междуэтажных перекрытий и не реже, чем через два этажа.

  В одноэтажных зданиях армированный пояс может быть устро­ен на уровне оконных перемычек. Считают, что одного усиления фун­дамента при строительстве на неравномерно сжимаемых грунтах недостаточно, так как оно не исключает возможности появления трещин в стенах здания, если осадка его краев окажется больше, чем в середине. Наилучший результат всегда достигается при соче­тании усиленной конструкции фундаментов внизу стен здания и армированных поясов в верхней их части.

  В отдельных случаях, когда есть опасность появления трещин в зданиях при замачивании грунтов, оттаивании мерзлоты и дру­гих аналогичных причин, целесообразно в конструкции фундаментов и стен подвальных помещений предусмотреть блоки с проемами для домкратов. Это позволяет исправить просевшую часть стены путем ее подъема.