Практически основания фундаментов функционируют в недонапряженном состоянии, особенно после 20–25 лет эксплуатации – периода приработки конструктивных элементов. Известно, что большинство грунтов оснований под нагрузкой от массы здания уплотняется за счет уменьшения пористости грунтов, что приводит к увеличению их несущей способности.

В технической литературе приводятся данные повышения давления на грунты основания в зависимости от срока эксплуатации.

Коэффициент повышения давления на грунт при сроке эксплуатации не менее 25 лет для грунтов равен:

• суглинки лессовидные 1,1–1,4

• супеси 1,4–1,5

• суглинки 1,3–1,4

• глины 1,2–1,3

• пески 1,2–1,5

Однако данные результаты предлагается использовать как ориентировочные, ибо изменение коэффициента пористости оснований под фундаментами эксплуатируемых зданий по сравнению с естественным состоянием во многом зависят от интенсивности нагрузки. Так, при давлении на уровне подосновы фундаментов 0,2–0,3 R_>0 обжатие последних несущественно и практически не способствует увеличению несущей способности оснований. Учет превышения расчетного давления грунта при длительной опрессовке весом здания может быть допущено лишь при значительном использовании нормативного давления (0,7–0,8 R_>0).

Следовательно, в зданиях довоенного периода строительства имеется запас прочности оснований, складывающийся из:

• недоиспользования несущей способности грунтов в пределах P_>0;

• изменения физико-механических свойств грунтов оснований, ведущих к упрочнению в период длительной эксплуатации;

• совершенствования методов расчета оснований.

Данные выводы представляют особый интерес для микрорайонов с заниженной плотностью жилищного фонда.

Недоиспользованные резервы несущей способности оснований и фундаментов с учетом длительной опрессовки позволяют увеличить этажность застройки на 1–2 этажа без дополнительных работ по уширению фундаментов и укреплению оснований, а в отдельных случаях довести этажность застройки рассматриваемого периода строительства до 8–9 этажей.

Для устройства фундаментов применяется прочный естественный и искусственный строительный материал, отличающийся большой долговечностью. Особенно широко использовали бут.

В зависимости от формы он бывает трех разновидностей:

• рваный – камень случайной формы и размеров, не имеющий правильных постелей;

• постельный – камень с двумя примерно параллельными естественными постелями, линейные размеры которых больше высоты камней;

• плитняк – камень с естественными правильными постелями. Бутовый фундамент из камня-плиты встречается редко под особо капитальными стенами, они отличаются высокими прочностными характеристиками и большими сроками эксплуатации.

Фундаменты из рваного бута ввиду значительных отклонений от правильной формы работают в более напряженном состоянии. В таких фундаментах большую роль играют концентрации напряжений на выступающих частях камня и расклинивающее влияние камней друг на друга. При выщелачивании из раствора извести под воздействием агрессивных вод теряется первоначальная прочность фундаментов и с увеличением на него нагрузки возможны случаи выпирания камней из-под стены.

Бутовые фундаменты в большинстве случаев выполнялись прямоугольной формы и на 5–10 см шире толщины стен в каждую сторону. Реже выкладывались фундаменты трапециевидной формы, так как они обладают меньшей прочностью, а при вымывании раствора углы фундаментов почти не работают и возможны варианты их откалывания.