fundament

Fundament, den delen av et byggverk som overfører vekten av bygget og annen belastning som bygget utsettes for, ned til grunnen. Fundamentet skal utformes slik at det får tilstrekkelig bæreevne uten at store setninger og deformasjoner oppstår i undergrunnen eller i bygget. Bæreevnen av fundamenter uttrykkes som et trykk, gjerne i enheten kN/m² (10kN/m² tilsvarer ca. 1 tonn/m² på jorden). Bæreevnen blir beregnet på basis av lasttype, jordartens styrke og fundamentets utforming. Bæreevnen kan være fra 0 i bløt leire til over 1000 kN/m² for enkelte fundamenter på meget fast sand.

Fra gammelt av ble fundamenter ofte plassert oppå terrenget i form av steinblokker eller en gråsteinsmur. Bebyggelsen var normalt lett, og man forsøkte å unngå dårlig byggegrunn. Der grunnen bestod av bløt leire, ble det benyttet tømmerflåter av kryssvis lagte stokker nedgravd under grunnvannsstand som fundament for steinmurer til kirker og større bygg. Bruk av pælefundamenter er også en gammel teknikk for å føre lastene ned til fastere lag.

Moderne fundamenteringsmåter

Større byggverk og bruk av alle typer byggegrunn har tvunget frem et bredt spekter av fundamenteringsmåter:

Direkte fundamentering

Direkte fundamentering benyttes ofte ved gode grunnforhold som fjell, fast sand, grus eller hard leire. Vekten av bygget føres da via vegger og søyler ned på relativt smale banketter og/eller rektangulære søylefundamenter som består av armert eller uarmert betong støpt rett på grunnen. Ved dårligere grunnforhold kan man benytte bredere banketter eller en støpt fundamentplate under hele eller deler av bygget. Ofte kan en økt fundamenteringsdybde gi større bæreevne.

Fundamentering av bygg med mange kjellernivå krever dype utgravninger, og ofte er det nødvendig å støtte opp sidene under utgravingen. Oppstøttingen skjer gjerne ved at det rammes ned en spuntvegg før utgraving tar til. En spuntvegg består av stålprofiler med not og fjær slik at profilene griper inn i hverandre og kan danne en sammenhengende, vanntett vegg. Ved dype utgravninger forankres veggen med stag. Spuntvegg kan inngå som del av den permanente fundamenteringsløsningen, eksempelvis for garasjeanlegg under bakken og for kaier eller brulandkar.

Hvis bæredyktig grunn ligger så dypt at direkte fundamentering på dette nivå er vanskelig eller for dyrt, kreves spesielle tiltak for dypfundamentering. Ved begrenset tykkelse av de bløte lag kan masseutskifting være aktuelt; man graver bort myr eller bløt leire og erstatter dette med sprengstein, pukk eller grus.

Ved større dybder til faste lag (mer enn 4–6 m) brukes ofte pæling. Pæler av armert betong eller stål er å foretrekke, men pæler av tre har vært mye brukt og kan fortsatt være aktuelt når hele pælen står under grunnvannsspeilet. Hvis en pæl rammes gjennom meget løs grunn til et fast bæredyktig lag, blir pælen spissbærende, dvs. at hele lasten bæres på pælespissen. Pæler i andre løsmasser kan bære en vesentlig del av lasten ved friksjon mellom pælen og grunnen langs hele pælens lengde og ta opp store laster uten at spissen er rammet til et spesielt fast lag (svevende pæl eller friksjonspæl). Pæler nyttes ofte til fundamentering av bruer, kaianlegg og store, tunge bygg.

Grunnforhold

Ved dårlige grunnforhold eller ved fundamentering i skråninger bør bæreevne og stabilitet vurderes av en fagperson. Ved større fundamenteringsarbeider kreves grunnundersøkelser med bestemmelse av jordavsetningenes mektighet, styrke og stivhet, som grunnlag for en geoteknisk vurdering og utarbeidelse av fundamenteringsløsninger.

Fundamenter må føres ned til frostfri dybde, dvs. under telens innvirkning (i Norge 0,8–3 m). Ved bruk av markisolasjon kan nedgravningsdybden reduseres. I arktiske strøk med permafrost i grunnen føres fundamentene ned til en dybde hvor grunnen alltid er frosset. Drenering rundt fundamenter har ingen hensikt, og fundamentene står gjerne dypere enn drensledninger som skal sikre tørre kjellere.

Setninger

Setninger må forventes for alle fundamenter på løsmasser. De kan være begrenset til noen få millimeter, men setninger på flere centimeter forekommer ofte og kan være akseptable. Vanskelige grunnforhold som i myr, bløte leirer eller siltige masser (jordart mellom leire og svært fin sand) sammen med uheldige fundamenteringsløsninger kan lett gi betydelige setninger og skader. Skadene knytter seg sjelden til setningene alene, men heller til differansesetninger, dvs. forskjeller i setninger fra én del av bygget til en annen. Differansesetninger kan også forekomme ved fundamentering på fyllmasser, ved lokal variasjon i tykkelser på bløtere lag eller f.eks. ved fundamentering av byggverk som dels står på fjell og dels på løsmasser.

Kompensert fundamentering

Kompensert fundamentering er et prinsipp som kan redusere setninger. Det består i at man graver bort jord tilsvarende vekten av det bygget en vil oppføre. Bygningen gir da ikke noen netto tilleggslast på undergrunnen, sammenlignet med tilstanden før byggestart. Dette fordrer en solid såle av armert betong under bygget for å sikre en god lastfordeling.

Fundament til petroleumsplattformer

Til fundamentering av de fleste oljeplattformene av stål i Nordsjøen er det brukt pæler, dvs. enorme stålrør, gjerne med diameter på 2,5 meter, som slås mer enn 100 meter ned i sjøbunnen. De bunnplasserte betongplattformene i Nordsjøen har normalt et fundament som ble trykket ned i sjøbunnen når plattformen ble satt ned (skjørtefundament). Fundamentet skal føre belastninger fra plattformens vekt og fra bølgene ned til bæredyktige lag. Skjørtefundamentet er enormt stort og kan dekke et areal på opptil 16 mål. Det består av 10–20 betongsylindere med tett topp som er satt inntil hverandre. Hver sylinder er gjerne rundt 20 m i diameter og kan være opptil 40 m høy. Sylindrene trykkes ned i sjøbunnen dels ved hjelp av plattformens tyngde, dels ved å suge vann ut av sylindrene for å etablere et undertrykk.