foundation, the most important part in any type of construction .

1. FFOOUUNNDDAATTIIOONNSS

2. FFOOUUNNDDAATTIIOONNSS -- OOVVEERRVVIIEEWW
 Loads and settlements of foundations - Safe foundations
 Types of soils that make up the foundation - Properties
 Properties of foundations: Strength, Stability, Drainage, etc. -
Estimating soil properties: Exploration and testing
 Construction of foundations - Type of soil layers at the top,
excavation, support for soil, soil strengthening, de-watering
 Types of foundations - Shallow and deep - Influence zone
 Precautions - Seismic base isolation; Underpinning during construction;
Retaining walls; Waterproofing, drainage, reinforcing & insulation; Frost
protection
 Foundation design for optimal cost

3. INTRODUCTION TTOO FFOOUUNNDDAATTIIOONNSS
 FFuunnccttiioonn ooff aa ffoouunnddaattiioonn iiss ttoo ttrraannssffeerr tthhee ssttrruuccttuurraall llooaaddss ffrroomm aa
bbuuiillddiinngg ssaaffeellyy iinnttoo tthhee ggrroouunndd.. AA bbaacckkyyaarrdd ttooooll sshheedd mmaayy nneeeedd oonnllyy
wwooooddeenn sskkiiddss ttoo sspprreeaadd iittss llooaadd aaccrroossss aann aarreeaa ooff ggrroouunndd ssuurrffaaccee,,
wwhheerreeaass aa hhoouussee wwoouulldd nneeeedd ggrreeaatteerr ssttaabbiilliittyy aanndd ccoonnsseeqquueennttllyy iittss
ffoouunnddaattiioonn sshhoouulldd rreeaacchh tthhee uunnddeerrllyyiinngg ssooiill tthhaatt iiss ffrreeee ooff oorrggaanniicc
mmaatttteerr aanndd uunnrreeaacchhaabbllee bbyy tthhee wwiinntteerr’’ss ffrroosstt.. AA llaarrggeerr aanndd hheeaavviieerr
bbuuiillddiinngg ooff mmaassoonnrryy,, sstteeeell,, oorr ccoonnccrreettee wwoouulldd rreeqquuiirree iittss ffoouunnddaattiioonnss
ttoo ggoo ddeeeeppeerr iinnttoo eeaarrtthh ssuucchh tthhaatt tthhee ssooiill oorr tthhee rroocckk oonn wwhhiicchh iitt iiss
ffoouunnddeedd iiss ccoommppeetteenntt ttoo ccaarrrryy iittss mmaassssiivvee llooaaddss;; oonn ssoommee ssiitteess,, tthhiiss
mmeeaannss ggooiinngg aa hhuunnddrreedd ffeeeett oorr mmoorree bbeellooww tthhee ssuurrffaaccee.. BBeeccaauussee ooff tthhee
vvaarriieettyy ooff ssooiill,, rroocckk,, aanndd wwaatteerr ccoonnddiittiioonnss tthhaatt aarree eennccoouunntteerreedd bbeellooww
tthhee ssuurrffaaccee ooff tthhee ggrroouunndd aanndd tthhee uunniiqquuee ddeemmaannddss tthhaatt mmaannyy bbuuiillddiinnggss
mmaakkee uuppoonn tthhee ffoouunnddaattiioonnss,, ffoouunnddaattiioonn ddeessiiggnn iiss aa hhiigghhllyy ssppeecciiaalliizzeedd
ffiieelldd ooff ggeeootteecchhnniiccaall eennggiinneeeerriinngg..

4. LOAD AND SETTLEMENTS OOFF FFOOUUNNDDAATTIIOONNSS
 Types of loads on foundations: Dead, live, wind, inclined thrusts
and uplift, water table and earthquake forces
 Types of settlements: Uniform and differential - Differential
settlement must be minimized, depends on site soil conditions and
distribution of loads on columns supporting the building
 Requirements of a safe foundation: Structure-foundation system
safe against settlements that would lead to collapse - Foundation
settlement should not damage the structure - Foundation must be
technically and economically feasible

5. FFoouunnddaattiioonn LLooaaddss
 DDeeaadd LLooaadd
 LLiivvee LLooaadd
 WWiinndd LLooaadd
 HHoorriizzoonnttaall PPrreessssuurreess BBeellooww GGrraaddee
 SSttrruuccttuurraall MMeemmbbeerr FFoorrcceess
 UUpplliifftt
 EEaarrtthhqquuaakkee

6. SETTLEMENTS OF FOUNDATIONS
NO SETTLEMENT * TOTAL SETTLEMENT * DIFFERENTIAL SETTLEMENT
Uniform settlement is usually of little consequence in a building, but differential
settlement can cause severe structural damage

8. TYPES OF SOILS AANNDD CCHHAARRAACCTTEERRIISSTTIICCSS
 Rocks and soils - Rocks: Broken into regular and irregular sizes by
joints - Soils (particulate earth material): Boulder (too large to be
lifted by hands), cobble (particle that can be lifted by a single hand),
gravel aggregates (course grained particle larger than 6.4mm) , sand
(frictional, size varies from 6.4 to 0.06mm), silts (frictional, low
surface-area to volume ratio, size varies from 0.06 mm to 0.002mm)
and clays (cohesive - fine grained - high surface-area to volume ratio,
size smaller than 0.002 mm) - Peat (soils not suitable for foundations)
- In USA classified according to Unified Soil Classification System

9. Porous Clays
(sandy)

10. PPRROOPPEERRTTIIEESS OOFF FFOOUUNNDDAATTIIOONN
 Strength: Load bearing capacities: Crystalline rocks (very strong -
12,000 psf), sedimentary rocks (intermediate - 6,000 psf) and other
types of soils (relatively lower - 2,000 to 3,000 psf)
 Stable under loads (creep, shrinkage and swelling)
 Drainage characteristics: Porosity and permeability
 Soil property estimation: Subsurface exploration (test pits - less
than 8 ft in depth; borings - greater than 8 ft) - Estimate level of water
table - Testing of soil sample in laboratory for various properties:
Particle size distribution, Liquid limit, Plastic limit, Water content,
Permeability, Shrinkage/ swelling, Shear/compressive strength,
Consolidation (creep and settlement)

11. Benched Excavation

12. TTiieebbaacckk IInnssttaallllaattiioonn
 RRoottaarryy DDrriillll HHoollee
 IInnsseerrtt && GGrroouutt TTeennddoonnss
 TTeennddoonnss SSttrreesssseedd && AAnncchhoorreedd

13. BBrraacciinngg
 CCrroosssslloott
 RRaacckkeerrss
 TTiieebbaacckkss

14. Bank Requiring a Retention System

15. TTYYPPEESS OOFF FFOOUUNNDDAATTIIOONN
 A building consists of superstructure, substructure and the
foundations - Two types foundations : Shallow and Deep -
Depends on whether the load transfer is at deeper depths or
shallower depths - Need for these two types (soil strength, ground
water conditions, foundation loads, construction methods and
impact on adjacent property) -Shallow foundations (column
footings without or with tie/grade beams, individual or combined
wall footing, slab on grade, raft) - Deep foundations (caissons with
or without sockets, end bearing or friction piles, pile groups), zone
of influence, made of concrete (regular or site-cast) or steel or wood

16. MMaajjoorr BBuuiillddiinngg PPaarrttss
SSuuppeerrssttrruuccttuurree
SSuubbssttrruuccttuurree
FFoouunnddaattiioonn

17. PPrriimmaarryy FFaaccttoorrss AAffffeeccttiinngg
FFoouunnddaattiioonn CChhooiiccee
 SSuubbssuurrffaaccee ssooiill
 GGrroouunndd wwaatteerr ccoonnddiittiioonnss
 SSttrruuccttuurraall rreeqquuiirreemmeennttss

18. SSeeccoonnddaarryy FFaaccttoorrss AAffffeeccttiinngg FFoouunnddaattiioonn
CChhooiiccee
 CCoonnssttrruuccttiioonn aacccceessss,, mmeetthhooddss && ssiittee ccoonnddiittiioonnss
 EEnnvviirroonnmmeennttaall ffaaccttoorrss
 BBuuiillddiinngg CCooddeess && RReegguullaattiioonnss
 IImmppaacctt oonn ssuurrrroouunnddiinngg ssttrruuccttuurreess
 CCoonnssttrruuccttiioonn sscchheedduullee
 CCoonnssttrruuccttiioonn rriisskkss

19. SShhaallllooww FFoouunnddaattiioonnss
 RReeqquuiirreemmeennttss
– SSuuiittaabbllee ssooiill bbeeaarriinngg ccaappaacciittyy
– UUnnddiissttuurrbbeedd ssooiill oorr eennggiinneeeerreedd ffiillll
 BBaassiicc ttyyppeess oorr ccoonnffiigguurraattiioonnss
– CCoolluummnn ffoooottiinnggss
– WWaallll oorr ssttrriipp ffoooottiinnggss

20. Combination Spread & Strip Footing

21. SShhaallllooww
FFoouunnddaattiioonnss
 SSOOGG wwiitthh tthhiicckkeenneedd
eeddggeess
 EEcccceennttrriiccaallllyy llooaaddeedd
ffoooottiinnggss
MMaatt ffoouunnddaattiioonn
 FFllooaattiinngg ((MMaatt)) ffoouunnddaattiioonn

22. DDeeeepp FFoouunnddaattiioonnss - PPuurrppoossee
ttrraannssffeerr bbuuiillddiinngg llooaaddss ddeeeepp iinnttoo tthhee eeaarrtthh
BBaassiicc ttyyppeess
– DDrriilllleedd ((&& ppoouurreedd))
– DDrriivveenn

23. CCaaiissssoonn IInnssttaallllaattiioonn SSeeqquueennccee
 HHoollee ddrriilllleedd wwiitthh aa llaarrggee ddrriillll rriigg
 CCaassiinngg iinnssttaalllleedd ((ttyyppiiccaallllyy))
 BBeellll oorr TTiipp eennllaarrggeemmeenntt ((ooppttiioonnaall))
 BBoottttoomm iinnssppeecctteedd aanndd tteesstteedd
 RReeiinnffoorrcceedd
 CCoonnccrreettee ppllaacceemmeenntt ((&& ccaassiinngg rreemmoovvaall))

25. DDrriivveenn PPiilleess
TTwwoo bbaassiicc ttyyppeess ooff PPiilleess
– EEnndd bbeeaarriinngg ppiillee -- ppooiinntt
llooaaddiinngg
– FFrriiccttiioonn ppiillee -- llooaadd ttrraannssffeerrrreedd
bbyy ffrriiccttiioonn rreessiissttaannccee bbeettwweeeenn
tthhee ppiillee aanndd tthhee eeaarrtthh

28. PPrreeccaasstt CCoonnccrreettee PPlliieess

29. SSiittee CCaasstt CCoonnccrreettee PPiilleess
Cased Piles Uncased Piles

30. SSeeiissmmiicc BBaassee IIssoollaattiioonn

31. RReettaaiinniinngg wwaallllss
TTyyppeess ooff wwaallll ffaaiilluurree
– WWaallll ffrraaccttuurree
– OOvveerrttuurrnniinngg
– SSlliiddiinngg
– UUnnddeerrmmiinniinngg

32. RReettaaiinniinngg wwaallllss
DDeessiiggnn EElleemmeennttss ttoo PPrreevveenntt FFaaiilluurree
RReelliieevvee HH22OO pprreessssuurree
(ffoorr aallll 33 ttyyppeess ooff ffaaiilluurree))
– CCrruusshheedd ssttoonnee
– WWeeeeppss
OOvveerrttuurrnniinngg
– CCaannttiilleevveerreedd FFoooottiinngg
– RReeiinnffoorrcciinngg
SSlliiddiinngg
– KKeeyy