Основания и фундаменты: вопросы и ответы

 
 
Н. С. Соколов 
 
 
 
 
 
 
 
 
ОСНОВАНИЯ 
И ФУНДАМЕНТЫ 
 
Вопросы и ответы 
 
 
 
3-е издание, исправленное и дополненное 
 
Рекомендовано Федеральным учебно-методическим объединением в системе высшего  
образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки «Техника  
и технологии строительства» Министерства науки и высшего образования Российской  
Федерации в качестве учебного пособия для студентов образовательных организаций  
высшего образования, обучающихся по направлениям подготовки (специальностям): 
08.03.01 «Строительство» – уровень высшего образования – бакалавриат –  
(направленность «Промышленное и гражданское строительство»);  
08.04.01 «Строительство» – уровень высшего образования – магистратура –  
(направленность «Промышленное и гражданское строительство: технология  
и организация строительства»); 08.05.01 «Строительство» – уровень высшего  
образования – специалитет (направленность «Строительство высотных  
и большепролетных зданий и сооружений») 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2022 
1 

УДК 624.15 
ББК 38.58 
С59 
 
 
 
Рецензенты: 
кандидат технических наук, заведующий лабораторией  
№ 38 НИИ оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова 
(г. Москва) С. А. Рытов; 
кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций  
и водоснабжения Поволжского государственного технологического  
университета (г. Йошкар-Ола)  
В. Е. Глушков 
 
 
 
 
Соколов, Н. С.  
С59   
Основания и фундаменты: вопросы и ответы : учебное пособие / 
Н. С. Соколов. – 3-е изд., испр. и доп. – Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2022. – 492 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-0882-0 
 
Рассматриваются вопросы проектирования сооружений, планирования 
объема, конструкции проектируемого объекта, используемых материалов. 
Приводятся определения грунтов и их нормативные физико-механические 
свойства. Освещены вопросы выбора типов, размеров фундаментов, расчета 
осадок фундаментов различными методами. Дано сравнение вариантов фундаментов, приведены расчеты оснований по деформациям. Включены вопросы 
проектирования оснований и фундаментов в открытых котлованах, свайных 
фундаментов. 
Для студентов и аспирантов строительных вузов. Может быть полезно 
инженерам-строителям. 
 
УДК 624.15 
ББК 38.58 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-0882-0 
” Соколов Н. С., 2022 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 
 
2 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Любое здание и сооружение строится на грунтовом основании, возводится 
из грунта как строительного материала или располагается в толще грунта. 
Прочность, устойчивость и нормальная эксплуатация сооружения определяется 
не только его конструктивными особенностями, но и свойствами грунта, условиями взаимодействия сооружения и основания. 
Стоимость фундаментов составляет в среднем 12,0 % стоимости сооружений, трудозатраты нередко достигают 15,0 % и более общих затрат труда, а 
продолжительность работ по возведению фундаментов доходит до 20,0 % срока 
строительства сооружения. В сложных грунтовых условиях эти показатели существенно увеличиваются. Следовательно, совершенствование проектных и 
технологических решений в области фундаментостроения приведет к значительной экономии материальных и трудовых ресурсов, сокращению сроков 
строительства зданий и сооружений. 
В проектировании фундаментов принимают участие 10–15 тыс. специалистов, а с учетом многопрофильности труда проектировщика – значительно 
больше. Десятки тысяч инженеров заняты в инженерных изысканиях для строительства, на работах, связанных с подготовкой оснований, строительством 
фундаментов, подземных и заглубленных сооружений. Наконец, каждый инженер-строитель независимо от профиля его деятельности должен отчетливо 
представлять себе взаимосвязь сооружений и оснований, уметь надежно оценивать их взаимное влияние друг на друга. 
Важность изучения проблем фундаментостроения при подготовке инженеров-строителей очевидна. В связи со значительным сокращением объема аудиторных лекционных занятий часть учебного материала передана на самостоятельное изучение студентами, поэтому возникла необходимость в издании 
учебной литературы, способствующей изучению и освоению дисциплины во 
внеаудиторных условиях. 
В учебном пособии содержатся вопросы проектирования сооружения, планирования объема, конструкции проектируемого объекта, используемых материалов; приводятся определения грунтов и их нормативные физикомеханические свойства; рассматриваются вопросы выбора типов, размеров 
фундаментов; расчет осадок фундаментов различными методами, расчет и проектирование подпорных стен и специальных разделов фундаментостроения  
и др. 
Диалоговая форма изложения материала, состоящая из конкретных вопросов и кратких ответов, а также таблицы и формулы облегчат студентам строительных специальностей усвоение дисциплины. 
Целями освоения дисциплины «Основания и Фундаменты» являются:  
1. Общевоспитательная и развивающая подготовка бакалавра, заключающаяся в формировании мировоззрения и развитии у него инженерного мышления.  
2. Практическая подготовка бакалавра обладающего профессиональными 
знаниями и умениями в области проектирования зданий, умеющего применять 
3 

эффективные конструктивные и технологические решения при проектировании 
и возведении зданий.  
 Задачи дисциплины:  
1. Выработка навыков оценки инженерно-геологических условий строительных площадок, в том числе с учетом особенностей грунтов (наличие слабых и просадочных грунтов). 
2. Обучение навыкам проектирования, возведения и эксплуатации оснований и фундаментов зданий и сооружений. 
3. Обучение методам обследования оснований и фундаментов эксплуатируемых зданий и сооружений, а также методам усиления и реконструкции фундаментов. 
Требования к входным знаниям, умениям и готовности студента, необходимым при освоении данной дисциплины должны быть следующие, перечисленное ниже. 
Студент должен  
1. Знать: 
– фундаментальные основы высшей математики;  
– современные средства вычислительной техники; 
– основы инженерной геологии; 
– основы механики грунтов; 
– основы технологии строительных процессов. 
 
2. Уметь: 
– применять основные закономерности механики грунтов; 
– в зависимости от функционального назначения зданий и сооружений, их 
объемно-планировочного решения, представлять схему передачи нагрузок от 
несущих конструкций на фундамент. 
 
3. Владеть: 
– терминологией изученных ранее технических дисциплин; 
– методами проведения лабораторных измерений и статистической обработкой результатов. 
В процессе освоения данной дисциплины, обучающиеся формируют следующие компетенции и демонстрирует соответствующие им результаты обучения: 
А. В изыскательской и проектно-конструкторской деятельности: 
1. Знание нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, 
планировки и застройки населенных мест (ПК-1). 
 2. Способность проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации заданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-3). 
4 

Б. В производственно-технологической и производственно-управленческой деятельности: 
Способность участвовать в проектировании и изыскании объектов профессиональной деятельности (ПК-4). 
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования: 
1. Знать: 
З1 – основные нормативные документы по проектированию фундаментов 
на естественном основании и фундаментов глубокого заложения, в том числе в 
особых условиях;  
З2 – понятия: предельные состояния оснований и сооружений; связь конструктивных и расчетных схем; 
З3 – закономерности и правила, положенные в основу расчетов и проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям. 
 
2. Уметь: 
У1 – анализировать результаты инженерно-геологических изысканий; 
У2 – разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, 
оформлять законченные проектно-конструк-торские работы, контролировать 
соответствие разрабатываемых проектов и технической документации заданию, 
стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам; 
У3 – выполнять расчеты по I и II группам предельных состояний фундаментов на естественном основании и свайных фундаментов. 
 
3. Владеть навыками: 
Н1 – основных современных методов постановки, исследования и решения 
в области инженерных изысканий; 
Н2 – проведения предварительного технико-экономического обоснования 
проектных решений; 
Н3 – сбора нагрузок на фундаменты, выбора глубины заложения; определения расчетного сопротивления основания и размеров подошвы фундаментов 
мелкого заложения; расчета осадки методом послойного суммирования; проверки слабых подстилающих слоев; расчетного определения несущей способности свай; расчета осадки одиночных свай, группы свай; расчета подпорных 
стен; конструирования фундаментов на естественном основании и свайных 
фундаментов. 
Автор благодарен старшему преподавателю кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашского государственного 
университета им. И. Н. Ульянова Викторовой Светлане Станиславовне. 
 
  
 
 
 
 
5 

Тема 1 
 
ПОДГОТОВКА К ПРОЕКТИРОВАНИЮ  
СООРУЖЕНИЯ 
 
Вопрос: Можете привести термины и определения в геотехническом строительстве? 
 
Ответ: Ниже в таблице 1.1 приведены термины и определения в геотехническом строительстве. 
 
Таблица 1.1 
Основные термины и определения 
 
№ 
п/п 
Наименование  
термина 
Описание термина 
1 
Авторский надзор 
Контроль лица, осуществившего подготовку проектной документации, за соблюдением в процессе 
строительства требований проектной документации и подготовленной на ее основе рабочей документации 
2 
Армированный грунт 
Композитный материал, состоящий из насыпного 
грунта и армирующих его более прочных элементов 
3 
Армированный  
массив грунта 
Естественный грунтовый массив, усиленный армирующими элементами 
4 
Барражный эффект 
Эффект, возникающий вследствие полного или 
частичного перекрытия водоносного горизонта 
подземным сооружением или его частью, проявляется в подъеме уровня подземных вод перед 
преградой фильтрационному потоку и его снижении за ней 
5 
Баретта 
Несущий элемент железобетонного фундамента 
глубокого заложения, выполняемого способом 
«стена в грунте» 
6 
Бурение с продувкой 
Способ бурения скважины, при котором разрушенная порода из забоя выносится на поверхность сжатым воздухом 
7 
Бурение с промывкой 
Способ бурения скважины, при котором разрушенная порода из забоя вымывается на поверхность гидравлическим способом 
6 

Продолжение таблицы 1.1 
№ 
п/п 
Наименование  
термина 
Описание термина 
8 
Буросмеситель 
Конструкция бурового инструмента, состоящая 
из режущих лопастей для разрыхления грунта и 
его смешивания с цементным раствором, поступающим через отверстия в лопастях 
9 
Вертикальные  
деформации земной 
поверхности 
Деформации земной поверхности в вертикальной 
плоскости, вызванные неравномерностью вертикальных перемещений 
10 
Верификация 
Проверка, подтверждение правильности какихлибо положений, расчетных алгоритмов, программ и процедур путем их сопоставления с 
опытными (эталонными или эмпирическими) 
данными, алгоритмами и результатами 
11 
Вертикально  
перемещаемая труба 
ВПТ 
Метод укладки бетона в траншею или скважину с 
применением бетонолитной вертикально перемещаемой трубы 
Слабопроницаемый слой грунта, фильтрацией 
воды через который можно пренебречь 
12 
Водоупор  
(водоупорный слой 
грунта) 
13 
Временный анкер 
Грунтовый анкер с расчетным сроком эксплуатации не более двух лет 
14 
Выравнивание  
сооружения 
Подъем (с помощью домкратов или других приспособлений) или опускание (путем выбуривания 
грунта и т. п.) сооружения или отдельных его частей при неравномерных деформациях, превышающих предельные 
15 
Высотные здания 
Здания высотой более 75,0 м 
16 
Выход глинистого 
раствора 
Объем раствора с заданной эффективной вязкостью, получаемый из одной тонны глинистого 
порошка 
17 
Геотехнический  
барьер 
Конструкция из ряда инъекторов, расположенная 
между объектом геотехнических работ и существующими защищаемыми объектами в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскостях, для выполнения работ по компенсационному нагнетанию 
7 

Продолжение таблицы 1.1 
№ 
п/п 
Наименование  
термина 
Описание термина 
18 
Геотехнический  
мониторинг 
Комплекс работ, основанный на натурных 
наблюдениях за поведением конструкций вновь 
возводимого или реконструируемого сооружения, 
его основания, в том числе грунтового массива, 
окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки. 
Геотехнический мониторинг осуществляется в 
период строительства и на начальном этапе  
эксплуатации вновь возводимых или реконструируемых объектов 
19 
Геомассив 
Создание искусственного основания фундамента 
путем инъекции твердеющих растворов в режиме 
гидроразрыва 
20 
Геосинтетика 
Геотекстильные материалы в виде рулонов, мешков, георешеток, арматурных стержней, изготовляемых на основе стекловолокна, синтетического, 
базальтового или углеродного волокна 
21 
Геотехнический  
прогноз 
Комплекс работ аналитического и расчетного характера, цель которых – качественная и количественная оценка поведения оснований, фундаментов и конструкций проектируемого сооружения и окружающей застройки в процессе строительства и в начальный период эксплуатации 
22 
Геотехнический  
экран 
Сплошная или прерывистая линейная конструкция, которая устраивается в грунтах из различных 
материалов и по различным технологиям и позволяет отделить или ограничить область грунтового массива, в котором возникают изменения его 
напряженно-деформированного состояния от 
строительства новых заглубленных или подземных сооружений, от области грунтового массива, 
вмещающего конструкции фундаментов окружающей застройки (в том числе подземные коммуникации) 
23 
Геотехническая  
категория 
Категория сложности объекта строительства с 
точки зрения проектирования оснований и фундаментов, определяемая в зависимости от уровня 
ответственности и сложности инженерногеологических условий площадки строительства 
8 

Продолжение таблицы 1.1 
№ 
п/п 
Наименование  
термина 
Описание термина 
24 
Гидроразрыв 
Образование трещин в массиве грунта при инъекции растворов 
25 
Глубина котлована 
Максимальная глубина выработки грунтового 
массива, определяемая наибольшей разностью 
высотных отметок по контуру котлована в уровне 
поверхности рельефа и в уровне его дна, включая 
глубину подготовительного (пионерного) котлована 
26 
Глубина скважины 
Проекция длины на вертикальную ось 
27 
Горизонтальные  
перемещения 
Горизонтальные составляющие деформаций основания, связанные с действием горизонтальных 
нагрузок на основание (фундаменты распорных 
систем, подпорные стены и т. д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от 
собственного веса и т. п. 
28 
Грунтовый анкер 
Геотехническая конструкция, предназначенная 
для передачи осевых выдергивающих нагрузок от 
закрепляемой конструкции на несущие слои 
грунта только в пределах корневой части своей 
длины и состоящая из трех частей: оголовка, тяги 
анкера и корня 
29 
Грунтовые нагели 
Геотехническая конструкция для обеспечения 
устойчивости откосов и склонов, устраиваемая 
горизонтально или наклонно без дополнительного натяжения 
30 
Грунтоцементный 
элемент 
Объем грунта, закрепленного цементным вяжущим по струйной или буросмесительной технологии с приданием ему повышенной прочности и 
пониженной водопроницаемости 
31 
Длина скважины 
Расстояние от устья до забоя по оси скважины 
32 
Дополнительная  
осадка  
подстилающего 
слоя 
Вертикальная деформация слоя грунта, залегающего ниже просадочной толщи, происходящая от: 
равномерно распределенной нагрузки от здания 
или сооружения (включая нагрузки на полы по 
грунту); повышения собственного веса просадочного грунта при повышении его плотности, влажности; выполнения свай, устройства планировочной насыпи и т. п. 
9 

Продолжение таблицы 1.1 
№ 
п/п 
Наименование  
термина 
Описание термина 
33 
Допустимые  
деформации  
основания  
сооружений 
Деформации, способные вызвать повреждения в 
сооружениях, при которых для дальнейшей эксплуатации их по прямому назначению достаточно 
проведения текущих наладочных и ремонтных 
работ 
34 
Забой скважины 
Низ (дно) скважины 
35 
Защитные  
мероприятия 
Комплекс организационно-технических мероприятий по защите окружающей застройки от сверхнормативных деформаций и прочих недопустимых воздействий, оказываемых негативным влиянием строительства или реконструкции 
36 
Закрепление грунта 
Улучшение механических и физических свойств 
грунта путем введения в грунт твердеющих растворов в режиме пропитки или перемешивания 
37 
Заполнительная  
цементация 
Инъекция цементного раствора в грунт по манжетной технологии в целях заполнения пор и 
возможных полостей в грунте (подготовка грунтового массива к компенсационному нагнетанию) 
38 
Захватка траншеи 
Фрагмент траншеи, разрабатываемый для последующего бетонирования или заполнения сборными элементами с омоноличиваиием 
39 
Зона влияния нового 
строительства  
или реконструкции 
Расстояние, за пределами которого негативное 
воздействие на окружающую застройку пренебрежимо мало 
40 
Зона инъекции 
Ограниченный интервал в скважине, через который производится нагнетание раствора (воды) в 
грунт 
41 
Извлекаемый анкер 
Грунтовый анкер (временный), конструкция которого позволяет извлечь его тягу полностью или 
частично 
42 
Инженерная цифровая 
модель  
местности; ИЦММ 
Совокупность информации о пространственном 
положении, характеристиках объектов местности, 
связях между ними и топографической поверхности, представленная в векторно-топологической 
форме, доступной для обработки на ЭВМ. Включает два основных компонента – цифровую модель рельефа и цифровую модель ситуации 
10