Основания и фундаменты: вопросы и ответы

Н. С. Соколов




            ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ



ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ



4-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» 2023

УДК 624.15
ББК 38.58
    С59



Рецензенты:
канд. техн. наук, руководитель центра исследования свайных фундаментов (ЦИСФ) НИИОСП - АО НИЦ Строительство (г. Москва) С. А. Рытое;
канд. техн. наук, доцент кафедры строительных конструкций и водоснабжения Поволжского государственного технологического университета (г. Йошкар-Ола) В. Е. Глушкое

     Соколов, Н. С.

С59       Основания и фундаменты: вопросы и ответы : учеб-
     ное пособие / Н. С. Соколов. - 4-е изд., испр. и доп. -Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 440 с. : ил., табл.

            ISBN 978-5-9729-1269-8


           Включены вопросы проектирования оснований и фундаментов в открытых котлованах, свайных фундаментов, сравнение вариантов фундаментов, расчеты оснований по деформациям и краткие эталонные ответы.
           Для студентов и аспирантов строительных факультетов. Может быть полезно для инженеров-строителей.


УДК 624.15
ББК 38.58







ISBN 978-5-9729-1269-8 © Соколов Н. С., 2023

                       © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                       © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

    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 строительномонтажных работ по возведению фундаментов доходит до 20,0 % срока строительства сооружения. В сложных инженерногеологических условиях эти показатели существенно увеличиваются. Следовательно, совершенствование проектных, технических и технологических решений в области геотехники и фундаментостроения приведет к значительной экономии материальных и трудовых ресурсов, сокращению сроков строительства зданий и сооружений.
    В проектировании фундаментов принимают участие 1015 тыс. специалистов, а с учетом многопрофильности труда проектировщика - значительно больше. Десятки тысяч инженеров-строителей заняты в инженерных изысканиях для строительства, на геотехнических работах, связанных с подготовкой оснований, строительством фундаментов, подземных и заглубленных зданий и 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, практических и других видов занятий часть учебного материала передана на самостоятельное изучение студентами, поэтому возникла

3

необходимость в издании учебной литературы, способствующей изучению и освоению дисциплины во внеаудиторных условиях.
     В главах учебного пособия содержатся вопросы проектирования здания и сооружения, планирования объема, конструкции проектируемого объекта, используемых материалов; приводится классификация типов и видов грунтов и их нормативные физико-механические свойства; рассматриваются вопросы выбора типов, размеров фундаментов; расчет осадок фундаментов различными методами, расчет и проектирование специальных разделов фундаментостроения и др.
     Диалоговая форма изложения материала, состоящая из конкретно заданных вопросов и кратких ответов, а также приведенные в пособии таблицы и формулы облегчают студентам строительных специальностей усвоение дисциплины.


    А. Целями освоения дисциплин «Механика грунтов» и «Основания и фундаменты» являются:

  Общевоспитательная и развивающая подготовка          
1 бакалавра, заключающаяся в формировании мировоззрения
  и развитии у него инженерного мышления               
  Практическая подготовка бакалавра, обладающего       
  профессиональными знаниями и умениями в области      
2 проектирования зданий и сооружений, умеющего         
  применять эффективные конструктивные и               
  технологические решения при проектировании и         
  возведении объектов                                  

Б. Задачи дисциплины приведены ниже:

  Выработка навыков оценки инженерно-геологических   
1 условий строительных площадок, в том числе с учетом
  особенностей грунтов (наличие слабых, просадочных, 
  набухающих, закарстованных и др. грунтов)          
  Обучение навыкам строительного проектирования,     
2 возведения и эксплуатации оснований и фундаментов  
  зданий и сооружений                                

4

  Обучение методам технического обследования оснований
  и фундаментов эксплуатируемых зданий и сооружений,  
3 основам геотехнического прогноза, мониторингу       
  деформаций объектов окружающей застройки, а также   
  методам усиления основания и реконструкции          
  фундаментов                                         

      Г. Требования к входным знаниям, умениям и готовности студента, необходимым при освоении данной дисциплины должны быть следующие, перечисленное ниже:


Студент должен

                      Знать:                      
  1.1 Фундаментальные основы высшей математики   
1 1.2 Современные средства вычислительной техники
  1.3 Основы инженерной геологии                 
  1.4 Основы механики грунтов                    
  1.5 Основы технологии строительных процессов   
                      Уметь:                      
  2.1 Применять основные закономерности механики 
      грунтов                                    
2     В зависимости от функционального назначения
      зданий и сооружений, их объемно-           
  2.2 планировочного решения, представлять схему 
      передачи нагрузок от несущих конструкций   
      на фундамент                               
                     Владеть:                     
  3.1 Терминологией изученных ранее технических  
3     и технологических дисциплин                
  3.2 Методами проведения лабораторных измерений 
      и статистической обработкой результатов    

        Д. В процессе освоения данной дисциплины, обучающиеся формируют следующие компетенции и демонстрирует соответствующие им результаты обучения:


5

Д.1. В изыскательской и проектно-конструкторской деятельности

      Знание нормативной базы в области инженерных   
      изысканий, принципов строительного             
Д.1.1 и геотехнического проектирования зданий,       
      сооружений, инженерных систем                  
      и оборудования, планировки                     
      и застройки населенных мест (ПК-1)             
      Способность:                                   
              Проводить предварительное             
      Д.1.2.1 технико-экономическое обоснование     
              проектных решений                     
              Разрабатывать проектную и рабочую     
      Д.1.2.2 техническую, технологическую          
              документацию                          
Д.1.2 Д.1.2.3 Оформлять законченные                 
              проектно-конструкторские работы       
              Контролировать соответствие           
              разрабатываемых проектов и технической
      Д.1.2.4 документации техническому заданию,    
              стандартам, техническим условиям      
              и другим нормативным                  
              документам (ПК-3)                     
        Д.2. В производственно-технологической   
           и производственно-управленческой      
                    деятельности:                
       Способность участвовать в проектировании 
 Д.2.1 и изыскании объектов профессиональной    
       деятельности (ПК-4)                      

     Е. В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

6

                       Знать:                          
      Основные нормативные документы по                
  З.1 проектированию фундаментов на естественном       
      основании и фундаментов глубокого заложения,     
      в том числе в особых условиях                    
1                        Понятия:                     
  З.2 З.2.1  Предельные состояния оснований           
             фундаментов и сооружений                 
      З.2.2  Связь конструктивных и расчетных схем    
      Закономерности и правила, положенные в основу    
  З.3 расчетов и проектирования оснований              
      и фундаментов по предельным состояниям           
2                      Уметь:                          
      Анализировать результаты инженерно-              
  У.1 геологических и инженерно-геодезических          
      изысканий                                        
             Разрабатывать проектную и рабочую        
      У.2.1  техническую документацию, оформлять      
             законченные проектно-конструкторские     
             работы                                   
  У.2        Контролировать соответствие              
             разрабатываемых проектов и               
      У .2.2 технической документации заданию,        
             стандартам, СНиПам, сводам правил,       
             техническим условиям и другим            
             нормативным документам                   
      Выполнять расчеты по I и II группам предельных   
  У.3 состояний фундаментов на естественном            
      основании и свайных фундаментов                  
                  Владеть навыками:                    
      Основных современных методов постановки,         
      исследования и решения в области инженерных      
3 Н.1 изысканий                                        
      Проводить предварительное                        
  Н.2 технико-экономическое обоснование проектных      
      решений                                          

7

     Н.3.1 Сбора нагрузок на фундаменты, выбора  
           глубины заложения                     
           Определения расчетного сопротивления  
     Н.3.2 грунтов основания и размеров подошвы  
           фундаментов мелкого заложения         
     Н.3.3 Расчета осадки методом послойного     
           суммирования                          
     Н.3.4 Проверки прочности кровли слабых      
 Н.3       подстилающих слоев                    
     Н.3.5 Расчетного определения несущей        
           способности свай по грунту            
     Н.3.6 Расчета осадки одиночных свай, группы 
           свай                                  
     Н.3.7 Расчета оснований подпорных стен      
           Конструирования фундаментов           
     Н.3.8 на естественном основании и свайных   
           фундаментов                           

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

     В настоящем учебном пособии ниже приведены стандарты, СНиПы, своды правил, Руководства, рекомендации и другие нормативные документы, регламентирующие гидрогеологические основы расчетов и производства водопонизительных работ:
     1.     ВСН 189-78. Инструкция по проектированию и производству работ по искусственному замораживанию грунтов при строительстве метрополитенов и тоннелей.
     2.     ГОСТ 380-71. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки и общие технические требования.
     3.     ВСН 506-88. Проектирование и устройство грунтовых анкеров.
     4.     ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель.
     5.     ГОСТ 17.5.3.05-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию.

8

     6.     ГОСТ 977-75. Отливки стальные. Общие технические условия.
     7.     ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.
     8.     ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
     9.     ГОСТ 5686-2012. Грунты. Методы полевых испытаний сваями.
     10.     ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.
     11.     ГОСТ 7473-2010. Межгосударственный стандарт. Смеси бетонные. Технические условия.
     12.     ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
     13.     ГОСТ 8731-74. Трубы стальные бесшовные горячеде-формированные. Технические требования.
     14.     ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячеде-формированные. Сортамент.
     15.     ГОСТ 8733-74. Трубы стальные бесшовные холодноде-формированные и теплодеформированные. Технические требования.
     16.     ГОСТ 8734-75. Трубы стальные бесшовные холодноде-формированные. Сортамент.
     17.     ГОСТ 8736-2014. Песок для строительных работ. Технические условия.
     18.     ГОСТ 8829-2018. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещи-ностойкости.
     19.     ГОСТ 9463-2016. Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия.
     20.     ГОСТ 10060-2012. Бетоны. Методы определения морозостойкости.
     21.     ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
     22.    ГОСТ 10181-2014. Смеси бетонные. Методы испытаний.

9

     23.     ГОСТ 10704-91. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
     24.     ГОСТ 10922-2012. Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия.
     25.     ГОСТ 12071-2014. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.
     26.     ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
     27.     ГОСТ 12374-74. Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками.
     28.     ГОСТ 12536-2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.
     29.     ГОСТ 12730.5-2018. Бетоны. Методы определения водонепроницаемости.
     30.    ГОСТ 13579-78. «Блоки бетонные для стен подвалов».
     31.     ГОСТ 14098-2014. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры.
     32.     ГОСТ 14231-88. Смолы карбамидоформальдегидные. Технические условия.
     33.     ГОСТ 16504-81. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения.
     34.     ГОСТ 18105-2010. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.
     35.     ГОСТ 18321-73. Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции.
     36.     ГОСТ 18599-2001. Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия.
     37.     ГОСТ 19804.6-83. Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры.
     38.     ГОСТ 19804-2020. Сваи железобетонные заводского изготовления Общие технические условия.

10