Техника и технология расчета и проектирования основания и фундаментов. Геотехника

 
 
Н. С. Соколов 
 
 
 
 
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ РАСЧЕТА  
И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЯ  
И ФУНДАМЕНТОВ 
 
ГЕОТЕХНИКА 
 
 
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 
1 
 

УДК 624.1 
ББК 38.58 
С59 
 
Рецензенты: 
канд. техн. наук, руководитель центра исследования свайных фундаментов НИИОСП – АО НИЦ Строительство (г. Москва) С. А. Рытов; 
канд. техн. наук, доцент кафедры СКиВ ФГБОУ ВО «Поволжский 
государственный технологический университет»  
(г. Йошкар-Ола) В. Е. Глушков 
 
 
Соколов, Н. С. 
С59   
Техника и технология расчета и проектирования основания и фундаментов. Геотехника : учебное пособие /  
Н. С. Соколов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2023. – 532 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1490-6 
 
Включены вопросы проектирования оснований и фундаментов в открытых котлованах, свайных фундаментов, а также специальных разделов геотехники. 
Для студентов строительных специальностей. Может быть 
полезно аспирантам и инженерам-строителям. 
 
УДК 624.1 
ББК 38.58 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1490-6 ” Соколов Н. С., 2023 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
2 
 

 
 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
1. ПРЕДИСЛОВИЕ 
...................................................................... 9 
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ .............................................. 10 
3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ  
........................................ 19 
4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИИ  
И ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ ................................. 42 
4.1. Земная поверхность и способы ее изображения .......... 42  
4.1.1. Форма Земли и определение положения точек  
на земной поверхности ........................................ 42 
4.1.2. Рельеф земной поверхности  
и его изображение ................................................ 44 
4.1.2.1. Формы рельефа и его изображение 
.................. 44 
4.2. Ориентирование на местности ....................................... 47 
4.2.1. Азимуты, румбы, дирекционные углы  
и зависимости между ними ................................. 47 
4.2.2. Приборы для ориентирования на местности 
...... 49 
4.2.3. Построение профиля местности по заданному  
на карте направлению .......................................... 51 
4.3. Тахеометрическая съемка 
............................................... 53 
4.4. Геометрическое нивелирование 
..................................... 55 
4.4.1. Поверки и юстировки нивелиров  ....................... 62 
4.4.2. Поверки и юстировки теодолитов 
....................... 69 
4.4.3. Теодолитные ходы 
................................................ 70 
4.4.4. Лазерные геодезические приборы 
....................... 72 
4.4.5. Приборы вертикального проектирования .......... 75 
4.4.6. Фототопографическая съемка ............................. 77 
5. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ДИСЦИПЛИНЫ  
«МЕХАНИКА ГРУНТОВ» ...................................................... 79 
5.1. Понятие об эффективном и нейтральном давлении .... 92 
5.2. Определение классификационных показателей  
инженерно-геологических элементов (ИГЭ)  
основания фундаментов ............................................... 112 
5.3. Построение инженерно-геологических разрезов ....... 127 
3 
 

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ФУНДАМЕНТА  
МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ .................................................... 133 
6.1. Расчет оснований фундаментов по несущей способности 
(первая группа предельных состояний) 
...................... 162 
6.1.1. Аналитический метод расчета на глубокий сдвиг 
грунта с горизонтальной подошвой фундамента 
при действии внецентренно приложенной  
наклонной нагрузкой ......................................... 162   
6.1.2. Пример определения приведенного  
эксцентриситета приложения внешних усилий  
относительно центра тяжести подошвы  
фундамента ......................................................... 168 
6.2. Геотехнические мероприятия по уменьшению  
деформаций оснований и влияния их на здание 
и сооружение 
................................................................. 179 
6.3. Особенности проектирования оснований фундаментов 
при реконструкции зданий и сооружений 
.................. 183 
6.4. Расчет деформаций оснований фундаментов  
мелкого заложения ....................................................... 190 
6.4.1. Расчет осадок оснований фундаментов мелкого  
заложения методом послойного  
суммирования ..................................................... 191 
6.4.2. Расчет осадок оснований фундаментов методом 
линейно деформируемого слоя конечной  
толщины .............................................................. 203 
7. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ 
............................................ 208 
7.1. Расчет и проектирование буроинъекционных свай ЭРТ 
(РИТ, ЭРСТ, ФОРСТ) 
................................................... 253 
7.2. Конструирование «микросвай»  
и свайных фундаментов ............................................... 255 
7.3. Расчет осадок свайных фундаментов .......................... 263 
7.3.1. Расчет осадок основания свайных фундаментов  
методом линейно деформируемого  
полупространства ............................................... 263 
7.3.2. Расчет осадок основания свайных фундаментов 
методом линейно деформируемого слоя  
конечной толщины ............................................. 267 
4 
 

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ, 
УСТРАИВАЕМЫХ СПОСОБОМ «СТЕНА В ГРУНТЕ» ... 269 
8.1. Общие положения. ........................................................ 269 
8.2. Исходные данные для разработки проектной  
документации 
................................................................ 271 
8.3. Конструктивные решения 
............................................. 272 
8.3.1. Стены из монолитного железобетона ............... 275 
8.3.2. Стены из сборного железобетона 
...................... 277 
8.4. Оборудование для разработки траншей 
...................... 282 
8.5. Проект производства работ при проектировании  
«стены в грунте» 
........................................................... 287 
8.5.1. Общие положения 
............................................... 287 
8.5.2. Приготовление глинистого суспензии  
(раствора) ............................................................ 287 
8.5.3. Разработка траншей 
............................................ 292 
8.5.4. Заполнение траншей монолитным 
или сборным железобетоном ........................... .293 
8.5.5. Контроль качества и приемка работ ................. 299 
8.6. Расчет заглубленных строительных конструкций  
«стены в грунте» 
........................................................... 299 
9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ  
И ОБОЛОЧЕК ......................................................................... 301 
9.1. Общие сведения 
............................................................. 301 
9.2. Конструктивные решения по устройству  
опускных колодцев 
....................................................... 303 
9.3. Исходные данные для разработки проектной  
документации 
................................................................ 315 
9.4. Методы геотехнических расчетов ............................... 319 
9.4.1. Геотехнические расчеты опускных колодцев 
для условий строительства ................................ 334 
9.4.2. Геотехнические расчеты  
для условий эксплуатации ................................. 339 
9.5. Проект производства работ .......................................... 341 
9.5.1. Устройство временного основания  
под ножом опускного колодца .......................... 342 
9.5.2. Опалубочные и арматурные работы ................. 345 
9.5.3. Бетонирование .................................................... 346 
5 
 

9.5.4. Устройство гидроизоляции 
................................ 348 
9.5.5. Опускание колодцев ........................................... 351 
9.5.6. Устройство днища .............................................. 354 
9.5.7. Сооружение опускных колодцев  
из сборных железобетонных элементов 
........... 357 
10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОГРАЖДЕНИЙ  
КОТЛОВАНОВ 
........................................................................ 360 
10.1. Виды подпорных сооружений и конструкций 
крепления 
...................................................................... 360 
10.1.1. Виды подпорных сооружений ......................... 360 
10.1.2. Виды конструкций крепления подпорных  
сооружений 
....................................................... 365 
10.2. Конструирование подпорных сооружений  
и конструкций крепления 
............................................ 367 
10.2.1. Общие указания ................................................ 367 
10.2.2. Конструктивные требования к подпорным  
сооружениям, погружаемым забивкой,  
вдавливанием, вибропогружением,  
завинчиванием и т. п. ...................................... 369 
10.2.3. Конструктивные требования к подпорным  
сооружениям, выполняемым способом  
«стена в грунте» ............................................... 372 
10.2.4. Конструктивные требования к подпорным  
сооружениям, выполняемым  
из буровых свай ............................................... 382 
10.2.5. Конструктивные требования к подпорным  
сооружениям, выполняемым с применением 
струйной технологии 
....................................... 386 
10.2.6. Требования к конструкциям крепления ......... 389 
10.2.7. Допустимые отклонения подпорных сооружений 
и удерживающих конструкций 
....................... 395 
10.3. Проектирование конструкций крепления ................. 397 
10.3.1. Общие указания ................................................ 397 
10.3.2. Расчет и проектирование распорных  
конструкций ..................................................... 398 
10.3.3. Проектирование анкерных и разгружающих  
конструкций ..................................................... 405 
6 
 

11. ДРЕНАЖИ И СТРОИТЕЛЬНОЕ  
ВОДОПОНИЖЕНИЕ.............................................................. 420 
11.1. Горизонтальные дренажи ........................................... 427 
11.2. Вертикальные дренажи 
............................................... 438 
11.3. Комбинированные дренажи ....................................... 444 
11.4. Гидрогеологические расчеты дренажей 
.................... 446 
11.4.1. Гидрогеологические расчеты  
горизонтальных дренажей .............................. 446 
11.4.1.1. Гидрогеологический расчет  
систематического дренажа .............. 448 
11.4.1.2. Гидрогеологический расчет  
берегового и головного дренажей .... 
449 
11.4.1.3. Гидрогеологический расчет  
кольцевого (контурного) дренажа .... 
455 
11.4.1.4. Гидрогеологический расчет  
пластового дренажа 
.......................... 458 
11.4.2. Гидрогеологические расчеты  
вертикальных дрена 
......................................... 460 
11.4.2.1. Гидрогеологический расчет берегового  
и головного дренажей ...................... 461 
11.4.2.2. Гидрогеологический расчет кольцевого 
дренажа 
.............................................. 468 
11.4.2.3. Гидрогеологический расчет в случае 
взаимодействия многоконтурных  
групп колодцев ................................. 474 
11.4.2.4. Расчет систематического дренажа ...... 
482 
11.4.3. Гидрогеологический расчет время осушения  
основания 
.......................................................... 483 
11.4.4. Гидрогеологический расчет по определению 
участка выхода гидравлической воды  
в дрены 
.............................................................. 489 
11.4.5. Гидрогеологический расчет притока воды  
к открытым котлованам .................................. 491 
11.4.6. Расчет линейного ряда совершенных колодцев 
при поступлении к нему фильтрационных  
потоков из водоема и подземных вод ............ 497 
7 
 

11.4.7. Расчет линейного ряда несовершенных колодцев 
при его расположении между двумя заданными 
границами потока ............................................ 499 
11.4.8. Расчет вертикального совершенного дренажа 
кольцевого типа ............................................... 501 
11.4.9. Расчет кольцевого дренажа вертикального  
типа из несовершенных колодцев  
при его работе в безнапорных водах 
.............. 502 
11.4.10. Расчет кольцевого дренажа вертикального типа 
из совершенных колодцев при его работе  
в напорных водах ............................................ 504 
11.4.11. Расчет кольцевого дренажа вертикального  
типа из несовершенных колодцев  
при его работе в напорных водах .................. 505 
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 
.............. 507 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 

 
 
1. 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 возводимого и эксплуатируемого определяется 
не только его конструктивными особенностями, но и свойствами 
грунта, условиями взаимодействия здания, сооружения и основания. 
Современное капитальное строительство в настоящее время в 
основной массе производится в стесненных или особо стесненных территориях в условиях городских территорий с наличием 
склонов, оврагов и существующих объектов. С учетом этих обстоятельств для инвесторов, строителей и проектировщиков  
на первый план выделяется геотехника. 
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 необходимость в издании учебной литературы, способствующей изучению и освоению дисциплины во внеаудиторных условиях.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 

 
 
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 
 
В настоящем учебном пособии использованы ссылки на следующие нормативные документы:  
1. 
ВСН 189-78. Инструкция по проектированию и производству работ по искусственному замораживанию грунтов при строительстве метрополитенов и тоннелей. 
2. 
ВСН 506-88. Проектирование и устройство грунтовых анкеров.  
3. 
ГОСТ 380-2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. 
4. 
ГОСТ 535-2005. Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия. 
5. 
ГОСТ 977–75. Отливки стальные. Общие технические 
условия.  
6. 
ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.  
7. 
ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной 
стали. Технические условия. 
8. 
ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. 
9. 
ГОСТ 7473-2010. Межгосударственный стандарт. Смеси 
бетонные. Технические условия. 
10. ГОСТ 7566-94. Металлопродукция. Приемка, маркировка, 
упаковка, транспортирование и хранение. 
11. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия. Издание официально.  
12. ГОСТ 8731-74. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования. 
13. ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. 
14. ГОСТ 8733-74. Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные и теплодеформированные. Технические требования.  
10