Основания и фундаменты

Допущено
Министерством образования
Республики Беларусь
в качестве учебного пособия 
для студентов
учреждений высшего образования 
по специальностям
«Промышленное и гражданское строительство», 
«Экспертиза и управление недвижимостью»,
«Сельское строительство 
и обустройство территорий»

П. С. Пойта  П. В. Шведовский 
Д. Н. Клебанюк

Îñíîâàíèÿ è ôóíäàìåíòû

Минск
      «Вышэйшая школа»
2020

УДК 624.15(075.8)
ББК 38.58я73
П47

Р е ц е н з е н т ы : кафедра «Геотехника и экология в строительстве» Белорусского национального технического университета (профессор кафедры доктор технических наук, 
профессор, действительный член Академии строительства Украины М.И. Никитенко); 
кафедра «Строительные технологии и конструкции» учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта» (доцент кафедры кандидат технических 
наук В.В. Талецкий)

Пойта, П. С.
Основания и фундаменты : учебное пособие / П. С. Пойта, 
П. В. Шведовский, Д. Н. Клебанюк. – Минск : Вышэйшая школа, 2020. – 400 с. : ил.
ISBN 978-985-06-3141-1.

Описаны общие принципы проектирования оснований и фундаментов, 
приведена методика анализа и выбора конструктивных решений фундаментов 
в открытых котлованах на естественном основании. Детально рассмотрены 
методика проектирования свайных фундаментов, конструкции фундаментов 
глубокого заложения, инженерные методы преобразования строительных 
свойств  оснований и проектирование котлованов.
Дана методика расчетов и особенности строительства фундаментов на 
скальных, эллювиальных грунтах, а также закарстованных и подрабатываемых 
территориях. Приведены особенности проектирования оснований и фундаментов при динамических воздействиях и реконструкции зданий и сооружений.
Для студентов строительных специальностей учреждений высшего образования. Может быть полезно инженерно-техническим работникам строительных организаций.

УДК 624.15(075.8)
ББК 38.58я73 

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части 
не может быть осуществлено без разрешения издательства.

ISBN 978-985-06-3141-1 
© Пойта П.С., Шведовский П.В.,
 
 
Клебанюк Д.Н., 2020
 
© Оформление. УП «Издательство
 
 
“Вы шэйшая школа”», 2020

П47

ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÓÑËÎÂÍÛÅ ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈß

Ïðîïèñíûå áóêâû

А – 
площадь, амплитуда колебаний
В – 
жесткость, ширина подвала, объекта, территории
С – 
класс бетона, фиксированное значение, константа
Cс – 
коэффициент компрессии
Cz, Cx – 
коэффициенты жесткости основания упругого равномерного и неравномерного сжатия
Cv – 
коэффициент консолидации 
Cϕ, Cψ – 
коэффициенты равномерного и неравномерного сдвига
D – 
диаметр круга
DL – 
отметка планировки 
Е, Е0 – 
модуль упругости, деформации
EJ – 
жесткость фундаментной балки
Еа, Еп – 
равнодействующая активного и пассивного давления грунта
Eоб – 
модуль объемной деформации
F – 
расчетное значение силы предельного сопротивления основания, 
сила, воздействие
Fd – 
несущая способность сваи
Fu – 
несущая способность грунта
FL – 
отметка подошвы фундамента
G – 
собственный вес, постоянное воздействие, модуль сдвига
H – 
высота объекта, действующий напор
Hc – 
глубина сжимаемой толщи
HL – 
нижняя граница сжимаемой толщи
ID – 
показатель динамической уплотненности
J – 
момент инерции
JD – 
относительная плотность
JL – 
показатель текучести (консистенции) 
JP – 
число пластичности 
L – 
длина объекта или его частей
M – 
изгибающий, крутящий момент, масса
N – 
осевая (вертикальная) сила, нагрузка
NL – 
отметка поверхности природного рельефа
Nγ, Nq, Nс – табличные коэффициенты несущей способности грунта
Q – 
переменное воздействие
R, Rt – 
расчетное сопротивление грунта, радиус искривления поверхности основания, сооружения, длительная прочность грунта
R0, Rc – 
условное расчетное сопротивление грунта и предел прочности на 
сжатие скальных грунтов соответственно
Rz, Rx – 
вертикальная и горизонтальная составляющие равнодействующей 
реакций упругого основания соответственно
S – 
статический момент, внутреннее усилие, класс арматуры
Sr – 
степень влажности
T – 
горизонтальная сила, сила трения
U – 
степень консолидации, показатель изменений

V – 
поперечная (перерезывающая) сила, объем
W – 
момент сопротивления
WL – 
уровень подземных вод
X, Y, Z – 
оси координат
Г – 
гибкость фундаментной балки, интенсивность деформаций сдвига
Θ – 
сумма нормальных напряжений

Ñòðî÷íûå áóêâû

а – 
расстояние, геометрический размер
b – 
ширина (меньший размер) подошвы фундамента
с – 
удельное сцепление
с1, с2 – 
скорость распространения продольных, поперечных волн
d – 
глубина заложения фундамента, диаметр круга, рабочая высота 
сечения
dfn, df, dw – 
нормативная, расчетная глубины сезонного промерзания грунта и глубина уровня подземных вод соответственно
e – 
коэффициент пористости, эксцентриситет
f – 
прочность бетона (материала), коэффициент трения
h – 
высота, толщина слоя грунта
i – 
крен, обозначение элемента, гидравлический градиент
k – 
поправочный коэффициент
kf – 
коэффициент фильтрации
l – 
длина (больший размер) подошвы фундамента, размер (больший) пролета конструкций
m – 
масса, коэффициент сжимаемости грунта, объем твердых 
 частиц в единице объема
mv , m0 – 
коэффициент сжимаемости, относительной сжимаемости
n – 
пористость, число, отклонение, безразмерный параметр
q – 
равномерно распределенная вертикальная нагрузка
qс – 
сопротивление грунта конусу при статическом зондировании
p, pe, pstr – 
давление, давление связности, интенсивность нагрузки, структурная прочность
p0, p, pu – 
эффективное, нейтральное, полное давление, предельная нагрузка
pк – 
капиллярное давление
pd – 
условное сопротивление грунта конусу при динамическом зондировании
r – 
перемещение, радиус 
s, Δs – 
осадка основания, разность осадок соответственно
st – 
осадка во времени
t – 
толщина, время
u – 
периметр, горизонтальное перемещение, избыточное поровое 
давление

v v
,
f  – 
скорость потока, фильтрации
w – 
перемещение, ширина раскрытия трещин, угловая частота, 
влажность
x, y, z – 
координаты, разность значений координат

α – 
угол, отношение, доверительная вероятность, коэффициент затухания напряжений
β, δ – 
угол, коэффициент, отношение
γ – 
удельный вес
γf , γm, γg, γn, γc – коэффициенты надежности по нагрузке, материалу, грунту, назначению сооружения, условий работы соответственно
ε – 
деформация (в том числе относительная)
εsl – 
коэффициент относительной просадочности
λ – 
отношение, относительная неравномерность осадок
ν, ν0 – 
коэффициент бокового расширения (Пуассона), относительной погрешности деформации
ξ – 
относительная глубина, коэффициент бокового давления грунта 
ρ – 
плотность, кривизна
σ, σa, σп – 
нормальные напряжения, активное и пассивное давление 
τ – 
касательные напряжения
ϕ – 
угол внутреннего трения

Èíäåêñû

v, h – 
активные вертикальная и горизонтальная составляющие силы
crit – 
критический
d – 
расчетное значение
Δ – 
область изменения (разность характеристик)
m – 
материал, среднее значение, изгиб
max – 
максимум
min – 
минимум
р – 
усилие, давление 
sup – 
верхнее значение
inf – 
нижнее значение
u – 
предельное значение

Åäèíèöû èçìåðåíèÿ

пространство – м (см, мм), м2 (см2, мм2), м3 (см3, мм3)
масса – кг, г
сила, вес – Н, кН, МН, ГН
момент силы – Н · м, кН · м
плотность – г/см3, кг/м3, г/м3
удельный вес – н/м3, кН/м3, МН/м3 
напряжение, давление, прочность – Па, кПа, МПа
коэффициент фильтрации – м/сут
коэффициент постели – Н/м3, кН/м3

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ

Предлагаемое учебное пособие в значительной мере основано на 
курсе «Основания и фундаменты», читаемом в Брестском государственном техническом университете в течение более 40 лет.
Пособие рассчитано в первую очередь на подготовку инженеров по 
специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство». Кроме того, оно может быть использовано для подготовки инженеров любой строительной специальности, включая специальности 
«Экспертиза и управление недвижимостью» и «Сельское строительство и обустройство территорий».
Как показывает практика, стоимость работ по устройству фундаментов и подготовка несущих оснований обычно составляет до 10% 
общей стоимости объекта, а при сложных инженерно-геологических и 
грунтовых условиях может достигать 20% и более.
Исходя из этого, основная задача курса – помочь студенту приобрести знания в области:
• видов и конструкций эффективных фундаментов и особенностей 
их применения;
• методов расчета оснований и фундаментов по двум группам предельных состояний;
• особенностей проектирования оснований и фундаментов при наличии слабых грунтов и передаче на них динамических нагрузок и 
воздействий;
• факторов, влияющих на изменение свойств грунтовых оснований и окружающей среды, и прогноза их влияния на работу конструкций зданий и сооружений;
• методов оптимизации проектных решений подземных конструкций;
• современных комплексов по расчету оснований и фундаментов 
на ЭВМ.
Кроме того, студент должен овладеть навыками:
• комплексного анализа инженерно-геологических и грунтовых 
условий строительных площадок;
• оценки несущей способности и устойчивости оснований и прогноза их поведения под нагрузками;
• улучшения, в случае необходимости, строительных свойств грунтов для возможного использования их в качестве несущего основания;
• выбора методов устройства фундаментов, при которых не нарушается естественная структура грунтов в период строительства;
• выполнения расчетов различных видов фундаментов с использованием современных программных комплексов;

• прогнозов поведения грунтов основания при изменении внешних факторов, влияющих на их свойства;
• оценки объемов и состава работ по обследованию оснований и 
фундаментов реконструируемых зданий и сооружений;
• совершенствования знаний на базе самостоятельного изучения 
научно-технических достижений в области фундаментостроения.
Для более глубокого изучения курса и развития практических навыков в учебном пособии приведены нормативные ссылки и вопросы 
для самоконтроля.
Авторы искренне благодарят рецензентов – коллективы кафедр «Геотехника и экология в строительстве» (Белорусский национальный технический университет) и «Строительные технологии и конструкции» 
(учреждение образования «Белорусский государственный университет 
транспорта») за участие в работе над рукописью. Особая признательность – доктору технических наук, профессору М.И. Никитенко и кандидату технических наук, доценту В.В. Талецкому, а также кандидату 
технических наук, доценту В.А. Сернову.
Также авторы благодарны за помощь в подготовке раздела 2 инженеру Г.П. Деминой, раздела 3 – инженеру В.Н. Дедку, раздела 10 – 
кандидату технических наук, доценту А.Н. Тарасевичу.
Любые замечания и предложения по улучшению пособия принимаются по адресу: 224017, г. Брест, ул. Московская, 267, БрГТУ.

1
ÎÁÙÈÅ ÏÐÈÍÖÈÏÛ ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈß
ÎÑÍÎÂÀÍÈÉ È ÔÓÍÄÀÌÅÍÒÎÂ

1.1. Îñíîâíûå ïðèíöèïû ïðîåêòèðîâàíèÿ

В основе проектирования оснований и фундаментов заложены 
принципы, обеспечивающие назначенную степень надежности при 
самых неблагоприятных сочетаниях воздействий на любых стадиях 
строительства, эксплуатации и реконструкции и удовлетворяющие 
требованиям по безопасности, пригодности к нормальной эксплуатации, долговечности, а также технологичности и экономичности.
Основания и фундаменты следует проектировать с учетом технологических требований, предъявляемых при их изготовлении и транспортировке, на основе:
• достаточного объема и качества инженерных изысканий;
• данных по условиям строительства, эксплуатации и окружающей 
среде, сведений о сейсмичности района и площадки строительства;
• технико-экономического обоснования проектных решений;
• учета местных условий и опыта проектирования и строительства, 
технологических особенностей зданий и сооружений, конструкций 
фундаментов, их изготовления и транспортировки;
• применения эффективных строительных материалов, конструкций, ресурсосберегающих технологий;
• точного применения расчетных моделей, нагрузок, конструктивных требований;
• полного использования несущей способности оснований и 
свойств материалов фундаментов и грунтов;
• учета возможных ошибок из-за недостатка информации;
• положений охраны окружающей среды и близлежащих объектов 
в зоне влияния строительства.
При проектировании оснований и фундаментов следует учитывать 
класс геотехнического риска строительства исходя из категорий сложности основания и уровней ответственности зданий и сооружений.
Выполняемые расчеты при любых воздействиях и сочетаниях 
должны:
• гарантировать (с необходимой надежностью) защиту оснований 
и фундаментов от наступления предельных состояний, приводящих к 
их разрушению или нарушению требований безопасности, пригодности к нормальной эксплуатации, долговечности, охраны здоровья людей и окружающей среды;

• обеспечивать соответствие оснований и фундаментов своему назначению, пригодность к нормальной эксплуатации, технологичность, требуемую надежность и долговечность на срок эксплуатации 
объекта при максимальных затратах на его возведение;
• учитывать и компенсировать возможные повреждения от случайных и чрезвычайных ситуаций при возведении и эксплуатации объекта.

1.2. Èñõîäíûå äàííûå, íåîáõîäèìûå
äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ îñíîâàíèé è ôóíäàìåíòîâ

В основу проектирования оснований и фундаментов заложены следующие принципы:
• экономичность конструкций фундаментов;
• быстрота их возведения;
• максимальное использование несущей способности грунтов.
Задание на проектирование должно содержать:
• данные об участке строительства;
• сведения о возводимом сооружении;
• сведения об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях на участке;
• физические и механические показатели свойств грунтов основания;
• перечень материалов, которые возможно применять для строительства фундаментов, их стоимость и расстояние транспортировки.
Для характеристики участка строительства необходимы материалы 
геодезической съемки, климатические и метеорологические данные. 
При проектировании фундаментов обычно используют топографические планы в масштабе 1:500, на которых нанесена ситуация, буровые 
скважины, шурфы, существующие и проектируемые сооружения.
Сведения о здании или сооружении должны включать краткую его 
характеристику, конструктивную схему, материал несущих и ограждающих конструкций, их чертежи, данные о нагрузках и местных особенностях. Они дают возможность произвести сбор нагрузок по чертежам надземной части в соответствии с их статической схемой. Местные особенности (например, наличие соседних зданий, коммуникаций и т.д.) влияют на глубину заложения фундаментов.
Важнейшим документом при проектировании фундаментов являются геологические и гидрогеологические материалы. Они дают отчетливое представление о напластовании грунтов, их составе, структуре и физико-механических характеристиках, а также об уровне 
грунтовых вод (УГВ) и его сезонных колебаниях режима. Степень детализации геологических материалов зависит от стадии проектирова

ния, т.е. выполняются ли предварительные исследования для проектного задания или же окончательные для разработки технического 
проекта.
Инженерно-геологические данные позволяют:
• определить глубину заложения фундаментов;
• дать оценку несущей способности грунтов;
• выбрать рациональные конструкции фундаментов и методы производства работ по их возведению;
• рассчитать ожидаемые осадки фундаментов;
• разработать рекомендации по правилам эксплуатации сооружения в целом.
До начала проектирования фундаментов необходимо изучить местный опыт строительства. Изучение опыта предшествующего строительства и данных длительных наблюдений за осадками возведенных 
сооружений часто дает ценный материал для проектирования и 
устройства наиболее рациональных фундаментов.

1.3. Àíàëèç èíæåíåðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèé, 
èõ âëèÿíèå íà âàðèàíòû ôóíäàìåíòîâ

Каждая площадка строительства обладает специфическими особенностями, прежде всего сугубо индивидуальным напластованием 
грунтов. Это обстоятельство затрудняет оценку их влияния на выбор 
глубины заложения подошвы фундаментов. В связи с этим рассмотрим типовые схемы напластования, в которые можно сгруппировать 
все инженерно-геологические условия.
Для схематизации все грунты делят на две условные категории: слабые и надежные (хорошие).
Слабыми называют грунты, использование которых в качестве основания при устройстве фундаментов в открытых котлованах не может обеспечить надежную работоспособность проектируемого сооружения.
Надежными называют грунты, которые обеспечивают требуемую 
работоспособность проектируемого сооружения.
Однако эти понятия относительны. Если сооружение легкое или 
его несущие конструкции допускают развитие больших и неравномерных осадок, то даже сильносжимаемые грунты могут относиться к категории надежных. Наоборот, при возведении конструкций, не допускающих неравномерных осадок, а также в случае тяжелых сооружений приходится считать слабыми даже грунты, обладающие средней 
сжимаемостью и с успехом используемые в основании обычных сооружений.