Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Оглавление 4
Предисловие 8
Основные условные обозначения 10
Глава 1. Свойства грунтов (О. И. Игнатова) 10
1.1. Происхождение и состав грунтов 10
1.2. Физические свойства грунтов 11
1.2.1. Характеристики плотности грунтов и плотности их сложения 11
1.2.2. Влажность грунтов и характеристики пластичности пылевато-глинистых грунтов 11
1.3. Классификация грунтов 11
1.4. Деформируемость грунтов при сжатии 14
1.4.1. Определение модуля деформации в полевых условиях 15
1.4.2. Определение модуля деформации в лабораторных условиях 16
1.5. Прочность грунтов 16
1.5.1. Определение прочностных характеристик в лабораторных условиях 17
1.5.2. Определение прочностных характеристик в полевых условиях 18
1.6. Фильтрационные свойства грунтов 19
1.7. Нормативные и расчётные значения характеристик грунтов 20
Список литературы 23
Глава 2. Инженерно-геологические изыскания (Л. Г. Мариупольский) 24
2.1. Общие сведения 24
2.2. Требования к техническому заданию и программе изысканий 24
2.3. Этапы, состав и объем изысканий 26
2.4. Основные принципы назначения состава и объёма исследований грунтов 28
2.5. Представление результатов инженерно-геологических изысканий 31
Список литературы 31
Глава 3. Общие принципы выбора типа оснований и фундаментов (P. X. Валеев, Ю. Г. Трофименков, Р. Е. Ханин) 32
3.1. Основные положения 32
3.2. Типы оснований и фундаментов и область их применения 32
3.3. Технико-экономические показатели и их назначение 32
3.4. Факторы, влияющие на выбор технико-экономических показателей 33
3.5. Принципы сопоставимости конструктивных решений фундаментов различных типов зданий и сооружений 34
3.6. Рекомендации для выбора оснований и фундаментов 34
3.7. Методика технико-экономических сравнений фундаментов различных типов 35
3.8. Экспресс-методы технико-экономической оценки фундаментов различных типов 36
3.9. Удельные показатели стоимости и трудоёмкости основных видов работ при устройстве фундаментов 38
Список литературы 39
Глава 4. Конструкции фундаментов мелкого заложения (Е. А. Сорочан) 40
4.1. Основные положения 40
4.2. Материалы фундаментов 40
4.3. Конструкции фундаментов 45
4.3.1. Столбчатые фундаменты под стены 45
4.3.2. Ленточные и прерывистые фундаменты под стены 45
4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны 50
4.3.4. Ленточные и плитные фундаменты под колонны 58
Список литературы 58
Глава 5. Расчёт оснований фундаментов мелкого заложения (пп. 5.1 - 5.5 (кроме 5.5.2 и 5.5.3А), п. 5.7 - А. В. Вронский; пп. 5.5.2 и 5.5.3А - Е. А. Сорочан; п. 5.6 – А. С. Снарский) 59
5.1. Основные положения 59
5.2. Распределение напряжений в основаниях 61
5.2.1. Однородное основание 61
5.2.2. Неоднородное основание 66
5.2.3. Напряжения от собственного веса грунта 68
5.3. Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчётах оснований 68
5.4. Глубина заложения фундаментов 69
5.5. Расчёт оснований по деформациям 74
5.5.1. Общие положения 74
5.5.2. Расчётное сопротивление грунтов основания 76
5.5.3. Определение основных размеров фундаментов 80
5.5.4. Расчёт деформаций основания 84
5.5.5. Предельные деформации основания 93
5.6. Расчёт оснований по несущей способности 96
5.6.1. Общие положения 96
5.6.2. Несущая способность оснований, сложенных грунтами, находящимися в стабилизированном состоянии 97
5.6.3. Расчёт устойчивости фундамента по схеме плоского сдвига 105
5.6.4. Графоаналитический метод расчёта несущей способности основания (метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения) 106
5.6.5. Несущая способность оснований, сложенных медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными грунтами, а также илами 108
5.7. Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и влияния их на сооружение 109
Список литературы 110
Глава 6. Проектирование конструкций фундаментов (п. 6.1 - Л. В. Шапиро, Е. А. Сорочан, п. 6.2 - 6.4 - Е. А. Сорочан; п. 6.5 - М. И. Горбунов-Посадов) 111
6.1. Расчёт железобетонных фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений 111
6.1.1. Общие положения 111
6.1.2. Расчёт фундаментов на продавливание 111
6.1.3. Определение площади сечений арматуры плитной части 114
6.1.4. Расчёт плитной части на «обратный» момент 114
6.1.5. Расчёт прочности поперечных сечений подколонника 115
6.2. Расчёт ленточных фундаментов и стен подвалов 118
6.2.1. Общие положения 118
6.2.2. Расчёт ленточных фундаментов 119
6.2.3. Расчёт стен подвалов 121
6.3. Расчёт буробетонных фундаментов 123
6.3.1. Общие положения 123
6.3.2. Метод расчёта 124
6.4. Расчёт фундаментов с анкерами в нескальных грунтах 127
6.4.1. Общие положения 127
6.4.2. Метод расчёта 128
6.5. Расчёт плитных и ленточных фундаментов под колонны 132
6.5.1. Общие положения 132
6.5.2. Предварительное назначение размеров сечений 132
6.5.3. Расчёт фундаментных балок и плит как конструкций на упругом основании 133
6.5.4. Связь между расчётными значениями модуля деформации и коэффициента постели 133
6.5.5. Определение расчётных значений модуля деформации 134
6.5.6. Методы расчёта конструкций 134
6.5.7. Расчёт конструкций на упругом основании по таблицам 135
Список литературы 147
Глава 7. Расчёт и проектирование подпорных стен (А. С. Снарский) 148
7.1. Типы подпорных стен 148
7.2. Определение активного и пассивного давления грунта на стены 148
7.2.1. Общие положения 149
7.2.2. Характеристики грунта, используемые при определении давления грунта 149
7.2.3. Активное давление грунта 149
7.2.4. Пассивное давление грунта 151
7.3. Расчёт массивных и уголковых подпорных стен 151
7.3.1. Общие положения 151
7.3.2. Расчёт устойчивости оснований стен против сдвига по подошве и глубокого сдвига по ломаным поверхностям скольжения 151
7.3.3. Расчёт оснований подпорных стен по деформациям 152
7.4. Расчёт гибких незаанкерных подпорных стен 154
7.4.1. Общие положения 154
7.4.2. Параметры грунта и стен, необходимые для расчёта 154
7.4.3. Давление грунта 155
Список литературы 156
Глава 8. Проектирование свайных фундаментов (Б. В. Бахолдин, Г. М. Лешин, Р. Е. Ханин) 157
8.1. Номенклатура и область применения свай различных видов 157
8.1.1. Государственные стандарты на сваи 157
8.1.2. Составные сваи квадратного сечения 158
8.1.3. Сваи-колонны 159
8.1.4. Бурозабивные сван 160
8.1.5. Набивные сваи в уплотнённом основании 164
8.1.6. Пирамидальные сваи 165
8.1.7. Прочие виды свай 165
8.2. Расчёт свай и свайных фундаментов 166
8.2.1. Методы определения несущей способности свай и область их применения 166
8.2.2. Расчёт свай на горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты 169
8.2.3. Расчёт свай по прочности и раскрытию трещин 178
8.2.4. Расчёт осадок свайных фундаментов 179
8.2.5. Расчёт кренов свайных фундаментов 183
8.2.6. Расчёт железобетонных ростверков 184
8.3. Проектирование свай и свайных фундаментов 186
8.3.1. Исходные данные для проектирования 186
8.3.2. Выбор типа свайных фундаментов и нагрузок на них 187
3.3.3. Выбор несущего слоя грунтов и определение размеров свай 188
8.3.4. Проектирование свайного поля и ростверков 188
8.3.5. Состав проекта свайных фундаментов 199
8.3.6. Особенности проектирования свайных фундаментов в лёссовых просадочных грунтах 200
8.4. Конструктивные решения свайных фундаментов 200
8.4.1. Свайные фундаменты жилых домов 200
8.4.2. Фундаменты из забивных свай для каркасных зданий 201
8.4.3. Фундаменты из буронабивных свай для каркасных зданий 201
8.4.4. Свайные фундаменты каркасных зданий со сборными ростверками 202
8.4.5. Безростверковые свайные фундаменты каркасных зданий 202
8.4.6. Фундаменты из свайных полей 203
8.4.7. Свайные фундаменты вблизи заглубленных сооружений и фундаментов под оборудование 205
8.4.8. Бескотлованные свайные фундаменты 206
8.5. Выполнение свайных работ 206
8.5.1. Погружение свай заводского изготовления 207
8.5.2. Подбор молота для погружения свай 208
8.5.3. Изготовление буронабивных свай 211
8.5.4. Контроль и приёмка свайных фундаментов 215
Список литературы 217
Глава 9. Расчёт и проектирование фундаментов машин и оборудования с динамическим и нагрузками (В. Л. Ильичев, В. А. Михальчук) 217
9.1. Основные положения расчёта 217
9.1.1. Расчёт по первой группе предельных состояний 218
9.1.2. Расчёт по второй группе предельных состояний 219
9.2. Определение упругих и демпфирующих характеристик основания для расчёта фундаментов 220
9.2.1. Коэффициенты жесткости и демпфирования для фундаментов на естественном основании 220
9.2.2. Коэффициенты жесткости и демпфирования для свайных фундаментов. Определение приведённой массы 221
9.3. Принципы проектирования 222
9.3.1. Исходные данные для проектирования фундаментов машин и оборудования 222
9.3.2. Основные требования по проектированию фундаментов машин с динамическими нагрузками 223
9.3.3. Конструктивные решения фундаментов машин с динамическими нагрузками 224
9.4. Распространение колебаний от фундаментов-источников и мероприятия по их уменьшению 224
9.5. Примеры расчёта колебании фундаментов машин с динамическими нагрузками 226
Список литературы 230
Глава 10. Проектирование оснований сооружений, возводимых на структурно-неустойчивых грунтах (п. 10.1 - В. В. Крутов; п. 10.2 - Е. А. Сорочан) 231
10.1. Проектирование оснований на просадочных грунтах 231
10.1.1. Общие положения 231
10.1.2. Расчёт просадочных деформаций 232
10.1.3. Расчёт оснований 235
10.1.4. Проектирование уплотнённых оснований 237
10.1.5. Водозащитные мероприятия 243
10.1.6. Мероприятия по обеспечению нормальной эксплуатации деформировавшихся зданий 245
10.2. Проектирование оснований и фундаментов на набухающих грунтах 246
10.2.1. Общие положения 246
10.2.2. Исходные данные для проектирования 246
10.2.3. Проектирование оснований и фундаментов 247
Список литературу 251
Глава 11. Проектирование оснований на сильносжимаемых и насыпных грунтах (л. 11.1.1 - 11.1.6 - П. А. Коновалов; п. 11.1.7 - В. М. Казанцев, п. 11.2 - В. Я. Крутов) 252
11.1. Проектирование оснований на сильносжимаемых грунтах 252
11.1.1. Общие положения 252
11.1.2. Проектирование предпостроечного уплотнения оснований, сложенных водонасыщенными сильносжимаемыми грунтами 252
11.1.3. Методы расчёта осадок и сроков консолидации оснований 255
11.1.4. Особенности расчёта оснований 257
11.1.5. Методика определения коэффициента консолидации 257
11.1.6. Конструктивные мероприятия 258
11.1.7. Особенности расчёта и конструирования оснований и фундаментов стальных вертикальных резервуаров 259
11.2. Проектирование оснований на насыпных грунтах 261
11.2.1. Общие положения 261
11.2.2. Расчёт оснований на насыпных грунтах 262
11.2.3. Проектирование оснований на насыпных грунтах 264
Список литературы 267
Глава 12. Проектирование фундаментов в особых условиях (п. 12.1 - А. И. Юшин; п. 12.2 – В. А. Ильичев; п. 12.3 – Е. А. Сорочан) 268
12.1. Особенности проектирования оснований и фундаментов на подрабатываемых территориях 268
12.1.1. Деформации земной поверхности, вызываемые горными выработками, и их воздействие на конструкции зданий 268
12.1.2. Принципы проектирования оснований и фундаментов на подрабатываемых территориях 268
12.1.3. Расчёт фундаментов на естественном основании на воздействие горизонтальных деформаций 270
12.1.4. Проектирование и расчёт свайных фундаментов на подрабатываемых территориях 274
12.2. Сейсмостойкость оснований и фундаментов 278
12.2.1. Общие положения 278
12.2.2. Оценка интенсивности сейсмических колебаний в зависимости от грунтовых условий 278
12.2.3. Влияние упругой податливости основания на периоды свободных колебаний зданий и сооружений 279
12.2.4. Принципы расчёта и требования по конструированию сейсмостойких оснований и фундаментов 282
12.2.5. Сейсмостойкость фундаментов на естественных основаниях 283
12.2.6. Сейсмостойкость свайных фундаментов 286
12.3. Проектирование фундаментов на закарстованных территориях 294
Список литературы 298
Глава 13. Проектирование искусственных оснований (п. 13.1 - В. И. Крутов, Б. С. Смолин; п. 13.2 – А. Н. Токин; п. 13.3 - Б. С. Смолин) 299
13.1. Поверхностное и глубинное уплотнение грунтов 299
13.1.1. Общие положения 299
13.1.2. Исходные данные для проектирования 301
13.1.3. Уплотнение грунтов укаткой 302
13.1.4. Уплотнение трамбующими машинами 304
13.1.5. Уплотнение грунтов тяжёлыми трамбовками 304
13.1.6. Вытрамбовывание котлованов 306
13.1.7. Глубинное уплотнение пробивкой скважин 308
13.1.8. Уплотнение подводными и глубинными взрывами 310
13.2. Инъекционное закрепление грунтов способами силикатизации и смолизации 311
13.2.1. Общие положения 311
13.2.2. Расчёт основных параметров 315
13.2.3. Оборудование для производства работ 316
13.2.4. Технологическая схема закрепления 318
13.2.5. Проектирование оснований и фундаментов из химически закреплённых инъекций грунтов 320
13.2.6. Проектирование закреплённых силикатизацией массивов в просадочных лессовых грунтах 321
13.3. Глубинное вибрационное уплотнение рыхлых песчаных грунтов 325
13.3.1. Общие положения 325
13.3.2. Исходные данные для проектирования и расчёта 326
13.3.3. Методы расчёта 326
13.3.4. Оборудование для производства работ 327
13.3.5. Данные для проектирования производства работ 328
Список литературы 329
Глава 14. Устойчивость откосов (М. Л. Моргулис) 330
14.1. Конструктивные решения и мероприятия 330
14.2. Исходные данные для проектирования 331
14.3. Методы и примеры расчётов 333
14.3.1. Общие сведения 333
14.3.2. Построение предельных откосов 333
14.3.3. Определение угла плоских откосов при горизонтальной поверхности грунта 334
14.3.4. Определение ширины призмы обрушения откоса 336
14.3.5. Основные принципы определения требуемого контура откоса в сложных условиях 338
14.3.6. Расчёт устойчивости отсека грунтового массива против сдвига по выбранной поверхности 340
14.3.7. Определение давления грунта на удерживающие сооружения на откосе 348
Список литературы 351
Глава 15. Проектирование опускных колодцев и оболочек (В. К. Демидов) 352
15.1. Общие сведения 352
15.2. Конструктивные решения 353
15.3. Исходные данные для разработки проектной документации 357
15.4. Методы расчётов 359
15.5. Проект производства работ 367
15.6. Основные машины и механизмы, применяемые при сооружении и опускании колодцев 374
15.7. Примеры расчёта 374
Список литературы 377
Глава 16. Проектирование подземных сооружений, устраиваемых способом «стена в грунте» (И. К. Коньков, М. Я. Смородинов, Б. С. Федоров) 378
16.1. Общие положения 378
16.2. Исходные данные для разработки проектной документации 378
16.3. Конструктивные решения 379
16.4. Оборудование, применяемое при строительстве способом «стена в грунте» 383
16.4.1. Оборудование для приготовления и очистки глинистой суспензии 383
16.4.2. Оборудование для разработки траншей 384
16.5. Проект производства работ 386
16.5.1. Общие положения 386
16.5.2. Приготовление глинистой суспензии (раствора) 386
16.5.3. Разработка траншей 387
16.5.4. Заполнение траншей монолитным или сборным железобетоном 388
16.5.5. Контроль качества и приёмка работ 390
16.6. Расчёт конструкций 391
Список литературы 393
Глава 17. Анкеры в грунте (Ю. В. Лабзов, М. И. Смородинов) 394
17.1. Общие положения 394
17.2. Конструктивные решения 394
17.3. Методы расчёта 398
17.4. Технология работ 402
Список литературы 406
Глава 18. Укрепление оснований и усиление фундаментов существующих зданий и сооружений (Е. Ф. Лаш) 407
18.1. Общие положения 407
18.2. Исходные данные 407
18.3. Укрепление оснований существующих зданий 408
18.3.1. Цементация 408
18.3.2. Дренаж и противофильтрационные завесы 409
18.3.3. Повышение несущей способности (устойчивости) оснований 411
18.3.4. Защита оснований от влияния строящихся рядом зданий и сооружений 412
18.4. Усиление (укрепление) фундаментов 412
18.4.1. Защита фундаментов от выветривания 412
18.4.2. Повышение прочности и уширение фундамента 413
18.4.3. Подведение свай 414
Список литературы 416
Глава 19. Водопонижение (М. Л. Моргулис, Б. Н. Фомин) 417
19.1. Общие положения 417
19.2. Конструктивные решения 417
19.2.1. Водоотлив 417
19.2.2. Дренаж 418
19.2.3. Открытые водопонизительные скважины 423
19.2.4. Вакуумные скважины 425
19.2.5. Водоприёмная часть водопонизительных скважин 426
19.2.6. Песчано-гравийная обсыпка трубчатых дренажей и водопонизительных скважин 426
19.2.7. Иглофильтры 430
19.2.8. Наблюдательные скважины 431
19.2.9. Водопонизительные системы 431
19.2.10. Отвод воды от водопонизительных систем 434
19.3. Исходные данные для проектирования 434
19.4. Методы расчётов 435
19.4.1. Основные положения по расчётам водопонизительных систем 435
19.4.2. Определение притока подземных вод 436
19.4.3. Расчёт скважинных водопонизительных систем 445
19.4.4. Расчёт иглофильтровых водопонизительных систем 450
19.4.5. Расчёт дренажей 453
19.5. Оборудование и производство работ 455
19.5.1. Водоотлив 455
19.5.2. Дренаж 455
19.5.3. Водопонизительные скважины 456
19.5.4. Устройство иглофильтровых установок 458
Список литературы 458
Глава 20. Проектирование котлованов (Л. И. Иванов) 459
20.1. Общие сведения 459
20.2. Расчёт креплений котлованов 460
20.2.1. Расчёт тонких (гибких) свободно стоящих стенок 460
20.2.2. Расчёт тонких (гибких) заанкеренных стенок 464
20.2.3. Расчёт анкерных опор 468
20.2.4. Расчёт основных конструктивных элементов тонких стенок 470
Список литературы 471
Предметный указатель 472