книги / Механика грунтов, основания и фундаменты.-1

нзводством р а б о т по устройству оснований, возведению фундаментов, а в раде случаев я э к с п л у а т а ц и е й сооружений. В проекте производства работ должны предусматриваться такие решения, которые обеспечат сохранность свойств грунтов основания в процессе строительства и осуществление конструкций фундаментов, определенные техническим проектом. Любые отступления от проектных решений при выполнении строительных работ должны тщательно анализироваться и оцени­ ваться их возможные последствия. Не менее важным, особенно в сложных инженер­ но-геологических условиях, является соблюдение режима эксплуатации построенных сооружений.

Особенно большое значение приобретают приведенные выше правила при стро­ ительстве новых зданий или реконструкции существующих в условиях плотной городской или промышленной застройки, а также при все расширяющемся исполь­ зовании подземного пространства. Здесь уже должны разрабатываться такие реше­ ния, которые обеспечат не только нормальные условия строительства и эксплуатации новых зданий, но и полную сохранность сооружений, находящихся в сфере титштя строительства. В этом случае изыскатели, проектировщики и строители должны строго руководствоваться известным принципом «не навредн»!

Имеющееся уже сейчас в арсенале строителей большое количество разнообраз­ ных конструктивных типов фундаментов, методов подготовки оснований н способов производства работ нулевого цикла, тенденция к выработке новых решений ставят на повестку для еще одпу важную проблему — разработку теории н методов оп­ тимизации проектирования оснований и фундаментов. Должны быть выработаны такие технические, технологические и экономические критерии, которые позволят от нынешнего в а р и а н т н о г о п р о ек т и р о в ан и я , т. е. выбора для данного сооружения в конкретных грунтовых условиях среди нескольких возможных - одного наилуч­ шего решения фундамента, перейти к о п ти м ал ь н о м у п роектированию — выбо­ ру среди всех возможных решений основания и фундаментов для данных условий строительства оптимального варианта.

Таким образом, современный инженер-строитель должен полностью отдавать себе отчет в том, что теория и практика механики грунтов н фундаменгостроения находится в постоянном развитии. Накопленный к настоящему времени уровень знаний и умения в условиях быстро развивающегося в техническом и экономическом отношении общества завтра уже может стать недостаточным. Поэтому авторы настоящего пособия стремились не только познакомить будущего инженера с со­ временным положением в этой области строительства, но и побудить его кдаль­ нейшему самостоятельному творчеству.

Л И ТЕРА ТУ РА

Основная

Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л., 1988.

Иванов П. Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений. Механика грунтов. М., 1991.

Цытович Н. А. Механика грунтов (краткий курс). М ., 1983. ГОСТ 25100 — 95. Грунты. Классификация. М., 1996.

СНнП 2.02.01 — 83* Основания зданий и сооружений. М., 1985. СНиП 2.02.03 — 85. Свайные фундаменты. М., 1986.

Основания, фундаменты н подземные сооружения: Справочник проектировщика / Под ред. Б. А. Сорочана, Ю . Г. Трофименкова. М., 1985.

Основания и фундаменты: Справочник строителя / Под ред. М. И. Смородинова. М., 1983.

Абелев М . Ю . Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. М., 1983.

Бартоломей А. А. Основы расчета свайных ленточных фундаментов по предель­ но допустимым осадкам. М., 1982.

Веселов В. А. Проектирование оснований н фундаментов. М., 1990. Вялов С. С. Реологические основы механики грунтов. М ., 1978.

Горбунов-Посадов М . И., Маликова Т. А., Соломин В. И. Расчет конструкций на упругом основании. М ., 1984.

Зарецкий Ю . К. Лекции по современной механике грунтов.— Изл. Ростовского

Знаменский В. В. Инженерный метод расчета горизонтально нагруженных групп свай. М., 2000.

Иванов П. Л. Разжижение н уплотнение несвязных грунтов при динамических воздействиях. Л., 1978.

Ильичев В. А., Монголов Ю . В., Шаевич В. М . Свайные фундаменты в сейсмичес­ ких районах. М., 1983.

Коновалов П. А. Основания н фундаменты реконструируемых зданий. М., 2000. Крутов В. И. Основания н фундаменты на насыпных грунтах. М., 1988. Малышев М . В. Прочность грунтов н устойчивость основания сооружений. М.,

1994.

Малышев М . В., Болдырев Г. Г. Механика грунтов, основания н фундаменты (в вопросах н ответах). М., 2000.

Маслов Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. М., 1982. Ободовский А. А. Проектирование свайных фундаментов. М., 1977. Ржаницын Б. А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. М., 1986;

Савинов О. А. Современные конструкция фундаментов под машины с динамичес­ кими нагрузками. Л., 1979.

Смородинов М . И., Федоров Б L С. Устройство фундаментов я конструкций способом «стена в грунте». М., 1976.

562

Сорочан Е. А . Фундаменты промышленных зданий. М., 1986.

Сотников С. Н ., Симагин В. Г., Вершинин В. П. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений. М ., 1986.

Строительство зданий н сооружений в сложных грунтовых условиях. /Абелев М. Ю., Ильичев В. А., Ухов С. Б. и др. М., 1986.

Тер-Мартиросян 3. Г. Прогноз механических процессов в массивах многофазных грунтов. М ., 1986.

Тер-Мартиросян 3. Г. Реологические параметры грунтов н расчеты оснований сооружений. М ., 1990.

Толмачев В. В., Троицкий Г. М ., Хоменко В. П. Инженерно-строительное освоение закарстованных территорий. М ., 1986.

Трофимежов Ю . Г., Воробков Л . Н . Полевые методы исследования строительных свойств грунтов. М ., 1981.

Ухов С. Б. Скальные основания гидротехнических сооружений. М., 1975. Флорин В. А. Основы механики грунтов. М.-Л. Т. 1,1951; т. 2,1961. Цытович Н . А . Механика мерзлых грунтов (общая и прикладная). М., 1973.

Швец В. Б., Тарасов Б. Л., Швец Н. С. Надежность оснований и фундаментов. М.,

1980.

Штоль Т. М ., Теличенко В. И., Феклин В. Н. Технология возведения подземной части зданий и сооружений. М ., 1990.

М ГСН 2.07 — 97. Основания, фундаменты и подземные сооружения. М., 1998. СНиП 2.01.01 — 82. Строительная климатология н геофизика. М., 1983. СНнП 2.01.07 — 85. Нагрузки и воздействия. М ., 1986.

СНнП 1.02.07 — 87. Инженерные изыскания для строительства. Основные поло­ жения. М ., 1987.

СНиП II-7 — 81. Строительство в сейсмических районах. М., 1982.

СНиП 2.02.05 — 87. Фундаменты машин с динамическими нагрузками. М., 1988. СНиП 2.02.04 — 88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.,

1990.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие					3
Введение					б
Ч и сть 1. М ЕХАНИКА ГРУНТОВ					13
Гливи 1. Состав, строение в состояние грунтов					13
1.1. Грунтовые основания. Происхождение грунтов					13
1.2. Состав грунтов					23
1.3. Форма, размеры и взаимное расположение частиц в грунте
1.4. Структурные свяэн между частицами грунта					27
1.5. Трещины и их влияние на свойства грунтов . . .					30
Г л ава 2. Физические характеристики, классифжация грунтов, строение основа­
	ний	....................................................................................................	. . .		31
2.1. Основные физические характеристики грунтов			. .		31
2.2. Классификация г р у н т о в ...............................................................................					38
2.3. О связи физических и механических характеристик грунтов					41
2.4. Геологическое строение о с н о в а н и й ........................................................					43
2.5. Грунты с неустойчивыми структурными связями			. .		48
Г л а в а	3. Экспериментально-теоретические предпосылки механики грунтов				58
3.1. Постановка задач в механике грунтов .					58
3.2. Особенности		деформирования грунтов			65
3.3. Основные расчетные модели грунтов					72
Г л а в а	4. Механичесхве свойства грунтов				80
4.1. Общие п о л о ж е н и я ...................................................................					80
4.2. Деформируемость г р у н т о в ....................................................					85
4.3. Водопроницаемость г р у н т о в .........................................................................					96
4.4. Прочность		грунтов ..............................................................................................		101
4.5. Полевые методы определения характеристик деформируемости и прочно­					112
сти	грунтов	.............................................................................
4.6. Определение расчетных характеристик механических свойств грунтов				:	122
Г лав а 5. Определение напряжений в массивах грунтов					125
5.1. Основные п о л о ж е н и я ..............................					125
5.2. Определение напряжений по подошве фундаментов и сооружений . .				.	127
5.3. Определение напряжений в грунтовом массиве от действия местной на­					133
грузки на его п о в е р х н о с т и ...................................................................
5.4. Определение напряжений в массиве грунтов от действия собственного ве­					143
са	...............................	. .	................................
Г л ава	б. Промюстъ, устойчивость грунтовых массивов и давление грунтов иа
	ограждения ..............................................................................		1 . .	. 1 4 5
6.1. Значение вопроса. Основные положения					145
6.2. Критические нагрузки на грунты основания					149

564

6.3. Практические способы расчета несущей способности и устойчивости осно­
ваний ............................................		157
6.4. Устойчивость откосов и склонов .......................................................................		162
6.5. Давление грунтов на ограждающие конструкции - ...............................	176	186
6.6. Длительная устойчивость откосов, склонов и удерживающих конструкций
Глава 7. Деформациягрунтов нрасчетосадокоснован! сооружений		188
7.1. Значение вопроса. Основные п о л о ж е н и я ...............................................	188
7.2. Теоретические основы расчета осадок оснований фундаментов . . . .		192
7.3. Практические методы расчета конечных деформаций оснований фундамен­
тов .................................................................................................................................		201
7.4. Практические методы расчета осадок оснований фундаментов во времени		210
7.5. Особые случаи расчета осадок оснований ф у н д а м е н т о в ................	220
Глава 8. Приложение чнслетых методов расчета к задачам механики грунтов		228
8.1. Общие положения ... .................................................	.	228
82. Основные положения М КР и М К Э ..............................................		230

8.3.Расчет осадок фундамента методами линейной и нелинейной механики

г р у н т о в .........................................................................................		- . ........................	241
Ч ас ть 2. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ ...............................				246
Г л ав а 9. Общие пришиты проектирования оснований ифундаментов				246
9.1. Основные положения		.....................................................................................	246
9.2. Общая оценка взаимодействиясооружений н о с н о в а н и й ...............................			. . . .	251
9.3. Принципы расчетов оснований по предельным состояниям				256
9.4. Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и их влияния на соо­				264
ружения	......................................................................................................................
9.5. Технико-экономическоеобоснование принимаемых р е ш е н и й ..........................				267
Г л ав а 10. Фундаменты мелкого заложения			.	269
10.1. Основные сведения		...............................................		269
10.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения . . . .				272
10.3. Расчет фундаментов мелкого з а л о ж е н и я ...............................				278
10.4. Основные положения проектирования гибких фундаментов				300
Г л ав а 11. Свайные фундаменты				305
11.1. Классификация свай и свайных ф у н д а м е н то в ..............................................			305
11.2. Взаимодействие свай с		окружающимг р у н т о м ...............................................		317
11.3. Расчет несущей способности свай при действии вертикальных нагрузок				321
11.4. Расчет несущей способности свай при действии, горизонтальных нагрузок				334
11.5. Расчет н проектирование свайных ф у н д а м е н т о в .............................................				338
11.6. Особенности технологии производства работ при устройстве свайных
фундаментов ...................................................................				350
Г л а в а 12. Инженерные методы преобразования строительных свойств основами!				353
12.1. Общие	положения .............................................................................................			353
12.2. Конструктивные методы улучшения работы г р у н т о в ...............................				355
12.3. Поверхностное и глубинное уплотнение грунтов и искусственных основа­				358
ний . ........................................................................................................................
12.4. Закрепление грунтов			. . .	372
Г л а в а 13. Фундаменты глубокого заложения. Заглубленные сооружения				378
13.1. Опускные колодцы				378
13.2. Кессоны	..........................................			390
13.3. Тонкостенные оболочки и буровые опоры				394
13.4. «Стена в грунте»		'. .		397
13.5. Анкеры	в грунте	. . .		401
				565

Г л ава 14. Проектирование котлованов. Защита подвалов я фундаментов от под-		405
земных вод в с ы р о с т и ...................................................................................
14.1. Общие	положения ..................................................................................................	405
14.2. Основные размеры котлованов. Обеспечение устойчивости стенок котло­
ванов	............................... -. .......................................................................	407..
14.3. Защита котлованов от п о д т о п л е н и я ................................................		417
14.4. Защита помещении и фундаментов от подземных вод и сырости		422
Г л а в а 15. Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах		429
15.1. Общие	положения ............................................................................................. .	4 2 9
15.2. Фундаменты в районах распространения вечномерзлых грунтов . . .		430
15.3. Фундаменты на лессовых просадочных г р у н т а х ..............................................		445
15.4. Фундаменты на набухающих г р у н т а х ..............................................................		453
15.5. Фундаменты на слабых глинистых водонасыщенных и заторфованных		458
грунтах	..............................................................................
15.6. Фундаменты на засоленных грунтах ......................		463
15.7. Фундаменты на насыпных грунтах		467
Г л а в а 16. фундаменты на скальных н элювиальных грунтах, закарстованных		472
	..............................................................
16.1. Проектирование фундаментов на скальных и элювиальных грунтах		472
16.2. Особенности строительства на закарстованных территориях . .		481
16.3. Проектирование фундаментов на подрабатываемых территориях		488
Г л ав а 17. Фундаменты при динамических воздействиях		496

17.1.Особенности динамических воздействий на сооружения и грунты основа-

17.2. Фундаменты под машины н оборудование с динамическими нагрузками	500
17.3. Фундаменты в условиях сейсмических воздействий ..........................	513
Г л ав а 18. Реконструющя н ремонт фундаментов, укрепление нх основании, строи­
тельство в условиях стесненной застройки г о р о д о в ....................................	522
18.1. Общие положения ..................................................................................................	522
18.2. Причины, вызывающие необходимость укрепления оснований и усиления
фундаментов .............................................................................................	523
18.3. Последовательность проектирования оснований и фундаментов реконст­
руируемых зданий ..................................................................................................	529
18.4. Ремонт и усиление фундаментов, закрепление грунтов оснований	535
18.5. Возведение фундаментов вблизи существующих з д а н и й ...............................	549
Заключение	55 9
Литература	562

Учебное издание

Ухов Сергей Борисович, Семенов Владимир Владимирович, Знаменский Владимир Валерианович, Тер-Мартнросян Завен Тригорьевич, Чернышев Сергей Николаевич

МЕХАНИКА ГРУНТОВ, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Редактор Т.Ф. Мельникова

Технический редактор Л.А. Маркова

Корректоры Г.Н. Буханова, В.А. Жилкина

Компьютерная верстка Н.С. Михайлова

Оператор В.Н. Новоселова

Изд. № РЕН Т -198. Подл, в печать 26.07.07. Формат 60х88'/к. Бум. газетная. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная. Объем 34,79 уел. печ. л., 34,79 уел. кр.-отг.

Тираж 3000 экз. Заказ № 3624.

OiAO «Издательство «Высшая школа», 127994, Москва, Неглинная ул., 29/14, стр. 1.

Тел.: [phone]. http://www.vshkola.ru. E-mail: [e-mail]

Отдел реализации: [phone], 694-31-47, факс: [phone]. E-mail: [e-mail]

Отпечатано в ОАО «Ивановская областная типография*. 153008, г. Иваново, ул. Типографская, 6.

E-mail: [e-mail]