Методы возведения подземной части зданий и сооружений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А.А. Гончаров

МЕТОДЫ ВОЗВЕДЕНИЯ
ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Учебное пособие

Москва  2017

2-å èçäàíèå (ýëåêòðîííîå)

УДК 693+624.15 
ББК  38.7

Г 65

Рецензенты:
доктор технических наук Э. Н. Кодыш, 
главный инженер ОТСК ЦНИИ Промзданий, 
заслуженный деятель науки; 
доктор технических наук, профессор М. Г. Зерцалов, 
зав. кафедрой подземного строительства 
и гидротехнических работ МГСУ

Гончаров,  Анатолий Артемьевич.

Г 65        Методы возведения подземной части зданий и сооружений  [Электрон- 
ный ресурс] : учебное пособие /А. А. Гончаров ; М-во образования и науки  
Рос. Федерации,  Моск. гос. строит. ун-т.  — 2-е изд. (эл.). — Электрон. 
текстовые дан. (1 файл pdf : 56 c.). — М. : Издательство МИСИ—МГСУ, 
2017. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 
4.5 ; экран 10".

ISBN 978-5-7264-1742-4
Изложены в сжатой форме современные методы возведения подземной части 
зданий при различных грунтовых условиях и геометрических параметрах подземной 
части с учетом особенностей окружающей застройки и других влияющих факторов. 
Приведены сопутствующие технологические процессы по закреплению грунтов и 
водопонижению.

Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800 «Строительство» (квалификация «бакалавр»).

УДК 693+624.15 

ББК 38.7

ISBN 978-5-7264-1742-4 
© ФГБО У ВПО «МГСУ», 2013

Деривативное электронное издание на основе печатного издания: Методы возведения подземной части зданий и сооружений : учебное пособие / А. А. Гончаров ; М-во 
образования и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. — М. : Издательство 
МИСИ—МГСУ, 2013. — 55 с. — ISBN 978-5-7264-0763-0.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных 
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от 
нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.

ВВЕДЕНИЕ

Отличительная особенность современного городского строительства — стремление к значительному увеличению объема подземной части зданий, что особенно заметно при выполнении строительных работ в центральной части крупных городов. Объясняется это не только суровой необходимостью удаления с улиц 
личного автотранспорта жителей города, но и привлекательностью 
для инвесторов размещения дополнительных объектов в районах 
с развитой инфраструктурой. Освоение подземного пространства 
в ряде случаев упрощает сохранение исторической застройки городов.
В подземной части возводимых зданий кроме автостоянок размещают также станции технического обслуживания автотранспорта, складские помещения магазинов, холодильники, рестораны и 
кафе, кинозалы, сооружения гражданской обороны и, конечно, 
инженерные коммуникации. 
При возведении промышленных зданий в подземной части иногда оказывается более выгодным (безопасным) размещение некоторых видов технологического оборудования.
Геометрические параметры подземной части определяются назначением возводимого здания или сооружения, особенностями 
окружающей застройки, грунтовыми условиями и многими другими факторами. Современные строительные технологии производства работ «нулевого цикла» позволяют решать любые инженерные 
задачи; но при этом данные работы являются самыми дорогостоящими и ответственными. Более 70 % строительных аварий происходит по причине ошибок на стадии геотехнических работ. 
 Поэтому выбор габаритов и конструктивной схемы подземной 
 части, выбор технологии ее возведения являются ответственной 
задачей при проектировании, требуют технико-экономического 
сравнения различных вариантов с учетом всего комплекса геотехнических проблем.

В последние годы по вопросам возведения подземной части зданий и подземных сооружений опубликовано значительное количество работ, в которых достаточно полно отражены технологические вопросы. 
Данное пособие предназначено для использования студентами, 
обучающимися по программе бакалавриата. В сжатой форме изложены современные методы возведения подземной части зданий. 
Приведены ссылки на работы, позволяющие в более полном объеме рассмотреть отдельные технологии возведения подземной части зданий и подземных сооружений различного назначения.

Глава 1
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Подземным сооружением называют любую строительную систему, расположенную ниже отметки поверхности грунта. По глубине заложения подземные сооружения разделяют на глубокие 
(слой грунта над сооружением превышает 10 м), малой глубины 
(слой грунта менее 10 м) и заглубленные (не имеющие сверху слоя 
грунта). Последние, как правило, жестко связаны с надземной частью, имеют с ней единую конструктивную схему и рассматриваются как подземная часть данного здания. Особенности конструктивной схемы и планировки подземной части зависят также от назначения последней и оказывают влияние на выбор метода 
возведения. Разработку грунта подземной части зданий осуществляют открытым способом.
Возведение сооружений глубокого заложения (тоннели, подземные камерные выработки) осуществляют, как правило, закрытым способом без снятия слоя грунта над сооружением. Способ 
возведения сооружений малой глубины (открытый или закрытый) 
выбирают в зависимости от толщины слоя грунта над сооружением и от использования (на момент строительства) городской территории над возводимым сооружением. 
Классификации подземных сооружений по функциональному 
назначению приведены в работах [1; 2]. 
Глубина (высота) подземной части жилых зданий, как правило, 
не превышает 10 м (2-3 подземных этажа). Подземная часть общественных зданий достигает глубины 15 и более м. В Москве и в 
большинстве крупных городов многих стран возведены общественные здания, которые имеют шесть и более подземных этажей [3]. 
По площади застройки подземная часть может совпадать с контурами надземной или выходить за них. В последние годы в Москве 
при строительстве комплексов монолитных жилых зданий подземная часть иногда проектируется общей для всего комплекса, 
причем ее площадь в несколько раз превышает площадь застройки 
надземной части.
В каркасных зданиях ограждающие стены подземной части, как 
правило, являются самонесущими, не связаны с фундаментами 
несущих конструкций (колонн и пилонов) и служат только для восприятия горизонтальных нагрузок от грунта (рис. 1.1). 

Рис. 1.1. Конструктивная схема 
подземной части с самонесущей 
ограждающей стеной:
1 — ограждающая самонесущая 
«стена в грунте»; 2 — столбчатый фундамент; 
3 — перекрытие, воспринимающее распор

Рис. 1.2. Конструктивная схема 
подземной части с несущими 
наружными стенами:
1 — несущая «стена в грунте»; 
2 — монолитная фундаментная плита

В зданиях с наружными несущими стенами ограждающие стены 
подземной части жестко соединены с фундаментной плитой 
(рис. 1.2), на которую передают воспринимаемые нагрузки. 

Глава 2
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ВОЗВЕДЕНИЯ 
ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ

К основным методам строительства подземной части относятся:
– строительство в заранее отрытых котлованах небольшой глубины с крутизной откосов, обеспечивающих их устойчивость;
– строительство в глубоких котлованах с вертикальными откосами, закрепленными специальными конструкциями, обеспечивающими устойчивость откосов;
– метод «стена в грунте»;
– методы опускного колодца и кессонный;
– метод подращивания.

2.1. Строительство в мелких котлованах 

Строительство подземной части в котлованах с допустимой крутизной откосов без устройства креплений используют при глубинах 
до 3-4 м на свободных от застройки территориях. При этом значительно увеличивается объем земляных работ. Значение коэффициента откоса m принимается в соответствии со СНиП Ш-8-76 в зависимости от глубины котлована и типа грунта. Устройство котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений 
допускается только в маловлажных связных грунтах при незначительных глубинах. Наибольшая глубина выемок с вертикальными 
стенками приведена в табл. 2.1. 
Таблица 2.1

Грунты
Наибольшая
глубина выемки, м

Дресвяные, гравийные, песчаные и пластичные супеси
1,0

Супеси твердые, суглинки и глины мягкопластичные
1,25

Суглинки и глины:
– тугопластичные;
– полутвердые;
– твердые

1,5
2,0
3,0

После разработки котлована производят устройство фундаментов, днища и стен сооружения. В данном случае не используют 
какие-либо специальные методы подземного строительства, кроме 
устройства водопонижения (при уровне грунтовых вод (УГВ) выше 
отметки дна котлована). 

2.2. Строительство в глубоких котлованах 
с креплением вертикальных откосов

Конструкции крепления вертикальных откосов котлованов выбирают в зависимости от глубины последних, размеров в плане, 
свойств грунтов, уровня грунтовых вод и сроков эксплуатации конструкции.
Работы начинают с погружения в грунт элементов крепления — 
сплошной шпунтовой стенки или отдельных стоек по периметру 
будущего котлована. Глубина погружения элементов превышает 
глубину котлована на 1–6 м в зависимости от типа грунта для предотвращения горизонтальных деформаций в нижней части крепления после полной отрывки котлована. Металлический шпунт с 
замковым соединением отдельных шпунтин (рис. 2.1) с образованием сплошной стенки применяют при расположении уровня грунтовых вод выше отметки дна котлована. 

Рис. 2.1. Основные профили металлического шпунта:
а — плоский; б — корытного типа; в — типа «Ларсен»; г — Z-образный

При заглублении шпунтовой стенки в водоупор последующие 
работы ведут без устройства водопонижения. В последние годы 
стали применять конструкции трубчатого сварного шпунта, изго

тавливаемого из металлических труб 
путем приварки к ним замковых соединений [4]. За рубежом всё шире 
используют полимерный шпунт из 
сверхплотного полиэтилена. Погружение шпунта осуществляют ударными, вибрационными, гидравлическими методами и вдавливанием. 
Применение шпунта для крепления 
вертикальных стенок котлованов 
экономически целесообразно только 
при условии его извлечения после завершения строительства и повторного использования.
Наиболее широко распространено использование для крепления стенок отдельных стоек. Чаще всего для 
стоек используют металлические 
трубы, которые погружают в грунт 
вдавливанием или завинчиванием, в 
том числе с использованием лидирующих скважин (рис. 2.2).
Это позволяет избежать динамических воздействий на грунтовый 
массив и вести работы вблизи существующей застройки. В качестве стоек используют также буронабивные 
и грунтоцементные сваи. Реже используют металлические двутавры 
или спаренные швеллеры. В связных 
грунтах и при УГВ, расположенном ниже отметки дна котлована 
(в том числе при устройстве водопонижения) стойки располагают 
с зазорами 10–50 см, и при отрывке котлована между ними не устраивают забирки (рис. 2.3). 
В этом случае между стойками образуются горизонтальные своды, передающие на стойки давление от грунта. При погружении 
стоек с большими зазорами — до 1,5 м — между ними устраивают 
забирки из досок или стального листа (рис. 2.4). 

Рис. 2.2. Ограждение котлована 
из труб с обвязочным поясом

Рис. 2.3. Ограждение котлована 
из труб с зазорами до 50 см
Рис. 2.4. Ограждение котлована 
из труб с забирками из досок

Как правило, ограждения, выполненные из отдельных стоек 
(с забиркой или без нее), не извлекают после возведения подземной 
части.
В Москве часто в одинаковых условиях применяют различные 
материалы и различные варианты крепления вертикальных откосов. 
При этом стоимость устройства конструкции крепления может отличаться в 2-3 раза. Во многих странах способ крепления вертикальных откосов более жестко привязан к типу подземного сооружения. Например, в ОАЭ при возведении подземной части под 
жилыми и общественными зданиями используют следующий единый метод крепления вертикальных откосов. По периметру будущего котлована устраивают буронабивные сваи ∅600 мм с зазором 
между сваями 100 мм. В пределах площади будущего котлована 
устраивают скважины и глубинными насосами и производят водопонижение. Разработку котлована начинают при стабилизации 
депрессионной кривой (ниже отметки дна котлована). Водопонижение прекращают после окончания основных работ (включая 
устройство гидроизоляции) по возведению подземной части. 
Обеспечение устойчивости ограждения вертикальных откосов. 
При отрывке котлована необходимо предотвратить возможность 
горизонтальных деформаций (смещений в сторону котлована) выполненных заранее шпунтовых стенок или отдельных стоек. Такие 
смещения особенно опасны при наличии близко расположенных 
зданий. Использование ограждения без креплений, обеспечивающих его устойчивость, возможно только при глубине котлована до