Геотехнические основы расчетов и проектирования заглубленных железобетонных конструкций

Н. С. Соколов








ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗАГЛУБЛЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ


Учебное пособие







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): 08.04.01 «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

УДК 624.1
ББК 38.58
    С59

Р е ц е н з е н т ы:
канд. техн. наук, доцент (Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола) В. Е. Глушков;
канд. техн. наук, доцент кафедры строительных технологий ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И. Н. Ульянова» А. Н. Плотников


    Соколов, Н. С.
С59      Геотехнические основы расчетов и проектирования заглуб-
     ленных железобетонных конструкций : учебное пособие / Н. С. Соколов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 492 с. : ил., табл.
         ISBN 978-5-9729-1139-4

         Содержит основы геотехнических расчетов и проектирования заглубленных строительных конструкций. Приведены номенклатура подземных сооружений, методы расчетов оползневых откосов, методы расчетов и проектирования удерживающих конструкций, включая грунтовые анкеры.
         Для студентов, обучающихся по направлению «Строительство». Может быть полезно для инженеров-строителей, инженеров-проектировщиков .

УДК 624.1
ББК 38.58










ISBN 978-5-9729-1139-4

   © Соколов Н. С., 2023
   © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                          © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

ПРЕДИСЛОВИЕ


     Любое здание и сооружение строится на грунтовом основании, возводится из грунта как строительного материала или располагается в толще грунта. Прочность, устойчивость и безаварийная эксплуатация сооружения определяется не только его конструктивными особенностями, но и физико-механическими характеристиками грунта, а также условиями взаимодействия сооружения и основания.
     Стоимость фундаментов составляет в среднем 12,0 % стоимости возводимых объектов, трудозатраты нередко достигают 15,0 % и более общих затрат труда, а продолжительность работ по возведению фундаментов доходит до 20,0 % срока строительства сооружения. В сложных грунтовых условиях эти показатели существенно увеличиваются. Следовательно, совершенствование проектных и технологических решений в области фундаментостроения приведет к значительной экономии материальных и трудовых ресурсов, сокращению сроков строительства зданий и сооружений.
     В геотехническом проектировании оснований и фундаментов принимают участие 10-15 тыс. специалистов, а с учетом многопрофильности труда проектировщика - значительно больше. Десятки тысяч инженеров заняты в инженерных изысканиях для строительства, на работах, связанных с инженерной подготовкой оснований, строительством фундаментов, подземных и заглубленных сооружений. Наконец, каждый инженер-строитель независимо от профиля его деятельности должен отчетливо представлять себе взаимосвязь сооружений и оснований, уметь надежно оценивать их взаимное влияние друг на друга.
     Важность изучения проблем фундаментостроения при подготовке инженеров-строителей очевидна. В связи со значительным сокращением объема аудиторных лекционных занятий часть учебного материала передана на самостоятельное изучение студентами, поэтому возникла необходимость в издании учебной литературы, способствующей изучению и освоению дисциплины во внеаудиторных условиях.

3

      В приведенных главах учебного пособия содержатся вопросы проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений, используемых строительных материалов; приводятся определения типов грунтов и их нормативные и расчетные физико-механические свойства; рассматриваются вопросы выбора типов, размеров фундаментов, возведенных на сложных инженерно-геологических основаниях; расчет и проектирование подпорных стен и специальных разделов фундаментостроения, таких как заглубленные железобетонные кострукции, а также методы расчетов и проектирования удерживающих заглубленных строительных конструкций и др.

4

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

    Настоящее Учебное Пособие разработано на проектирование оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений в котлованах, траншеях и открытых выработках.

    Примечание:
    Далее вместо термина «здания и сооружения» используется термин «сооружения», в число которых входят также подземные сооружения.


5

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

     В настоящем Учебном Пособии ниже приведены стандарты, СНиПы, Своды Правил (СП):
     -       ВСН 189-78. Инструкция по проектированию и производству работ по искусственному замораживанию грунтов при строительстве метрополитенов и тоннелей.
     -       ВСН 506-88. Проектирование и устройство грунтовых анкеров.
     -       ГОСТ 380-71. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки и общие технические требования.
     -       ГОСТ 977-88. Отливки стальные. Общие технические условия.
     -       ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.
     -       ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
     -       ГОСТ 5686-2012. Грунты. Методы полевых испытаний сваями.
     -       ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.
     -       ГОСТ 7473-2010. Межгосударственный стандарт. Смеси бетонные. Технические условия.
     -       ГОСТ 8731-74. Трубы стальные бесшовные горячеде-формированные. Технические требования.
     -       ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячеде-формированные. Сортамент.
     -       ГОСТ 8733-74. Трубы стальные бесшовные холодноде-формированные и теплодеформированные. Технические требования.
     -       ГОСТ 8734-75. Трубы стальные бесшовные холодноде-формированные. Сортамент.
     -       ГОСТ 8829-2018. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещи-ностойкости.

6

     -        ГОСТ 9463-2016. Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия.
     -        ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по нонтролным образцам.
     -        ГОСТ 10704-91. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
     -        ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
     -        ГОСТ 12536-2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегат-ного состава.
     -        ГОСТ 12374-74. Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками.
     -        ГОСТ 13579-78. «Блоки бетонные для стен подвалов».
     -        ГОСТ 13840-68. «Канаты стальные арматурные 1X7. Технические условия».
     -        ГОСТ 14231-88. Смолы карбамидоформальдегидные. Технические условия.
     -        ГОСТ 18105-2010. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.
     -        ГОСТ 18599-2001*. «Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия».
     -        ГОСТ 19537-83. «Смазка пушечная. Технические условия».
     -        ГОСТ 19804.6-83. «Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры».
     -        ГОСТ 19804-2012. «Сваи железобетонные заводского изготовления Общие технические условия».
     -        ГОСТ 19912-2012. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.
     -        ГОСТ 19032-82. Трубки из поливинилхлоридного пластиката. Технические условия.
     -        ГОСТ 20276-2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

7

      -       ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний.
      -       ГОСТ 21153.2-84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии.
      -       ГОСТ 22689-2014. Трубы и фасонные части из полиэтилена для систем внутренней канализации. Технические условия.
      -       ГОСТ 23009-78. «Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные».
      -       ГОСТ 23161-2012. Метод лабораторного определения характеристик просадочности.
      -       ГОСТ 23278-2014. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости.
      -       ГОСТ 23740-2016. Грунты. Методы определения содержания органических веществ.
      -       ГОСТ 24846-2012. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений.
      -       ГОСТ 24847-2017. Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания.
      -       ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация.
      -       ГОСТ 25584-2016. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.
      -       ГОСТ 26633-2015. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
      -       ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.
      -       ГОСТ 30416-2012. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.
      -       ГОСТ 30672-2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения.
      -       ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.
      -       ГОСТ 13579-78. Блоки бетонные для стен подвалов.
      -       ГОСТ 19804.6-83. Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры.

8

      -       ГОСТ 19804-2012. Сваи железобетонные заводского изготовления Общие технические условия.
      -       ГОСТ 23009-78. Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные.
      -       ГОСТ Р 57355-2016/EN 1537:2014. Анкеры грунтовые. Правила производства работ. Ground anchors. Rules of execution of works.
      -       Рекомендация по ускоренному замачиванию опытных котлованов в просадочных грунтах.
      -        Руководство по лабораторному определению деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов.
      -       СП 14.13330.2018. «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах».
      -       СП 15.13330.2012. «СНиП П-22-81* Каменные и армо-каменные конструкции» (с изменениями № 1, № 2, № 3).
      -        СП 16.13330.2017. «СНиП II-23-81* Стальные конструкции» (с изменением № 1).
      -        СП 20.13330.2016. «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями № 1, № 2).
      -        СП 21.13330.2012. «СНиП 2.01.09-91 Здания и сору-жения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» (с изменением № 1).
      -       СП 22.13330.2016. «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.
      -       СП 23.13330.2018. «Основания гидротехнических сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85 (с Изменением № 1).
      -       СП 24.13330.2011. «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» (с изменениями № 1, № 2, № 3).
      -        СП 25.13330.2012. «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменениями № 1, № 2, № 3).
      -       СП 26.13330.2012. «СНиП 2.02.05-87 Фундаменты маш-ин с динамическими нагрузками» (с изменением № 1).
      -        СП 28.13330.2017. «СНиП 2.03.11-85 Защита строи-тель-ных конструкций от коррозии» (с изменением № 1).

9

      -        СП 31.13330.2012. «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4).
      -        СП 32.13330.2018. «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».
      -        СП 35.13330.2011. «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменением № 1). Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84.
      -        СП 38.13330.2018. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).
      -        СП 40.13330.2012. «СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные».
      -        СП 41.13330.2012. «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.06.08-87».
      -        СП 45.13330.2012. «Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87».
      -        СП 45.13330.2017. «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты» (с изменением № 1).
      -        СП 47.13330.2016. «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».
      -        СП 48.13330.2019. «Свод правил. Организация строительства».
      -        СП 58.13330.2019. «Гидротехнические сооружения. Основные положения».
      -        СП 63.13330.2018. «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
      -        СП 70.13330.2012. «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями № 1, № 3).
      -        СП 71.13330.2017. «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия» (с изменением № 1).
      -        СП 91.13330.2012. «СНиП II-94-80 Подземные горные выработки».
      -        СП 100.13330.2016. «СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения» (с изменением № 1).
      -        СП 102.13330.2012. «СНиП 2.06.09-84 Туннели гидротехнические».

10