《基础工程》系统阐述了基础工程的基本原理,同时也介绍了较多国内外基础工程的新技术、新工艺、新经验。全书共分10章,包括绪论、基础工程设计的原则、天然地基上的浅基础、筏形基础和箱形基础、桩基础、沉井基础与地下连续墙、基坑工程、基坑工程地下水控制、地基处理、特殊土地基等。本书在编写过程中,参考了现行的《建筑与市政地基基础通用规范》(GB55003—2021)、《混凝土结构通用规范》(GB55008—2021)等相关规范。为了便于读者掌握本书所叙述的基本理论,书中还列举了大量的典型例题。
本书可作为各类高等院校土木工程、地质工程、城市地下空间工程等相关专业的教材,还可供从事工程勘察、设计、施工的技术人员参考。
第1章绪论1
案例导读1
1.1地基与基础2
1.2基础工程的研究内容3
1.3基础工程的重要性3
1.4基础工程的发展概况6
1.5本课程的学习特点7
思考题与习题7
第2章基础工程设计的原则8
案例导读8
2.1基础工程设计内容与基本设计计算原则8
2.1.1基础工程的基本设计计算原则9
2.1.2基础工程设计需注意的主要事项9
2.2地基基础设计等级和基本规定10
2.2.1地基基础设计等级10
2.2.2地基基础设计基本规定11
2.3地基基础设计11
2.3.1地基基础设计方法11
2.3.2地基基础设计资料12
2.4地基基础的设计效应组合13
2.4.1荷载类型13
2.4.2荷载代表值13
2.4.3荷载组合14
2.4.4荷载效应不利组合与相应抗力限值14
2.5地基基础方案类型16
2.5.1天然地基上的浅基础16
2.5.2人工地基上的浅基础16
2.5.3桩基础17
2.5.4其他深基础17
思考题与习题17
第3章天然地基上的浅基础18
案例导读18
3.1概述19
3.1.1浅基础的概念19
3.1.2基础的材料要求19
3.1.3浅基础的设计内容与步骤20
3.2浅基础的类型20
3.2.1按照基础材料分类20
3.2.2按照基础材料的性能分类20
3.2.3按基础结构构造分类23
3.3基础的埋置深度26
3.3.1建筑用途与结构条件27
3.3.2荷载的大小和性质27
3.3.3工程地质和水文地质条件27
3.3.4相邻建筑物的基础埋深28
3.3.5地基土冻融的影响29
3.4地基计算32
3.4.1地基承载力的确定32
3.4.2地基承载力的验算35
3.4.3地基变形计算36
3.4.4软弱下卧层强度验算39
3.4.5地基稳定性验算40
3.5基础尺寸设计41
3.5.1轴心荷载作用下基础尺寸41
3.5.2偏心荷载作用下基础尺寸42
3.6无筋扩展基础43
3.6.1无筋扩展基础设计43
3.6.2无筋扩展基础的构造43
3.7扩展基础设计46
3.7.1基础破坏模式46
3.7.2扩展基础的构造要求47
3.7.3扩展基础计算50
3.7.4扩展基础设计步骤55
3.7.5扩展基础设计例题56
3.8柱下条形基础60
3.8.1构造要求60
3.8.2设计计算61
3.9十字交叉基础64
3.9.1节点荷载分配64
3.9.2简化计算方法65
3.9.3节点分配荷载的调整67
3.10地基基础与上部结构的共同作用68
3.10.1地基、基础与上部结构的关系68
3.10.2上部结构刚度的影响69
3.10.3基础刚度的影响70
3.10.4地基条件的影响71
思考题与习题72
第4章筏形基础和箱形基础73
案例导读73
4.1筏形基础73
4.1.1筏形基础的主要构造74
4.1.2筏形基础地基设计75
4.1.3筏形基础结构设计79
4.1.4筏形基础内力分析83
4.2箱形基础86
4.2.1箱形基础的特点87
4.2.2箱形基础主要构造87
4.2.3箱形基础基底反力计算88
4.2.4箱形基础内力分析90
4.2.5箱形基础结构设计92
思考题与习题94
第5章桩基础95
案例导读95
5.1桩基础的特点与分类96
5.1.1桩基础的概念96
5.1.2桩基础的特点96
5.1.3桩与桩基础的分类97
5.2竖向荷载下单桩受力性状分析99
5.2.1荷载传递机理99
5.2.2桩侧负摩阻力100
5.3单桩竖向承载力101
5.3.1单桩静载荷试验法101
5.3.2经验参数法104
5.3.3桩身材料验算109
5.3.4单桩竖向承载力的若干特殊问题110
5.4单桩水平承载力112
5.4.1单桩在水平荷载下的性状分析112
5.4.2单桩水平承载力的影响因素112
5.4.3单桩水平静载试验113
5.4.4单桩水平承载力的计算113
5.5群桩基础116
5.5.1群桩效应116
5.5.2桩基承台效应117
5.6桩基础设计118
5.6.1桩基础设计原则与步骤118
5.6.2选择桩型119
5.6.3确定桩的规格及单桩承载力119
5.6.4确定桩的数量及布置119
5.6.5桩基础验算121
5.6.6桩身构造设计及强度验算125
5.6.7承台设计计算126
5.6.8桩基础设计例题133
5.7桩基础施工138
5.7.1预制桩施工138
5.7.2灌注桩施工142
5.8桩基检测148
思考题与习题148
第6章沉井基础与地下连续墙149
案例导读149
6.1沉井基础149
6.1.1沉井定义、特点、用途及应用范围149
6.1.2沉井的类型和构造150
6.1.3沉井的设计与计算151
6.1.4沉井的施工158
6.1.5沉井基础工程质量检验162
6.2地下连续墙设计163
6.2.1地连墙厚度、槽段宽度与入土深度164
6.2.2内力与变形计算及承载力计算165
6.2.3地下连续墙构造设计169
6.2.4地下连续墙槽段接头171
6.2.5冠梁构造173
6.3地下连续墙施工173
6.3.1修筑导墙174
6.3.2泥浆制备176
6.3.3成槽施工176
6.3.4钢筋笼制作与吊放177
6.3.5接头施工177
6.3.6混凝土浇筑178
6.3.7质量检测179
思考题与习题179
第7章基坑工程180
案例导读180
7.1概述180
7.1.1基坑支护的目的与作用180
7.1.2基坑工程设计等级及支护结构的安全等级181
7.1.3基坑支护的类型及适用条件181
7.2基坑侧壁水平荷载计算183
7.2.1土压力计算要求183
7.2.2土中竖向应力计算183
7.2.3土中水平荷载计算185
7.3排桩的设计与计算186
7.3.1排桩围护体的种类与特点186
7.3.2悬臂桩设计187
7.3.3单支点支护结构设计188
7.3.4多支点支护结构设计190
7.4锚杆(索)设计与计算194
7.4.1锚杆支护的作用原理与特点194
7.4.2锚杆设置及构造要求195
7.4.3锚杆抗拔承载力验算196
7.4.4锚杆自由段长度197
7.4.5锚杆杆体受拉承载力198
7.5基坑的稳定性验算198
7.5.1桩墙支挡结构抗倾覆验算198
7.5.2桩墙支挡结构整体稳定性验算199
7.5.3基坑底抗隆起稳定性验算200
7.6重力式水泥土挡墙的设计与计算201
7.6.1平面布置要求202
7.6.2竖向布置要求203
7.6.3稳定性验算205
7.6.4水泥土墙墙体的正截面应力验算206
7.7土钉墙的设计与计算206
7.7.1土钉墙的类型、特点及适用条件206
7.7.2土钉墙的构造208
7.7.3土钉承载力计算211
7.7.4稳定性验算213
7.8基坑工程施工215
7.8.1排桩施工与检测215
7.8.2锚杆施工与检测218
7.8.3重力式水泥土挡墙施工与检测220
7.8.4土钉墙施工与检测222
思考题与习题224
第8章基坑工程地下水控制225
案例导读225
8.1地下水控制工程分类226
8.2基坑工程降水227
8.2.1降水方法的分类和选择227
8.2.2降水设计计算230
8.2.3降水施工235
8.2.4降水案例236
8.3基坑工程止水237
8.3.1隔水帷幕的类型与选择237
8.3.2隔水帷幕设计239
思考题与习题240
第9章地基处理241
案例导读241
9.1概述241
9.1.1地基处理及其目的241
9.1.2地基处理的对象242
9.1.3地基处理方法分类242
9.2换填垫层法243
9.2.1换填垫层设计243
9.2.2换填垫层施工246
9.2.3质量检测247
9.3预压法247
9.3.1加固机理247
9.3.2设计计算249
9.3.3预压地基施工251
9.4强夯法和强夯置换法253
9.4.1加固机理253
9.4.2设计计算254
9.4.3强夯施工255
9.4.4质量检验256
9.5挤密桩法256
9.5.1砂石桩法256
9.5.2灰土挤密桩法和土挤密桩法261
9.5.3水泥粉煤灰碎石桩法263
9.6浆液固化法265
9.6.1注浆法265
9.6.2深层搅拌法266
9.6.3高压喷射注浆法269
思考题与习题269
第10章特殊土地基271
案例导读271
10.1湿陷性黄土地基271
10.1.1湿陷性黄土的基本性质271
10.1.2湿陷性黄土的测定与评价272
10.1.3湿陷性黄土地基的处理方法273
10.2膨胀土地基274
10.2.1膨胀土的物理力学特性274
10.2.2膨胀土的工程特性指标274
10.2.3膨胀土地基处理275
10.3红黏土地基277
10.3.1红黏土形成条件及分布影响因素277
10.3.2红黏土基本的工程地质特征及工程分类277
10.3.3红黏土地基处理278
10.4冻土地基280
10.4.1冻土的定义和分类280
10.4.2冻土的物理及热学性质281
10.4.3冻土地基的设计原则与防治措施282
思考题与习题285
参考文献286