內容簡介

本教材是根據全國高等學校土木工程專業指導委員會編制的教學大綱編寫的。編寫過程中，參考了國家及行業最新相關規范，包括《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2011)、《混凝土結構設計規范》(GB 50010—2010)、《建筑抗震設計規范》(GB 50011—2010)、《建筑樁基技術規范》(JGJ 94—2008)、《建筑基坑支護技術規程》(JGJ 120—2012)、《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTG D63—2007)等。

本教材主要內容為常見的基礎工程基本原理、方法及設計，包括天然地基上淺基礎設計的基本理論、淺基礎的結構與構造設計、樁基礎、沉井基礎、基坑工程、動力機器基礎與地基基礎抗震簡介等。

本教材可供建筑工程、交通土建工程、巖土與地下工程等土建學科專業及相近專業的應用型一般工科院校本科生使用，也可供從事相關工作的設計、施工專業技術人員參考。

前    言

　　

　　

　　盡管有關基礎工程的教材較多，但對于一般應用型工科院校的土木工程專業或相近專業的師生來說，找一本合適的教材并不容易。第一，很多基礎工程教材的理論性較強，一般工科院校的本科生和授課教師、使用起來比較困難；第二，一般工科院校的基礎工程課程的學時數在32～40，而已有的教材大多內容偏多，使用起來很不方便；第三，也是十分重要的，近年來，我國土木工程建設發展迅速，也帶動了基礎工程科學技術的發展和進步。因此，亟須編寫出版適應新形勢的適合應用型一般工科院校本科生使用的基礎工程教材。

　　本教材充分考慮教學需求，注重基本原理和方法，強調解決問題(設計)，同時，在寫作上與國家及行業最新相關規范保持一致，取材方面以房屋建筑為主，兼顧其他。

　　本教材由河北工業大學王貴君教授、大連海洋大學隋紅軍副教授、天津城建大學李順群教授和鹽城工學院李富榮教授編寫，其中，王貴君編寫第1，2，3，4章，隋紅軍編寫第5章，李順群編寫第6章，李富榮編寫第7章，全書由王貴君統稿。

　　在編寫本教材過程中，參考和引用了一些公開發表的文獻和資料，謹向這些作者表示誠摯的謝意。

　　由于編者水平有限，書中可能存在疏漏之處，敬請指正。

　　

　　

　　

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　編  者  

目    錄

 

第1章  緒論 1

1.1  基礎工程的概念 1

1.2  基礎工程的重要性 2

1.3  基礎工程學科發展概況 4

1.4  基礎工程學科的特點和學習要求 5

第2章  天然地基上淺基礎設計的

基本理論 7

2.1  地基基礎設計基本原則 7

2.1.1  地基基礎設計等級 8

2.1.2  地基基礎設計要求 8

2.1.3  作用效應組合與抗力取值 9

2.1.4  地基基礎設計步驟 10

2.2  淺基礎的類型 11

2.2.1  無筋擴展基礎 12

2.2.2  擴展基礎 13

2.2.3  柱下條形基礎 14

2.2.4  筏形和箱形基礎 14

2.2.5  殼體基礎 16

2.3  基礎埋置深度的確定 16

2.3.1  建筑物的用途，有無地下室、

設備基礎和地下設施，基礎的

型式和構造 17

2.3.2  作用在地基上的荷載大小和

性質 17

2.3.3  工程地質和水文地質條件 17

2.3.4  相鄰建筑物的基礎埋深 19

2.3.5  地基土凍脹和融陷的影響 20

2.4  地基承載力 23

2.4.1  荷載試驗確定地基承載力

特征值 23

2.4.2  公式計算確定地基承載力

特征值 24

2.4.3  地基承載力的修正 25

2.4.4  影響地基承載力的因素 25

2.5  基礎底面尺寸的確定 26

2.5.1  按持力層承載力計算 26

2.5.2  軟弱下臥層承載力的驗算 28

2.6  地基變形驗算 31

2.6.1  地基變形特征 31

2.6.2  地基變形特征的控制 32

2.6.3  地基變形的計算 32

2.6.4  建筑物地基變形的允許值 38

2.7  地基穩定性驗算 39

2.8  減輕不均勻沉降損害的措施 39

2.8.1  建筑措施 39

2.8.2  結構措施 43

2.8.3  施工措施 44

思考與練習題 45

第3章  淺基礎的結構與構造設計 47

3.1  概述 47

3.2  無筋擴展基礎 49

3.3  擴展基礎 51

3.3.1  擴展基礎的構造要求 51

3.3.2  擴展基礎結構設計的

計算原則 53

3.3.3  鋼筋混凝土墻下條形基礎 53

3.3.4  鋼筋混凝土柱下獨立基礎 55

3.4  柱下鋼筋混凝土條形基礎設計 65

3.4.1  柱下鋼筋混凝土條形基礎的

構造要求 65

3.4.2  柱下鋼筋混凝土條形基礎

內力計算方法 66

3.5  筏形基礎設計 75

3.5.1  構造要求 75

3.5.2  筏形基礎的結構與內力計算 76

3.6  箱形基礎 82

3.6.1  箱形基礎構造要求 82

3.6.2  箱形基礎基底反力與內力的

簡化計算 83

思考與練習題 86

第4章  樁基礎 89

4.1  概述 89

4.1.1  樁基礎的適用性 89

4.1.2  樁基設計內容 90

4.1.3  樁基設計原則 90

4.2  樁和樁基的分類 92

4.2.1  樁基的分類 92

4.2.2  樁的分類 92

4.3  豎向荷載下單樁的工作性能 97

4.3.1  樁的荷載傳遞 97

4.3.2  單樁的破壞模式 98

4.3.3  樁側負摩阻力 99

4.4  單樁豎向承載力 101

4.4.1  按照《建筑地基基礎設計

規范》確定單樁豎向承載力

特征值 102

4.4.2  按照《建筑樁基技術規范》

確定單樁豎向極限承載力 103

4.4.3  按照《建筑樁基技術規范》

確定單樁豎向承載力

特征值 107

4.4.4  群樁中單樁(基樁)豎向

承載力特征值 107

4.4.5  抗拔承載力驗算 108

4.4.6  樁身承載力驗算 109

4.5  樁的水平承載力 110

4.5.1  單樁水平承載力的

影響因素 110

4.5.2  單樁水平承載力的確定 110

4.5.3  水平荷載作用下基樁內力和

位移分析 111

4.6  群樁基礎計算 114

4.6.1  群樁的工作特點 114

4.6.2  樁頂作用效應簡化計算 115

4.7  樁基礎設計 116

4.7.1  樁類型、樁長和截面尺寸

選擇 116

4.7.2  單樁承載力的確定 117

4.7.3  樁數及樁位布置 117

4.7.4  群樁中單樁(基樁)承載力的

驗算 119

4.7.5  軟弱下臥層承載力的驗算 119

4.7.6  樁基沉降驗算 120

4.7.7  承臺設計 122

4.7.8  樁身結構設計 132

思考與練習題 138

第5章  沉井基礎 141

5.1  概述 141

5.2  沉井的類型與構造 142

5.2.1  沉井的類型 142

5.2.2  沉井的構造 144

5.3  沉井的設計計算 145

5.3.1  沉井外形尺寸的設計計算 146

5.3.2  沉井下沉與抗浮穩定性

驗算 146

5.3.3  沉井作為整體深基礎的

設計與計算 147

5.3.4  沉井施工過程中的

結構設計 152

5.3.5  沉井混凝土封底和蓋板的

計算 161

5.3.6  浮運沉井計算要點 161

思考與練習題 162

第6章  基坑工程 163

6.1  概述 163

6.1.1  影響基坑工程精確設計的

難點 164

6.1.2  基坑工程設計資料 165

6.1.3  基坑工程設計的內容 165

6.1.4  基坑支護結構設計要求 165

6.1.5  支護結構設計時采用的

兩種極限狀態 165

6.1.6  基坑工程的設計和

安全等級 166

6.1.7  基坑周邊環境條件 167

6.1.8  土壓力、水壓力計算方法及

土的抗剪強度指標取用 167

6.2  基坑支護結構的類型 168

6.2.1  基坑支護結構的分類 169

6.2.2  常用的支護結構形式 169

6.3  放坡開挖 173

6.4  土釘墻與錨噴支護 175

6.4.1  土釘墻 175

6.4.2  錨噴支護 180

6.5  重力式水泥土墻 185

6.5.1  穩定性與承載力驗算 185

6.5.2  構造要求 188

6.6  板式支擋結構 189

6.6.1  結構分析 189

6.6.2  穩定性驗算 193

6.6.3  排樁設計 200

6.6.4  雙排樁設計 202

6.6.5  地下連續墻構造要求 204

6.6.6  內支撐結構設計 205

6.7  支護結構與主體結構的結合及

逆作法 208

6.7.1  簡述 208

6.7.2  支護結構與主體結構

相結合設計 209

6.7.3  支護結構與主體結構的構件

相結合工程實例--

中國平安金融大廈 212

6.8  地下水控制 214

6.8.1  概述 214

6.8.2  基坑降水 215

6.8.3  基坑止水 216

6.9  基坑監測 217

6.9.1  概述 217

6.9.2  基坑監測項目 217

6.9.3  基坑監測測點布置 218

6.9.4  基坑監測實施與反饋 219

思考與練習題 220

第7章  動力機器基礎與地基基礎

抗震簡介 223

7.1  動力機器基礎的設計原理 223

7.1.1  動力機器的分類 223

7.1.2  振動對土體性質的影響 224

7.1.3  振動作用下地基承載力

驗算 226

7.1.4  動力機器基礎設計的

一般步驟 227

7.2  建筑場地類別與震害 227

7.2.1  建筑場地類別 227

7.2.2  地基巖土地震災害 230

7.2.3  土工構筑物的震害 232

7.3  土的動力特性簡介 233

7.3.1  應變范圍 233

7.3.2  靜力和動力加載條件的

差異 234

7.3.3  土的變形特性與剪應變的

相關性 235

7.3.4  動荷載的三種基本類型 236

7.3.5  動力試驗的加載方式 237

7.4  地基基礎抗震設計簡介 238

7.4.1  地基基礎抗震驗算 238

7.4.2  地基液化判別與地基的

液化等級 239

7.4.3  地基抗液化措施 241

7.4.4  樁基抗震承載力驗算 243

思考與練習題 244

參考文獻 245