內(nèi)容簡介
本書突出高職高專教學(xué)特點(diǎn)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，案例豐富，內(nèi)容簡要，實(shí)用性強(qiáng)。全書共分為13章，分別介紹了土的物理性質(zhì)及工程分類、土的擊實(shí)性及滲透性、土中應(yīng)力計(jì)算、地基沉降量計(jì)算、土的抗剪強(qiáng)度、土壓力及擋土墻設(shè)計(jì)、地基承載力、邊坡穩(wěn)定分析、淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、地基處理、特殊土地基、巖土工程勘察等內(nèi)容。
本書可作為高職高專水利水電工程、建筑工程技術(shù)、道路與橋梁工程等專業(yè)的教材，也可供工程勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、檢測(cè)等工程技術(shù)人員參考。
第2版前言
地基基礎(chǔ)工程的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的安全。由于我國地質(zhì)條件復(fù)雜，基礎(chǔ)形式多樣，施工及管理水平的差異，同時(shí)地基基礎(chǔ)工程具有高度隱蔽性，從而使得地基基礎(chǔ)工程施工比上部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，更容易存在質(zhì)量隱患。大量事實(shí)證明，建筑工程質(zhì)量問題多與地基基礎(chǔ)工程有關(guān)，如何保證地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵。
《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》第1版自2013年正式發(fā)行以來，受到廣大讀者的關(guān)注，得到了社會(huì)廣泛好評(píng)。隨著《建筑地基設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2011)、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79—2012)、《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》(GB 50112—2013)的頒布實(shí)施，原教材已不能適應(yīng)當(dāng)前的需要，為保證本書能夠及時(shí)反映地基基礎(chǔ)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝，進(jìn)一步滿足廣大讀者的需求，決定在原書的基礎(chǔ)上進(jìn)行全面修訂、補(bǔ)充和完善。
本書注重理論聯(lián)系實(shí)際，突出學(xué)生技能培養(yǎng)，實(shí)用性強(qiáng)，同時(shí)給出了大量案例、例題和知識(shí)拓展的“小貼士”，供學(xué)習(xí)時(shí)參考。
本書由從事土力學(xué)地基基礎(chǔ)教學(xué)、設(shè)計(jì)、施工的教師、工程技術(shù)人員集體編寫。劉福臣、張家松、劉光程擔(dān)任主編，賈寶力、張重陽、王國華、邢文強(qiáng)、潘儀擔(dān)任副主編。具體編寫分工如下：山東水利職業(yè)學(xué)院劉福臣編寫緒論、第1章，山東省臨沂市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院張家松編寫第4章、第7章，淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉光程編寫第3章、第5章，山東水利建設(shè)集團(tuán)有限公司賈寶力編寫第9章，天津市建筑設(shè)計(jì)院張重陽編寫第10章、第11章，山東省即墨市建筑工程管理處王國華編寫第12章、第13章，濟(jì)寧市水利工程施工公司邢文強(qiáng)編寫第8章，山東省水利工程局有限公司潘儀編寫2章、第6章，全書由劉福臣負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。
在編寫過程中，本書參考和引用了其他兄弟院校和專家的一些著作和教材，在此一并表示衷心的感謝。
限于編者的水平，本書如有不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編 者
第1版前言
地基基礎(chǔ)工程的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的安全。由于我國地質(zhì)條件復(fù)雜，地基基礎(chǔ)形式多樣，施工及管理水平存在差異，同時(shí)地基基礎(chǔ)工程具有高度隱蔽性，從而使得地基基礎(chǔ)工程施工比上部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，更容易存在質(zhì)量隱患。大量事實(shí)證明，建筑工程質(zhì)量問題多與地基基礎(chǔ)工程有關(guān)，因此保證地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵。
本書根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)、《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2001)、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79—2002)、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94—2008)等規(guī)范編寫，注重理論聯(lián)系實(shí)際，突出學(xué)生技能培養(yǎng)，實(shí)用性強(qiáng)。本書共分為13章，系統(tǒng)介紹了土的物理性質(zhì)及工程分類、土的擊實(shí)性及滲透性、土中應(yīng)力計(jì)算、地基沉降量計(jì)算、土的抗剪強(qiáng)度、土壓力及擋土墻設(shè)計(jì)、地基承載力、邊坡穩(wěn)定分析、淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、地基處理、特殊土地基、巖土工程勘察等內(nèi)容。此外，書中給出了大量案例、例題，并在適當(dāng)位置給出了知識(shí)拓展的“小貼士”，供學(xué)習(xí)時(shí)參考。
本書由從事土力學(xué)地基基礎(chǔ)教學(xué)、科研、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師、注冊(cè)巖土工程師集體編寫。劉福臣、劉光程擔(dān)任主編，張偉擔(dān)任副主編。具體編寫分工如下：劉福臣編寫緒論、第1章和第2章，劉光程編寫第3章和第4章，張偉編寫第5章至第9章，趙紅利編寫第10章至第13章。全書由劉福臣負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。
限于編者的水平，本書難免存在不當(dāng)之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者
目 錄
緒論 1
0.1 土力學(xué)、地基、基礎(chǔ)的概念 1
0.2 本學(xué)科的發(fā)展概況 3
0.3 本課程的內(nèi)容、特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求 5
思考題 7
第1章 土的物理性質(zhì)及工程分類 9
1.1 土的形成與成因類型 10
1.1.1 土的形成 10
1.1.2 土的成因類型 10
1.2 土的三相組成 13
1.2.1 土的固體顆粒 13
1.2.2 土中水 15
1.2.3 土中氣體 16
1.3 土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 16
1.3.1 土的結(jié)構(gòu) 17
1.3.2 土的構(gòu)造 18
1.4 土的物理性質(zhì)指標(biāo) 18
1.4.1 土的三個(gè)基本指標(biāo) 19
1.4.2 土的推算指標(biāo) 21
1.5 土的物理狀態(tài)指標(biāo) 24
1.5.1 無黏性土的密實(shí)度 24
1.5.2 黏性土的物理狀態(tài) 26
1.5.3 黏性土的靈敏度和觸變性 28
1.6 土的工程分類 29
思考題與習(xí)題 32
第2章 土的擊實(shí)性及滲透性 35
2.1 土的擊實(shí)性 36
2.1.1 擊實(shí)試驗(yàn) 36
2.1.2 黏性土的擊實(shí)特性 36
2.1.3 無黏性土的擊實(shí)特性 37
2.1.4 影響土的擊實(shí)效果的因素 37
2.1.5 土的壓實(shí)度 38
2.2 土的滲透性 39
2.2.1 達(dá)西定律 39
2.2.2 滲透系數(shù)的測(cè)定 40
2.2.3 影響土的滲透性的因素 41
2.2.4 滲透力與滲透變形破壞 43
思考題與習(xí)題 46
第3章 土中應(yīng)力計(jì)算 47
3.1 概述 48
3.1.1 土中應(yīng)力計(jì)算的目的
及方法 48
3.1.2 土中應(yīng)力的類型 48
3.2 土的自重應(yīng)力 49
3.2.1 豎向自重應(yīng)力 49
3.2.2 水平自重應(yīng)力 51
3.3 基底壓力與基底附加應(yīng)力 52
3.3.1 基底壓力 52
3.3.2 基底附加應(yīng)力 55
3.4 地基中的附加應(yīng)力 57
3.4.1 集中荷載作用下的地基
附加應(yīng)力 57
3.4.2 矩形基礎(chǔ)地基附加應(yīng)力 58
3.4.3 圓形基礎(chǔ)豎向均布荷載 64
3.4.4 條形基礎(chǔ)地基附加應(yīng)力 65
思考題與習(xí)題 67
第4章 地基沉降量計(jì)算 69
4.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn) 70
4.1.1 土的壓縮性 70
4.1.2 側(cè)限壓縮試驗(yàn) 70
4.1.3 試驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)方法 71
4.1.4 壓縮指標(biāo) 72
4.2 土的固結(jié)狀態(tài) 74
4.2.1 土的壓縮曲線、回彈曲線及
再壓縮曲線 74
4.2.2 土的固結(jié)狀態(tài) 75
4.2.3 先期固結(jié)壓力pc的確定 76
4.3 地基最終沉降量的計(jì)算 77
4.3.1 分層總和法 77
4.3.2 規(guī)范法 81
4.4 地基變形與時(shí)間的關(guān)系 86
4.4.1 有效應(yīng)力原理 86
4.4.2 飽和土的單向固結(jié)理論 87
思考題與習(xí)題 90
第5章 土的抗剪強(qiáng)度 93
5.1 概述 94
5.2 莫爾-庫侖強(qiáng)度理論 95
5.2.1 強(qiáng)度理論表達(dá)式 95
5.2.2 土抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 96
5.3 土的極限平衡條件 97
5.3.1 土中一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)及
莫爾應(yīng)力圓 97
5.3.2 極限平衡條件 98
5.4 土的剪切試驗(yàn) 99
5.4.1 直接剪切試驗(yàn) 100
5.4.2 三軸剪切試驗(yàn) 101
5.4.3 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 103
5.4.4 十字板剪切試驗(yàn) 104
思考題與習(xí)題 106
第6章 土壓力及擋土墻設(shè)計(jì) 109
6.1 擋土墻的土壓力 110
6.1.1 土壓力的類型 110
6.1.2 靜止土壓力的計(jì)算 111
6.2 朗肯土壓力理論 112
6.2.1 主動(dòng)土壓力 113
6.2.2 被動(dòng)土壓力 114
6.3 庫侖土壓力理論 117
6.3.1 主動(dòng)土壓力 117
6.3.2 被動(dòng)土壓力 120
6.3.3 黏性土的土壓力 121
6.4 工程上土壓力的計(jì)算 122
6.4.1 填土面均布荷載 122
6.4.2 分層填土 124
6.4.3 地下水 125
6.5 擋土墻設(shè)計(jì) 127
6.5.1 擋土墻的類型 127
6.5.2 擋土墻的計(jì)算 128
思考題與習(xí)題 131
第7章 地基承載力 135
7.1 地基破壞的模式 136
7.1.1 地基變形階段 136
7.1.2 地基破壞的模式 136
7.1.3 地基承載力及其確定方法 137
7.2 地基的臨塑荷載和塑性荷載 140
7.2.1 臨塑荷載 140
7.2.2 塑性荷載 142
7.3 地基的極限承載力 143
7.3.1 普朗德爾極限荷載 143
7.3.2 太沙基極限荷載 145
7.4 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的
計(jì)算公式 147
7.4.1 地基承載力特征值 147
7.4.2 抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 148
7.4.3 巖石地基承載力特征值 149
7.5 地基土的靜載荷試驗(yàn) 150
7.5.1 淺層平板載荷試驗(yàn) 150
7.5.2 深層平板載荷試驗(yàn) 152
7.5.3 復(fù)合地基載荷試驗(yàn) 152
7.6 通過其他原位測(cè)試試驗(yàn)確定
承載力 154
7.6.1 根據(jù)動(dòng)力觸探錘擊數(shù)確定
地基承載力 154
7.6.2 根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)確定地基
承載力 154
7.6.3 根據(jù)靜力觸探試驗(yàn)結(jié)果確定
地基承載力 155
7.7 地基承載力特征值的修正 155
7.7.1 地基承載力的深度、寬度
修正 155
7.7.2 地基承載力修正的
幾個(gè)問題 157
思考題與習(xí)題 158
第8章 邊坡穩(wěn)定分析 159
8.1 邊坡失穩(wěn)的形式和原因 160
8.2 無黏性土邊坡穩(wěn)定分析 161
8.2.1 一般情況下的無黏性
土邊坡 161
8.2.2 有水作用時(shí)的無黏性
土邊坡 161
8.3 黏性土邊坡穩(wěn)定性分析 162
8.3.1 條分法 162
8.3.2 泰勒?qǐng)D表法 165
思考題與習(xí)題 165
第9章 淺基礎(chǔ) 167
9.1 概述 168
9.1.1 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí) 168
9.1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定 168
9.1.3 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)
組合 169
9.2 淺基礎(chǔ)的類型 169
9.2.1 按基礎(chǔ)的埋深分類 169
9.2.2 按基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)分類 170
9.2.3 按構(gòu)成基礎(chǔ)的材料分類 172
9.3 基礎(chǔ)的埋置深度 174
9.3.1 建筑物的類型和用途 174
9.3.2 建筑物的荷載大小和
性質(zhì) 174
9.3.3 工程地質(zhì)條件 174
9.3.4 水文地質(zhì)條件 175
9.3.5 相鄰基礎(chǔ)的影響 176
9.3.6 地基土的凍脹和融陷的
影響 176
9.4 基礎(chǔ)尺寸設(shè)計(jì) 177
9.4.1 基礎(chǔ)底面積的確定 177
9.4.2 地基軟弱下臥層驗(yàn)算 179
9.5 剛性基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 181
9.5.1 基礎(chǔ)高度確定 181
9.5.2 幾種剛性基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 183
9.6 墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 185
9.6.1 構(gòu)造要求 185
9.6.2 基礎(chǔ)高度確定 186
9.6.3 基礎(chǔ)底板配筋 187
9.7 柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ) 188
9.7.1 構(gòu)造要求 188
9.7.2 基礎(chǔ)高度確定 191
9.7.3 基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算 193
9.8 柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ) 195
9.8.1 柱下條形基礎(chǔ) 195
9.8.2 十字交叉基礎(chǔ) 197
9.9 筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ) 198
9.9.1 筏形基礎(chǔ) 198
9.9.2 箱形基礎(chǔ) 200
9.10 減少地基不均勻沉降的措施 201
9.10.1 建筑措施 201
9.10.2 結(jié)構(gòu)措施 203
9.10.3 地基和基礎(chǔ)措施 204
9.10.4 施工措施 204
思考題與習(xí)題 205
第10章 樁基礎(chǔ) 207
10.1 樁基礎(chǔ)類型 208
10.1.1 樁基礎(chǔ)的組成與作用 208
10.1.2 樁基礎(chǔ)的適用性 208
10.1.3 樁基設(shè)計(jì)原則 208
10.1.4 樁基礎(chǔ)類型 209
10.2 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 213
10.2.1 單樁靜載荷試驗(yàn) 213
10.2.2 靜力觸探法 217
10.2.3 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法 219
10.3 樁基水平承載力 224
10.3.1 單樁水平載荷試驗(yàn) 225
10.3.2 水平承載力特征值 227
10.3.3 樁基水平承載力驗(yàn)算 230
10.4 樁的負(fù)摩阻力 231
10.4.1 負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因 231
10.4.2 中性點(diǎn)及其位置的確定 232
10.4.3 負(fù)摩阻力計(jì)算 232
10.4.4 負(fù)摩阻力驗(yàn)算 233
10.4.5 降低或克服負(fù)摩阻力的
措施 234
10.5 樁基沉降計(jì)算 235
10.5.1 樁基變形的控制指標(biāo) 235
10.5.2 樁基沉降量計(jì)算 236
10.6 樁基計(jì)算 241
10.6.1 樁頂作用效應(yīng)計(jì)算 241
10.6.2 樁基豎向承載力計(jì)算 242
10.6.3 樁基軟弱下臥層驗(yàn)算 244
10.6.4 抗拔承載力驗(yàn)算 245
思考題與習(xí)題 248
第11章 地基處理 251
11.1 換填墊層與褥墊法 252
11.1.1 換填墊層的作用 252
11.1.2 換墊材料 252
11.1.3 換填墊層設(shè)計(jì) 253
11.1.4 墊層施工 256
11.1.5 褥墊法 257
11.2 預(yù) 壓 地 基 258
11.2.1 堆載預(yù)壓地基 258
11.2.2 真空預(yù)壓地基 263
11.2.3 真空、堆載聯(lián)合預(yù)壓地基 265
11.3 壓實(shí)地基和夯實(shí)地基 265
11.3.1 壓實(shí)地基 265
11.3.2 夯實(shí)地基 267
11.4 復(fù)合地基理論 270
11.4.1 復(fù)合地基的概念 270
11.4.2 復(fù)合地基破壞模式 270
11.4.3 復(fù)合地基承載力 271
11.4.4 復(fù)合地基變形計(jì)算 272
11.5 振沖碎石樁和沉管砂石樁
復(fù)合地基 273
11.5.1 振沖碎石樁和沉管砂石樁
原理 273
11.5.2 復(fù)合地基設(shè)計(jì)要點(diǎn) 274
11.5.3 施工工藝 276
11.6 水泥土攪拌樁復(fù)合地基 276
11.6.1 水泥土攪拌樁加固機(jī)理 276
11.6.2 水泥土攪拌樁復(fù)合地基
設(shè)計(jì)要點(diǎn) 277
11.6.3 水泥土攪拌法的施工工藝 280
11.7 旋噴樁復(fù)合地基 280
11.7.1 旋噴樁的原理 280
11.7.2 高壓噴射注漿法設(shè)計(jì)要點(diǎn) 281
11.7.3 施工工藝 282
11.8 灰土擠密樁和土擠密樁復(fù)合地基 283
11.8.1 灰土擠密樁和土擠密樁
原理 283
11.8.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 284
11.8.3 灰土擠密樁法和土擠密
樁法的施工工藝 285
11.9 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基 286
11.9.1 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的
概念 286
11.9.2 夯實(shí)水泥土樁設(shè)計(jì)要點(diǎn) 287
11.9.3 夯實(shí)水泥土樁的施工工藝 287
11.10 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基 288
11.10.1 水泥粉煤灰碎石樁原理 288
11.10.2 水泥粉煤灰碎石樁的
設(shè)計(jì)要點(diǎn) 289
11.10.3 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地
基施工工藝 290
11.11 柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基 291
11.11.1 柱錘沖擴(kuò)樁的原理及
適用范圍 291
11.11.2 柱錘沖擴(kuò)樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 291
11.11.3 柱錘沖擴(kuò)樁法施工工藝 292
11.12 多樁型復(fù)合地基 293
11.12.1 多樁型復(fù)合地基設(shè)計(jì)
原則 293
11.12.2 布樁 294
11.12.3 復(fù)合地基墊層 294
11.12.4 多樁型復(fù)合地基承載力
特征值 294
11.12.5 復(fù)合地基變形計(jì)算 295
11.13 石灰樁法 296
11.13.1 石灰樁法原理 296
11.13.2 石灰樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 298
11.14 注漿加固 300
11.14.1 注漿加固的類型 300
11.14.2 單液硅化法和堿液法 302
思考題與習(xí)題 303
第12章 特殊土地基 305
12.1 軟土地基 306
12.1.1 軟弱土的特征 306
12.1.2 軟弱土對(duì)建筑物的影響及
危害 307
12.2 濕陷性黃土地基 307
12.2.1 濕陷性黃土的特征和分布 307
12.2.2 黃土濕陷性評(píng)價(jià) 309
12.2.3 濕陷性黃土地基承載力 312
12.2.4 黃土地基沉降量 313
12.3 膨脹土地基 313
12.3.1 膨脹土的特性 314
12.3.2 膨脹土的脹縮性指標(biāo) 315
12.3.3 膨脹土地基變形量 316
12.3.4 膨脹土地基評(píng)價(jià) 317
12.4 飽和砂土和飽和粉土地基 318
12.4.1 飽和砂土和飽和粉土的
液化 318
12.4.2 液化性判別 319
12.5 凍土地基 321
12.5.1 凍土及凍土類別 321
12.5.2 凍土的凍脹性指標(biāo) 322
12.6 鹽漬土地基 324
12.6.1 鹽漬土的分類及腐蝕性 324
12.6.2 鹽漬土的融陷性 324
12.7 山區(qū)地基 325
12.7.1 土巖組合地基 325
12.7.2 巖石地基 327
12.7.3 巖溶 327
12.7.4 土洞 329
12.8 地震區(qū)的地基基礎(chǔ) 330
12.8.1 地震的基本知識(shí) 330
12.8.2 房屋建筑抗震設(shè)防類別、
建筑場(chǎng)地選擇 332
12.8.3 土層的等效剪切波速與
建筑場(chǎng)地類別 334
12.8.4 地基強(qiáng)度抗震驗(yàn)算 335
思考題與習(xí)題 337
第13章 巖土工程勘察 339
13.1 工程地質(zhì)基本知識(shí) 340
13.1.1 巖石 340
13.1.2 地形地貌 340
13.1.3 地質(zhì)構(gòu)造 342
13.1.4 地下水 343
13.2 巖土工程勘察的目的 345
13.2.1 巖土工程勘察等級(jí) 345
13.2.2 巖土工程勘察階段 346
13.3 巖土工程勘察方法 348
13.3.1 坑探 348
13.3.2 鉆探 349
13.3.3 巖土取樣 350
13.3.4 地球物理勘探 350
13.4 原位測(cè)試 351
13.4.1 圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn) 351
13.4.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 354
13.4.3 靜力觸探試驗(yàn) 357
13.4.4 波速試驗(yàn) 359
13.5 巖土工程勘察報(bào)告的編寫 360
13.5.1 巖土工程勘察報(bào)告的編
寫要求 360
13.5.2 巖土工程勘察報(bào)告的
編寫內(nèi)容 361
13.5.3 工程地質(zhì)報(bào)告的編寫格式 361
13.5.4 巖土工程勘察報(bào)告的附件 362
13.6 地基驗(yàn)槽 363
13.6.1 驗(yàn)槽內(nèi)容 363
13.6.2 驗(yàn)槽方法 363
13.6.3 基槽的局部處理 365
思考題 366
參考文獻(xiàn)
