《地基與基礎》根據高職高專建筑工程技術專業人才培養目標與規格要求,緊密結合最新的規范、標準編寫而成,系統地闡述了土力學與地基基礎的主要內容,包括工程地質與勘察、地基變形計算、土的抗剪強度和地基承載力、土坡穩定與擋土墻、淺基礎工程、樁基礎工程、基坑工程和地基處理8個單元的內容。
根據工程特性,《地基與基礎》對傳統的土力學與地基基礎內容進行了整合與取舍,突出了應用性、針對性與時代性。同時,書中配有大量插圖,以圖文并茂的形式展示,易于讀者理解。
《地基與基礎》為高職高專建筑工程技術專業教材,也可供土建類其他專業選擇使用,同時可作為成人教育、相關職業崗位培訓教材以及有關的工程技術人員的參考或自學用書。
“地基與基礎”是高職高專建筑工程技術專業的一門重要專業課程。近年來,隨著我國經濟建設的迅猛發展,城市建設日益增多,地基與基礎的重要性,也日益受到各方的重視與關注。本書采用了國家最新的規范、規程和有關標準,根據高等職業技術應用型人才培養的要求及工程實際中專業的最新動態編寫而成。全書按地基基礎工程的作業內容分為工程地質與勘察、地基變形計算、土的抗剪強度和地基承載力、土坡穩定與擋土墻、淺基礎工程、樁基礎工程、基坑工程、地基處理等8個單元,每一單元均有實際工作內容與之對應,并融土力學內容于其中,打破了傳統的土力學地基基礎教材形式。同時書中大量采用圖表,盡量做到圖文并茂,以幫助學生充分理解所學內容。
本書緒論、單元6和單元7由肖先波編寫,單元1由胡勇編寫,單元2由李敬海編寫,單元3由潘東毅編寫,單元4由潘建康編寫,單元5、單元8由金怡編寫。全書由肖先波負責統稿并擔任該書的主編,金怡為副主編。本書由同濟大學土木工程學院陳建峰主審。本書在編寫過程中得到了湖州天和建筑設計院及浙江大東吳建設集團部分技術人員的幫助,在此致以深切的謝意。
限于編者水平和時間倉促,書中難免有不妥之處,懇請讀者批評指正。
0 緒論
0.1 地基與基礎的概念
0.2 地基與基礎的重要性
0.3 本課程的內容和特點
單元1 工程地質與勘察
1.1 工程地質常識
1.1.1 地質構造
1.1.2 水文地質
1.2 土的特性
1.2.1 土的組成
1.2.2 土的結構
1.2.3 土的物理性質指標
1.2.4 土的物理狀態指標
1.2.5 土的工程分類
1.2.6 土的基本物理性質實驗
1.3 工程地質勘察
1.3.1 勘察等級劃分與勘察要求
1.3.2 工程地質測繪
1.3.3 勘探工作
1.3.4 原位測試
113.5 地質勘察報告
1.3.6 地基勘察報告閱讀實例
單元小結
思考題
練習題
單元2 地基變形計算
2.1 土中應力分析與計算
2.1.1 自重應力的分析與計算
2.1.2 基底壓力的分析與計算
2.1.3 附加應力的分析與計算
2.2 土的滲透變形與固結
2.2.1 滲透力與滲透變形
2.2.2 土的固結
2.3 地基沉降計算與建筑物沉降觀測
2.3.1 分層總和法與規范法計算地
2.3.2 建筑物沉降觀測
2.3.3 土工試驗(固結試驗)
單元小結
思考題
練習題
單元3 土的抗剪強度和地基承載力
3.1 土的抗剪強度
3.1.1 土的剪切特性
3.1.2 抗剪強度指標的測定方法
3.1.3 土工試驗(剪切試驗)
3.2 地基承載力的確定
3.2.1 地基破壞形式
3.2.2 地基承載力的理論計算
3.2.3 地基土的極限承載力
3.2.4 地基承載力的確定
單元小結
思考題
練習題
單元4 土坡穩定與擋土墻
4.1 擋土墻的形式及在工程中的應用
4.1.1 擋土墻的形式
4.1.2 擋土墻在工程中的應用
4.2 土壓力計算
4.2.1 土壓力的類型
4.2.2 朗金土壓力理論
4.2.3 庫侖土壓力理論
4.3 擋土墻設計
4.3.1 擋土墻的構造
4.3.2 擋土墻的計算
4.4 土坡穩定分析
4.4.1 土坡穩定的意義與影響因素
4.4.2 簡單土坡穩定分析
4.5 擋土墻設計實例
單元小結
思考題
練習題
單元5 淺基礎工程
5.1 淺基礎類型及構造要求
5.1.1 淺基礎的分類
5.1.2 常見淺基礎構造要求
5.2 淺基礎設計
5.2.1 埋置深度確定
5.2.2 淺基礎設計計算
5.3 淺基礎設計實例
單元小結
思考題
練習題
單元6 樁基礎工程
6.1 樁基礎類型及構造要求
6.1.1 樁基礎的特點及適用條件
6.1.2 樁的分類及選擇
6.1.3 樁基構造要求
6.2 樁基礎設計
6.2.1 單樁豎向承載力
6.2.2 群樁豎向承載力
6.2.3 樁基水平承載力
6.2.4 樁基沉降
6.2.5 樁承臺設計
6.3 樁基礎設計實例
6.3.1 樁基礎設計的步驟
6.3.2 例題
單元小結
思考題
練習題
單元7 基坑工程
7.1 概述
7.1.1 基坑工程的特點
7.1.2 基坑工程的主要內容
7.1.3 基坑支護的目的
7.2 支護結構選型
7.2.1 支護結構的類型
7.2.2 常見支護結構的形式
7.3 支護結構計算與設計
7.3.1 一般規定
7.3.2 荷載與抗力計算
7.3.3 圍護墻計算與設計
7.3.4 支護結構穩定驗算
7.4 基坑工程監測
7.4.1 基本規定
7.4.2 監測項目
7.4.3 監測方法
7.5 基坑支護設計實例
7.5.1 排樁加內支撐方案實例
7.5.2 復合型土釘墻方案實例
單元小結
思考題
單元8 地基處理
8.1 概述
8.2 常見地基處理方法
8.2.1 換土墊層法
8.2.2 預壓排水固結法
8.2.3 復合地基
8.2.4 其他處理方法簡介
8.3 特殊土地基處理
8.3.1 膨脹土地基
8.3.2 濕陷性黃土地基
8.3.3 軟土地基
單元小結
思考題
練習題
參考文獻
0.1 地基與基礎的概念
基礎(foundation)是建筑地面以下的承重構件,是建筑的下部結構。它承受建筑物上部結構傳下來的全部荷載,并把這些荷載連同本身的重量一起傳到地基上。地基(sub grade)則是承受由基礎傳下的荷載的土層(圖0-1)。
地基是由土或巖石組成的,它的形成、成分、工程特性及其所處的自然環境復雜多變。因此,在建筑設計之前,必須進行建筑場地的地基勘察,以充分了解地基土(巖)的成因及構造、物理力學性質、地下水情況以及是否存在不良地質現象(如滑坡、巖溶、地震等),從而對場地的工程地質條件作出正確的評價。這是做好地基基礎設計和施工的先決條件。
地基可分為天然地基和人工地基。不需要對地基進行處理就可以直接放置基礎的天然土層稱為天然地基。如天然地層土質過于軟弱或有不良的工程地質問題,需要經過人工加固或處理后才能修筑基礎的地基稱為人工地基。
基礎的作用是承受建筑物的荷載,將荷載擴散傳到地基上,并調整地基的變形。基礎通常埋置于地下,根據埋深可分為淺基礎和深基礎。一般把埋置深度不大(1~5m),只需經過挖槽、排水等一般施工方法即可建成的基礎稱為淺基礎。而當淺層土質不良,埋深需加大,并需通過特殊的施工方法和施工機械才能完成的基礎稱為深基礎(如樁基礎、沉井基礎、地下連續墻等)。
為了保證建筑物的安全和正常使用,地基基礎設計必須滿足以下技術條件:
(1)地基的強度條件。地基應有足夠的強度,在荷載作用下,不致發生剪切破壞或失穩破壞。
(2)地基的變形條件。地基不能產生過大的沉降或不均勻沉降,要求建筑物的沉降量、沉降差、傾斜和局部傾斜都不能超過地基變形允許值,以保證建筑物不因地基變形過大而產生開裂破壞,影響正常使用。