内容简介

本教材是根据全国高等学校土木工程专业指导委员会编制的教学大纲编写的。编写过程中，参考了国家及行业最新相关规范，包括《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)等。

本教材主要内容为常见的基础工程基本原理、方法及设计，包括天然地基上浅基础设计的基本理论、浅基础的结构与构造设计、桩基础、沉井基础、基坑工程、动力机器基础与地基基础抗震简介等。

本教材可供建筑工程、交通土建工程、岩土与地下工程等土建学科专业及相近专业的应用型一般工科院校本科生使用，也可供从事相关工作的设计、施工专业技术人员参考。

前    言

　　

　　

　　尽管有关基础工程的教材较多，但对于一般应用型工科院校的土木工程专业或相近专业的师生来说，找一本合适的教材并不容易。第一，很多基础工程教材的理论性较强，一般工科院校的本科生和授课教师、使用起来比较困难；第二，一般工科院校的基础工程课程的学时数在32～40，而已有的教材大多内容偏多，使用起来很不方便；第三，也是十分重要的，近年来，我国土木工程建设发展迅速，也带动了基础工程科学技术的发展和进步。因此，亟须编写出版适应新形势的适合应用型一般工科院校本科生使用的基础工程教材。

　　本教材充分考虑教学需求，注重基本原理和方法，强调解决问题(设计)，同时，在写作上与国家及行业最新相关规范保持一致，取材方面以房屋建筑为主，兼顾其他。

　　本教材由河北工业大学王贵君教授、大连海洋大学隋红军副教授、天津城建大学李顺群教授和盐城工学院李富荣教授编写，其中，王贵君编写第1，2，3，4章，隋红军编写第5章，李顺群编写第6章，李富荣编写第7章，全书由王贵君统稿。

　　在编写本教材过程中，参考和引用了一些公开发表的文献和资料，谨向这些作者表示诚挚的谢意。

　　由于编者水平有限，书中可能存在疏漏之处，敬请指正。

　　

　　

　　

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　编  者  

目    录

 

第1章  绪论 1

1.1  基础工程的概念 1

1.2  基础工程的重要性 2

1.3  基础工程学科发展概况 4

1.4  基础工程学科的特点和学习要求 5

第2章  天然地基上浅基础设计的

基本理论 7

2.1  地基基础设计基本原则 7

2.1.1  地基基础设计等级 8

2.1.2  地基基础设计要求 8

2.1.3  作用效应组合与抗力取值 9

2.1.4  地基基础设计步骤 10

2.2  浅基础的类型 11

2.2.1  无筋扩展基础 12

2.2.2  扩展基础 13

2.2.3  柱下条形基础 14

2.2.4  筏形和箱形基础 14

2.2.5  壳体基础 16

2.3  基础埋置深度的确定 16

2.3.1  建筑物的用途，有无地下室、

设备基础和地下设施，基础的

型式和构造 17

2.3.2  作用在地基上的荷载大小和

性质 17

2.3.3  工程地质和水文地质条件 17

2.3.4  相邻建筑物的基础埋深 19

2.3.5  地基土冻胀和融陷的影响 20

2.4  地基承载力 23

2.4.1  荷载试验确定地基承载力

特征值 23

2.4.2  公式计算确定地基承载力

特征值 24

2.4.3  地基承载力的修正 25

2.4.4  影响地基承载力的因素 25

2.5  基础底面尺寸的确定 26

2.5.1  按持力层承载力计算 26

2.5.2  软弱下卧层承载力的验算 28

2.6  地基变形验算 31

2.6.1  地基变形特征 31

2.6.2  地基变形特征的控制 32

2.6.3  地基变形的计算 32

2.6.4  建筑物地基变形的允许值 38

2.7  地基稳定性验算 39

2.8  减轻不均匀沉降损害的措施 39

2.8.1  建筑措施 39

2.8.2  结构措施 43

2.8.3  施工措施 44

思考与练习题 45

第3章  浅基础的结构与构造设计 47

3.1  概述 47

3.2  无筋扩展基础 49

3.3  扩展基础 51

3.3.1  扩展基础的构造要求 51

3.3.2  扩展基础结构设计的

计算原则 53

3.3.3  钢筋混凝土墙下条形基础 53

3.3.4  钢筋混凝土柱下独立基础 55

3.4  柱下钢筋混凝土条形基础设计 65

3.4.1  柱下钢筋混凝土条形基础的

构造要求 65

3.4.2  柱下钢筋混凝土条形基础

内力计算方法 66

3.5  筏形基础设计 75

3.5.1  构造要求 75

3.5.2  筏形基础的结构与内力计算 76

3.6  箱形基础 82

3.6.1  箱形基础构造要求 82

3.6.2  箱形基础基底反力与内力的

简化计算 83

思考与练习题 86

第4章  桩基础 89

4.1  概述 89

4.1.1  桩基础的适用性 89

4.1.2  桩基设计内容 90

4.1.3  桩基设计原则 90

4.2  桩和桩基的分类 92

4.2.1  桩基的分类 92

4.2.2  桩的分类 92

4.3  竖向荷载下单桩的工作性能 97

4.3.1  桩的荷载传递 97

4.3.2  单桩的破坏模式 98

4.3.3  桩侧负摩阻力 99

4.4  单桩竖向承载力 101

4.4.1  按照《建筑地基基础设计

规范》确定单桩竖向承载力

特征值 102

4.4.2  按照《建筑桩基技术规范》

确定单桩竖向极限承载力 103

4.4.3  按照《建筑桩基技术规范》

确定单桩竖向承载力

特征值 107

4.4.4  群桩中单桩(基桩)竖向

承载力特征值 107

4.4.5  抗拔承载力验算 108

4.4.6  桩身承载力验算 109

4.5  桩的水平承载力 110

4.5.1  单桩水平承载力的

影响因素 110

4.5.2  单桩水平承载力的确定 110

4.5.3  水平荷载作用下基桩内力和

位移分析 111

4.6  群桩基础计算 114

4.6.1  群桩的工作特点 114

4.6.2  桩顶作用效应简化计算 115

4.7  桩基础设计 116

4.7.1  桩类型、桩长和截面尺寸

选择 116

4.7.2  单桩承载力的确定 117

4.7.3  桩数及桩位布置 117

4.7.4  群桩中单桩(基桩)承载力的

验算 119

4.7.5  软弱下卧层承载力的验算 119

4.7.6  桩基沉降验算 120

4.7.7  承台设计 122

4.7.8  桩身结构设计 132

思考与练习题 138

第5章  沉井基础 141

5.1  概述 141

5.2  沉井的类型与构造 142

5.2.1  沉井的类型 142

5.2.2  沉井的构造 144

5.3  沉井的设计计算 145

5.3.1  沉井外形尺寸的设计计算 146

5.3.2  沉井下沉与抗浮稳定性

验算 146

5.3.3  沉井作为整体深基础的

设计与计算 147

5.3.4  沉井施工过程中的

结构设计 152

5.3.5  沉井混凝土封底和盖板的

计算 161

5.3.6  浮运沉井计算要点 161

思考与练习题 162

第6章  基坑工程 163

6.1  概述 163

6.1.1  影响基坑工程精确设计的

难点 164

6.1.2  基坑工程设计资料 165

6.1.3  基坑工程设计的内容 165

6.1.4  基坑支护结构设计要求 165

6.1.5  支护结构设计时采用的

两种极限状态 165

6.1.6  基坑工程的设计和

安全等级 166

6.1.7  基坑周边环境条件 167

6.1.8  土压力、水压力计算方法及

土的抗剪强度指标取用 167

6.2  基坑支护结构的类型 168

6.2.1  基坑支护结构的分类 169

6.2.2  常用的支护结构形式 169

6.3  放坡开挖 173

6.4  土钉墙与锚喷支护 175

6.4.1  土钉墙 175

6.4.2  锚喷支护 180

6.5  重力式水泥土墙 185

6.5.1  稳定性与承载力验算 185

6.5.2  构造要求 188

6.6  板式支挡结构 189

6.6.1  结构分析 189

6.6.2  稳定性验算 193

6.6.3  排桩设计 200

6.6.4  双排桩设计 202

6.6.5  地下连续墙构造要求 204

6.6.6  内支撑结构设计 205

6.7  支护结构与主体结构的结合及

逆作法 208

6.7.1  简述 208

6.7.2  支护结构与主体结构

相结合设计 209

6.7.3  支护结构与主体结构的构件

相结合工程实例--

中国平安金融大厦 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  基坑监测 217

6.9.1  概述 217

6.9.2  基坑监测项目 217

6.9.3  基坑监测测点布置 218

6.9.4  基坑监测实施与反馈 219

思考与练习题 220

第7章  动力机器基础与地基基础

抗震简介 223

7.1  动力机器基础的设计原理 223

7.1.1  动力机器的分类 223

7.1.2  振动对土体性质的影响 224

7.1.3  振动作用下地基承载力

验算 226

7.1.4  动力机器基础设计的

一般步骤 227

7.2  建筑场地类别与震害 227

7.2.1  建筑场地类别 227

7.2.2  地基岩土地震灾害 230

7.2.3  土工构筑物的震害 232

7.3  土的动力特性简介 233

7.3.1  应变范围 233

7.3.2  静力和动力加载条件的

差异 234

7.3.3  土的变形特性与剪应变的

相关性 235

7.3.4  动荷载的三种基本类型 236

7.3.5  动力试验的加载方式 237

7.4  地基基础抗震设计简介 238

7.4.1  地基基础抗震验算 238

7.4.2  地基液化判别与地基的

液化等级 239

7.4.3  地基抗液化措施 241

7.4.4  桩基抗震承载力验算 243

思考与练习题 244

参考文献 245