土力學與地基基礎

本書根據《建築地基基礎設計規範》GB 50007—2002《岩土工程勘察規範》GB 50021—2002等新規範要求系統闡述了土的基本性質及工程分類、土的壓縮性與地基沉降計算、土的抗剪強度與地基承載力、土壓力與土坡穩定分析；重點討論了淺基礎設計與施工、樁基礎設計與施工，給出了常用土力學試驗指導；簡要介紹了沉井基礎與地下連續牆、基坑工程、軟弱地基處理和岩土工程勘察的常用方法；簡要討論了地震區的地基基礎。 本書的特點是理論講述儘量簡化，一般只選擇土力學中的基本理論和地基基礎工程設計和施工中常見的技術問題，闡述一些典型的基礎工程、岩土工程經驗，工程實例和計算例題較多。 ^[1]  為便於學生複習與練習，各章都附有思考題、習題及參考答案。 ^[1] 

本書的特點是理論講述儘量簡化，一般只選擇土力學中的基本理論和地基基礎工程設計和施工中常見的技術問題，介紹一些典型的基礎工程、岩土工程經驗，工程實例和計算例題較多。為便於學生複習與練習，各章都附有思考題、習題及參考答案。

本書可作為高等職業院校的建築工程技術、道路橋樑工程技術、城市軌道交通工程技術等土木工程類專業的教材，也可供建築設計院、工程勘察院和建築公司的工程技術人員學習參考。

緒論1

0.1 土力學與地基基礎的研究對象1

0.2 本課程的內容及學習目標3

第1章 土的性質及工程分類5

1.1 土的三相組成與結構5

1.1.1 土的固體顆粒5

1.1.2 土中水7

1.1.3 土中氣體8

1.1.4 土的結構8

1.2 土的物理性質指標與測定9

1.2.1 三個基本試驗指標10

1.2.2 其他指標11

1.2.3 指標之間的換算關係12

1.3 土的物理狀態指標15

1.3.1 黏性土的物理狀態指標15

1.3.2 無黏性土的密實度17

1.4 土的滲透性19

1.4.1 土的滲透定律19

1.4.2 滲透係數的測定與取值20

1.4.3 滲流力和滲透破壞21

1.5 地基岩土的工程分類23

1.5.1 岩石23

1.5.2 碎石土23

1.5.3 砂土24

1.5.4 粉土24

1.5.5 黏性土24

1.5.6 人工填土25

1.6 思考題與習題26

第2章 土的壓縮性與地基沉降計算28

2.1 概述28

2.2 側限條件下土的壓縮性29

2.2.1 室內側限壓縮試驗與壓縮

曲線29

2.2.2 側限壓縮性指標30

2.3 土的壓縮性現場試驗31

2.3.1 現場載荷試驗32

2.3.2 土體變形模量與壓縮模量

的關係34

2.4 地基中應力的計算35

2.4.1 土的自重應力35

2.4.2 基底壓力和附加壓力37

2.4.3 土中應力計算38

2.5 地基終沉降量計算40

2.5.1 分層總和法40

2.5.2 規範推薦方法42

2.5.3 由實測沉降推算終

沉降量47

2.6 飽和土單向固結沉降49

2.6.1 有效應力原理49

2.6.2 飽和土單向滲透固結50

2.6.3 沉降與時間的關係計算51

2.6.4 飽和土固結理論在軟黏土

地基處理中的應用52

2.7 思考題與習題53

第3章 土的抗剪強度與地基承載力55

3.1 概述55

3.1.1 土的強度的工程意義55

3.1.2 土的強度的構成56

3.1.3 庫侖公式與莫爾-庫侖破

壞理論56

3.1.4 土的極限平衡條件57

3.2 抗剪強度指標的測定59

3.2.1 室內直接剪切試驗59

3.2.2 現場十字板剪切試驗62

3.2.3 其他試驗方法簡介63

3.3 抗剪強度指標66

3.3.1 兩類土的抗剪強度指標66

3.3.2 黏性土在不同排水固結

條件下的抗剪強度指標67

3.3.3 抗剪強度指標的選擇68

3.4 地基承載力69

3.4.1 地基破壞形式69

3.4.2 地基承載力理論計算70

3.4.3 按規範確定地基承載力75

3.5 思考題與習題76

第4章 土壓力與土坡穩定分析78

4.1 概述78

4.2 土壓力的類型79

4.2.1 土壓力的類型79

4.2.2 幾類土壓力的比較79

4.3 土壓力的計算80

4.3.1 經驗法計算靜止土壓力80

4.3.2 朗肯土壓力理論81

4.3.3 庫侖土壓力理論88

4.4 擋土牆的設計91

4.4.1 擋土牆的類型91

4.4.2 重力式擋土牆的計算與構造93

4.5 土坡穩定分析95

4.5.1 影響土坡穩定的因素95

4.5.2 土坡開挖規定96

4.5.3 簡單土坡穩定分析97

4.6 思考題與習題99

第5章 淺基礎設計與施工101

5.1 概述101

5.1.1 地基與基礎設計原則101

5.1.2 淺基礎的分類104

5.2 基礎埋置深度選擇109

5.3 地基計算116

5.3.1 地基承載力計算116

5.3.2 地基變形計算119

5.3.3 地基穩定性計算120

5.4 基礎底面尺寸設計123

5.4.1 中心荷載作用下的基底

尺寸123

5.4.2 偏心荷載作用下的基底

尺寸125

5.5 無筋擴展基礎設計127

5.5.1 無筋擴展基礎的適用範圍127

5.5.2 無筋擴展基礎的設計及

構造要求127

5.6 擴展基礎設計131

5.6.1 擴展基礎的適用範圍131

5.6.2 擴展基礎的構造要求131

5.6.3 擴展基礎的計算135

5.7 天然地基上淺基礎的施工138

5.7.1 鋼筋混凝土擴展基礎的

施工要點138

5.7.2 毛石基礎的施工要點138

5.8 思考題與習題139

第6章 樁基礎設計與施工141

6.1 概述141

6.1.1 樁基礎的適用性與特點141

6.1.2 樁與樁基礎的分類142

6.1.3 樁基設計原則146

6.2 基樁的質量檢測147

6.2.1 低應變法147

6.2.2 聲波透射法148

6.2.3 鑽芯法149

6.3 豎向承載力150

6.3.1 豎向荷載下單樁的工作

性能150

6.3.2 單樁豎向極限承載力

標準值152

6.3.3 單樁豎向承載力特徵值158

6.3.4 軸心受壓樁身承載力計算158

6.3.5 考慮承台效應的複合基樁

豎向承載力特徵值159

6.4 樁基礎設計160

6.4.1 選擇樁型與尺寸160

6.4.2 樁的數量和平面佈置161

6.4.3 樁基礎計算(驗算)163

6.4.4 樁基承台設計165

6.5 樁基礎施工170

6.5.1 灌注樁施工170

6.5.2 人工挖孔樁施工172

6.5.3 預製樁沉樁施工173

6.6 思考題與習題175

第7章 沉井基礎與地下連續牆176

7.1 沉井概述176

7.2 沉井的類型和構造177

7.2.1 沉井的分類177

7.2.2 沉井的基本構造180

7.3 沉井的施工182

7.3.1 旱地沉井施工182

7.3.2 水中沉井施工184

7.3.3 沉井施工過程中的結構

強度計算185

7.3.4 常見問題及處理193

7.4 沉井設計簡介194

7.4.1 沉井尺寸195

7.4.2 承載力與自重驗算195

7.5 地下連續牆簡介201

7.6 思考題與習題204

第8章 基坑工程206

8.1 概述206

8.1.1 基坑工程的主要特點206

8.1.2 基坑支護結構的類型與

適用條件207

8.1.3 基坑的破壞類型209

8.1.4 基坑支護設計原則210

8.2 排樁支護結構設計211

8.2.1 土壓力的計算211

8.2.2 懸臂式排樁213

8.2.3 單層支錨排樁215

8.3 基坑穩定性分析220

8.3.1 穩定性分析的作用220

8.3.2 穩定性理論分析220

8.3.3 滲流穩定分析223

8.4 施工與監測224

8.4.1 地下水控制224

8.4.2 現場監測228

8.4.3 土方開挖230

8.4.4 逆作業施工技術簡介232

8.5 思考題與習題233

第9章 軟弱地基處理234

9.1 概述234

9.1.1 軟弱地基的特點234

9.1.2 地基處理的目的234

9.1.3 地基處理方法的分類和

適用情況235

9.2 換填墊層法236

9.2.1 墊層設計236

9.2.2 墊層施工238

9.2.3 質量檢驗238

9.3 夯實地基239

9.3.1 概述239

9.3.2 強夯地基設計與施工239

9.3.3 質量檢驗241

9.4 預壓地基242

9.4.1 概述242

9.4.2 堆載預壓242

9.4.3 真空預壓243

9.4.4 質量檢驗與預壓效果244

9.5 複合地基理論245

9.5.1 複合地基的概念與分類245

9.5.2 複合地基承載力與變形

計算246

9.6 豎向增強體複合地基248

9.6.1 振衝碎石樁複合地基248

9.6.2 水泥土攪拌樁複合地基249

9.6.3 旋噴樁複合地基250

9.7 思考題與習題251

第10章 岩土工程勘察及地震區

地基基礎252

10.1 概述252

10.1.1 岩土工程勘察存在的問題252

10.1.2 岩土工程勘察的目的和

任務253

10.1.3 岩土工程勘察分級253

10.2 房屋建築工程的勘察內容255

10.2.1 工作內容255

10.2.2 各階段勘察的內容255

10.3 野外勘察方法257

10.3.1 鑽探與取土樣257

10.3.2 觸探試驗261

10.3.3 標準貫入試驗267

10.4 室內土工試驗內容268

10.5 勘察報告書的編寫269

10.5.1 勘察報告書的一般內容269

10.5.2 勘察報告書編寫實例270

10.6 地震區地基基礎274

10.6.1 地震簡述274

10.6.2 土的液化274

10.6.3 地基基礎抗震措施277

10.7 思考題與習題278

第11章 土工試驗指導280

11.1 土的密度及含水率試驗280

11.1.1 土的密度試驗280

11.1.2 土的含水率試驗282

11.2 土的顆粒分析試驗284

11.3 液限、塑限聯合測定試驗287

11.4 土的擊實試驗292

11.5 土的側限壓縮試驗296

11.6 直接剪切試驗301

參考文獻305