本書是一本適合土木工程專業(yè)所開設(shè)的“土力學(xué)與基礎(chǔ)工程”或“土力學(xué)”和“基礎(chǔ)工程”課程的教材。本書系統(tǒng)地闡明了土力學(xué)的基本理論,介紹了很多地基基礎(chǔ)工程的經(jīng)驗,全書共分11章,包括緒論、工程地質(zhì)、土的物理性質(zhì)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(wěn)定、工程建設(shè)的巖土工程勘察、天然地基上淺基礎(chǔ)的設(shè)計、樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)、軟弱地基處理、特殊土地基、地震區(qū)的地基基礎(chǔ)等。本次修訂系按照正式頒布的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010)、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79—2012)等相關(guān)規(guī)范,在第4版的基礎(chǔ)上修訂而成。全書內(nèi)容簡明扼要,重點突出,工程實例豐富,圖文并茂,便于自學(xué)。各章附有復(fù)習(xí)思考題、習(xí)題及答案。
本書可作為各類高等院校土建、鐵道、交通、地質(zhì)、冶金、石油、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等相關(guān)專業(yè)本科和在職工程師進修班的教材,還可供從事土木工程勘察、設(shè)計和施工的技術(shù)人員參考。
第5版前言
新版《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)已于2012年8月1日開始實施。新版規(guī)范反映了近十年來我國地基基礎(chǔ)工程實踐經(jīng)驗和科研成果,較2002版規(guī)范在內(nèi)容上更加充實、完善,在技術(shù)水平上有了較大的提高。同時,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010)、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79—2012)等相關(guān)規(guī)范也相繼實施。
本書自出版以來受到了廣大師生的歡迎和認可,僅第4版于2004年出版以來,已經(jīng)累計印刷20次,共19.6萬冊。為了更好地滿足教學(xué)需要,并作為工程界廣大讀者學(xué)習(xí)新規(guī)范的參考,參照新規(guī)范有關(guān)內(nèi)容對本教材進行了修訂。
本教材第5版與第4版比較,主要有以下內(nèi)容進行了增減:
。1) 緒論: 根據(jù)近年來國內(nèi)建設(shè)領(lǐng)域因地基基礎(chǔ)原因而引起的工程事故,選擇了其中幾個典型事例作了介紹,對事故的原因進行了分析。
(2) 第2章: 增加了泥炭、泥炭質(zhì)土的工程定義。
。3) 第3章: 增加了回彈再壓縮變形計算方法, 對新版規(guī)范計算公式作了推導(dǎo),并對其中回彈變形例題進行了補充和完善。
(4) 第6章: 根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2001)(2009版),對勘探點的布置、勘探孔深度、詳細勘察的任務(wù)作了補充和修改,并對勘察報告的具體內(nèi)容進行了充實。
(5) 第7章: 增加了地基基礎(chǔ)設(shè)計等級中基坑工程的相關(guān)內(nèi)容; 修訂了建筑基礎(chǔ)底面下允許凍土層最大厚度; 增加了當(dāng)擴展基礎(chǔ)短邊尺寸小于或等于柱寬加2倍基礎(chǔ)有效高度的斜截面受剪承載力計算; 補充了當(dāng)柱下獨立基礎(chǔ)底面長短邊之比大于或等于2、小于或等于3時,基礎(chǔ)底板短向鋼筋的布置方法; 明確了擴展基礎(chǔ)最小配筋率的要求。
(6) 第8章: 修訂了按樁身混凝土強度計算樁的承載力; 補充了樁基礎(chǔ)最終沉降量的計算。
。7) 第9章: 補充了“水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)”設(shè)計和施工。
。8) 第10章: 根據(jù)相關(guān)規(guī)范,對濕陷性黃土的分區(qū)、物理力學(xué)性質(zhì)和評價作了修改和補充; 取消了教材中濕陷性黃土地基承載力基本值的相關(guān)內(nèi)容: 補充了濕陷性黃土地基承載力特征值、地基穩(wěn)定性計算的相關(guān)規(guī)定; 對濕陷性黃土地基處理的要求作了進一步細化; 對“凍土病害防治措施”作了補充。
。9) 第11章: 修訂了建筑場地類別劃分標(biāo)準(zhǔn); 改進了場地土液化判別方法,并對教材中的例題進行了改寫。
本教材第5版由張廣祥高級工程師和郭繼武高級工程師修訂。其中,第2、3、7、8、11章由郭繼武修訂,其余內(nèi)容由張廣祥修訂,全書由郭繼武統(tǒng)稿,在此對二位的辛勤付出表示衷心的感謝!
衷心希望廣大讀者對本書提出批評意見和改進建議,以便進一步提高本教材的質(zhì)量。
緒論
0.1國內(nèi)外地基基礎(chǔ)工程成敗實例
0.2本課程的任務(wù)和作用
0.3本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求
0.4本學(xué)科發(fā)展簡介
第1章工程地質(zhì)
1.1概述
1.1.1工程地質(zhì)的內(nèi)容與重點
1.1.2建筑場地的形成
1.1.3地質(zhì)年代
1.2礦物與巖石
1.2.1主要的造巖礦物
1.2.2巖石的類型和性質(zhì)
1.3第四紀(jì)沉積層
1.3.1殘積層
1.3.2坡積層
1.3.3洪積層
1.3.4沖積層
1.3.5海相沉積層
1.3.6湖沼沉積層
1.4不良地質(zhì)條件
1.4.1斷層
1.4.2巖層節(jié)理發(fā)育的場地
1.4.3滑坡
1.4.4河床沖淤
1.4.5岸坡失穩(wěn)
1.4.6河溝側(cè)向位移
1.5地下水
1.5.1地下水對工程的影響
1.5.2地下水分類
1.5.3地下水位
1.5.4地下水的運動
1.5.5地下水水質(zhì)
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第2章土的物理性質(zhì)及工程分類
2.1土的生成與特性
2.1.1土的生成
2.1.2土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造
2.1.3土的工程特性
2.1.4土的生成與工程特性
的關(guān)系
2.2土的三相組成
2.2.1土的固體顆粒
2.2.2土中水
2.2.3土中氣體
2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)
2.3.1土的三項基本物理性質(zhì)指標(biāo)
2.3.2反映土的松密程度的指標(biāo)
2.3.3反映土中含水程度的指標(biāo)
2.3.4特定條件下土的密度(重度)
2.4土的物理狀態(tài)指標(biāo)
2.4.1無黏性土的密實度
2.4.2黏性土的物理狀態(tài)指標(biāo)
2.5地基土的工程分類
2.5.1巖石
2.5.2碎石土
2.5.3砂土
2.5.4粉土
2.5.5黏性土
2.5.6人工填土
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第3章土的壓縮性與地基沉降計算
3.1土的變形特性
3.1.1基本概念
3.1.2土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
3.2有效應(yīng)力原理
3.2.1土中兩種應(yīng)力試驗
3.2.2有效應(yīng)力原理
3.2.3現(xiàn)場應(yīng)用實例
3.3側(cè)限條件下土的壓縮性
3.3.1側(cè)限壓縮試驗
3.3.2側(cè)限壓縮性指標(biāo)
3.3.3土層側(cè)限壓縮變形量
3.4土的壓縮性原位測試
3.4.1載荷試驗
3.4.2旁壓試驗
3.5地基中的應(yīng)力分布
3.5.1土層自重應(yīng)力
3.5.2基礎(chǔ)底面接觸壓力
3.5.3基礎(chǔ)底面附加壓力
3.5.4地基中的附加應(yīng)力
3.6地基的最終沉降量
3.6.1分層總和法
3.6.2《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》
(GB 50007—2011)
推薦沉降計算法
3.6.3相鄰荷載對地基沉降
的影響
3.7應(yīng)力歷史對地基沉降的影響
3.7.1土的回彈曲線和再壓縮曲線
3.7.2正常固結(jié)、超固結(jié)和欠固結(jié)的概念
3.7.3正常固結(jié)黏性土的現(xiàn)場原始曲線
3.7.4超固結(jié)土與欠固結(jié)土的現(xiàn)場原始壓縮曲線
3.7.5超固結(jié)土與欠固結(jié)土的沉降計算
3.8地基回彈和再壓縮變形的計算
3.8.1地基回彈變形的計算
3.8.2地基回彈再壓縮變形的計算
3.9地基沉降與時間的關(guān)系
3.9.1地基沉降與時間關(guān)系計算目的
3.9.2飽和土的滲流固結(jié)
3.9.3單向固結(jié)理論
3.9.4地基沉降與時間關(guān)系計算
3.9.5地基沉降與時間經(jīng)驗估算法
3.9.6地基瞬時沉降與次固結(jié)沉降
3.10建筑物沉降觀測與地基允許變形值
3.10.1地基變形特征
3.10.2建筑物的沉降觀測
3.10.3建筑物的地基變形允許值
3.10.4防止地基有害變形的措施
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第4章土的抗剪強度與地基承載力
4.1概述
4.1.1地基強度的意義
4.1.2土的強度的應(yīng)用
4.2土的極限平衡條件
4.2.1土體中任一點的應(yīng)力狀態(tài)
4.2.2莫爾庫侖破壞理論
4.2.3土的極限平衡條件
4.3抗剪強度指標(biāo)的確定
4.3.1直接剪切試驗
4.3.2三軸壓縮試驗
4.3.3無側(cè)限抗壓強度試驗
4.3.4十字板剪切試驗
4.4影響抗剪強度指標(biāo)的因素
4.4.1抗剪強度的來源
4.4.2影響抗剪強度指標(biāo)的各種因素
4.5地基的臨塑荷載和臨界荷載
4.5.1地基的臨塑荷載
4.5.2地基的臨界荷載
4.6地基的極限荷載
4.6.1地基的極限荷載概念
4.6.2太沙基(Terzaghi K)公式
4.6.3斯凱普頓(Skempton)公式
4.6.4漢森(Hansen J B)公式
4.6.5影響極限荷載的因素
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第5章土壓力與土坡穩(wěn)定
5.1概述
5.1.1擋土墻的用途與類型
5.1.2土壓力的種類
5.1.3影響土壓力的因素
5.1.4擋土墻發(fā)生事故實例
5.2靜止土壓力計算
5.2.1產(chǎn)生條件
5.2.2計算公式
5.2.3靜止土壓力的應(yīng)用
5.3朗肯土壓力理論
5.3.1無黏性土的土壓力
5.3.2黏性土的土壓力
5.4庫侖土壓力理論
5.4.1無黏性土主動土壓力
5.4.2無黏性土被動土壓力
5.5幾種常見情況的土壓力
5.5.1黏性土應(yīng)用庫侖土壓力公式
5.5.2填土表面作用均布荷載
5.5.3墻后填土分層
5.5.4填土中有地下水
5.6擋土墻設(shè)計
5.6.1擋土墻型式的選擇
5.6.2擋土墻初定尺寸
5.6.3擋土墻的穩(wěn)定性驗算
5.6.4墻后回填土的選擇
5.6.5墻后排水措施
5.7土坡穩(wěn)定分析
5.7.1土坡穩(wěn)定的作用
5.7.2影響土坡穩(wěn)定的因素
5.7.3土坡穩(wěn)定分析圓弧法
5.7.4簡單土坡穩(wěn)定計算
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第6章工程建設(shè)的巖土工程勘察
6.1概述
6.1.1巖土工程勘察的目的
6.1.2確定巖土工程勘察等級
6.1.3野外勘察的準(zhǔn)備工作
6.2各階段勘察的內(nèi)容與要求
6.2.1可行性研究勘察(選址勘察)
6.2.2初步勘察
6.2.3詳細勘察
6.2.4施工勘察
6.3巖土工程勘察方法
6.3.1鉆探法
6.3.2觸探法
6.3.3掘探法
6.4地基土的野外鑒別與描述
6.4.1地基土野外鑒別
6.4.2土的野外描述
6.5巖土工程勘察成果報告
6.5.1文字部分
6.5.2圖表部分
6.5.3巖土工程勘察成果報告實例
6.6驗槽
6.6.1驗槽的目的
6.6.2驗槽的內(nèi)容
6.6.3驗槽注意事項
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第7章天然地基上淺基礎(chǔ)的設(shè)計
7.1概述
7.1.1地基基礎(chǔ)的重要性與復(fù)雜性
7.1.2地基基礎(chǔ)方案的類型
7.1.3天然地基上淺基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容與步驟
7.1.4淺基礎(chǔ)設(shè)計所需資料
7.2淺基礎(chǔ)的類型
7.2.1淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型
7.2.2基礎(chǔ)的材料
7.3基礎(chǔ)的埋置深度
7.3.1上部結(jié)構(gòu)情況
7.3.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件
7.3.3當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度
7.3.4建筑場地的環(huán)境條件
7.4地基計算
7.4.1地基基礎(chǔ)設(shè)計等級
7.4.2地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本規(guī)定
7.4.3荷載效應(yīng)不利組合與相應(yīng)抗力限值
7.4.4荷載效應(yīng)不利組合
7.4.5承載力計算
7.4.6地基承載力特征值fak及影響其大小的因素
7.4.7地基承載力特征值的確定
7.4.8地基變形計算
7.4.9軟弱下臥層強度驗算
7.4.10地基穩(wěn)定性計算
7.5基礎(chǔ)尺寸設(shè)計
7.5.1中心荷載作用下基礎(chǔ)尺寸
7.5.2偏心荷載作用下基礎(chǔ)尺寸
7.6無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計
7.6.1無筋擴展基礎(chǔ)適用范圍
7.6.2無筋擴展基礎(chǔ)底面寬度
7.7擴展基礎(chǔ)設(shè)計
7.7.1擴展基礎(chǔ)適用范圍
7.7.2擴展基礎(chǔ)構(gòu)造要求
7.7.3擴展基礎(chǔ)計算
7.8柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計
7.8.1應(yīng)用范圍
7.8.2截面類型
7.8.3設(shè)計要點
7.9十字交叉基礎(chǔ)
7.9.1應(yīng)用范圍
7.9.2設(shè)計要點
7.9.3三種節(jié)點荷載分配
7.10筏形基礎(chǔ)
7.10.1應(yīng)用范圍
7.10.2筏形基礎(chǔ)內(nèi)力的計算及配筋要求
7.10.3筏形基礎(chǔ)的承載力計算要點
7.11箱形基礎(chǔ)簡介
7.11.1概述
7.11.2箱形基礎(chǔ)的特點
7.11.3箱形基礎(chǔ)的適用范圍
7.12地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念
7.12.1地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系
7.12.2基礎(chǔ)剛度的影響
7.12.3地基軟硬的影響
7.12.4上部結(jié)構(gòu)剛度的影響
7.13地基基礎(chǔ)方案比較與改善的措施
7.13.1地基基礎(chǔ)設(shè)計方案比較
7.13.2減輕不均勻沉降危害的措施
7.13.3補償性基礎(chǔ)設(shè)計
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第8章樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8.1概述
8.1.1樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)適用范圍
8.1.2深基礎(chǔ)的類型
8.1.3深基礎(chǔ)的特點
8.2樁及樁基礎(chǔ)的分類
8.2.1按承載性狀分類
8.2.2按樁的使用功能分類
8.2.3按樁身材料分類
8.2.4按樁的施工方法分類
8.2.5按成樁方法分類
8.2.6按樁徑大小分類
8.3樁的承載力
8.3.1單樁豎向承載力特征值的確定
8.3.2單樁抗拔承載力特征值
8.3.3單樁水平承載力
8.3.4樁身材料驗算
8.3.5群樁豎向承載力
8.3.6樁的負摩阻力
8.4樁基礎(chǔ)設(shè)計
8.4.1選擇樁的類型
8.4.2確定樁的規(guī)格與單樁豎向承載力
8.4.3計算樁的數(shù)量進行平面布置
8.4.4樁基礎(chǔ)驗算
8.4.5樁承臺設(shè)計
8.5深基礎(chǔ)
8.5.1沉井基礎(chǔ)
8.5.2地下連續(xù)墻
8.5.3箱樁基礎(chǔ)
8.5.4大直徑樁墩基礎(chǔ)
8.5.5深基槽護坡工程
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第9章軟弱地基處理
9.1概述
9.1.1建筑物的地基處理目的與意義
9.1.2地基處理的對象
9.1.3地基處理方案的確定
9.1.4地基處理施工注意事項
9.2機械壓實法
9.2.1土的壓實原理
9.2.2分層碾壓法
9.2.3振動壓實法
9.3強夯法
9.3.1概述
9.3.2強夯法的設(shè)備與施工
9.3.3強夯法設(shè)計
9.3.4強夯法的適用范圍
9.3.5強夯加固地基的效果
9.3.6對強夯法的評價
9.4換填墊層法
9.4.1概述
9.4.2墊層的設(shè)計
9.4.3墊層的施工
9.4.4墊層的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
9.4.5換土墊層的承載力
9.5預(yù)壓固結(jié)法
9.5.1預(yù)壓法的原理與作用
9.5.2堆載預(yù)壓法
9.5.3真空預(yù)壓法
9.5.4質(zhì)量檢驗
9.5.5預(yù)壓的效果
9.6擠密法
9.6.1砂石樁法
9.6.2土樁擠密法
9.6.3灰土樁擠密法
9.7振沖法
9.7.1振動水沖法
9.7.2干法振動砂石樁
9.7.3水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)
9.8化學(xué)加固法
9.8.1概述
9.8.2灌漿法
9.8.3高壓噴射注漿法
9.8.4深層攪拌法
9.8.5電滲硅化法
9.9托換技術(shù)
9.9.1托換技術(shù)的原理
9.9.2托換前的準(zhǔn)備工作
9.9.3基礎(chǔ)加固托換
9.9.4樁式托換
9.10幾個常見問題的處理
9.10.1吹填土地基
9.10.2雜填土地基
9.10.3局部軟土、暗溝處理
9.10.4大面積地面堆載
9.10.5局部舊結(jié)構(gòu)物
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第10章特殊土地基
10.1濕陷性黃土地基
10.1.1濕陷性黃土概述
10.1.2黃土濕陷性的測定方法
10.1.3黃土地基濕陷性評價
10.1.4濕陷性黃土地基計算
10.1.5濕陷性黃土地基處理
10.2膨脹土地基
10.2.1膨脹土及對建筑物的危害
10.2.2膨脹土的特征
10.2.3膨脹土的工程特性指標(biāo)
10.2.4膨脹土場地與地基評價
10.2.5膨脹土地基計算
10.2.6膨脹土地區(qū)建筑工程措施
10.3紅黏土地基
10.3.1紅黏土的形成條件
10.3.2紅黏土的特征
10.3.3紅黏土地基的評價
10.4凍土地基
10.4.1凍土地基的特點
10.4.2凍土的物理力學(xué)性質(zhì)
10.4.3建筑物(構(gòu)筑物)凍害的防治措施
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第11章地震區(qū)的地基基礎(chǔ)
11.1地震概述
11.1.1地震的成因類型
11.1.2地震的分布
11.1.3震源、震中與地震波
11.1.4地震震級
11.1.5地震烈度、地震烈度表
11.1.6地震基本烈度、地震烈度區(qū)劃圖
11.2建筑抗震設(shè)防分類、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)
11.2.1建筑抗震設(shè)防分類
11.2.2建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)
11.3建筑場地類別與震害
11.3.1建筑場地及其震害
11.3.2地基液化失效
11.3.3軟土地基震沉
11.3.4地震滑坡和地裂
11.4土的動力特性
11.4.1振動對土的抗剪強度的影響
11.4.2飽和砂土與粉土的振動液化
11.4.3黏性土的觸變現(xiàn)象
11.4.4砂土振動壓密
11.5地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計
11.5.1抗震設(shè)計基本原則
11.5.2天然地基抗震驗算
11.5.3軟弱黏性土地基抗震設(shè)計
11.5.4不均勻地基抗震設(shè)計
11.5.5基礎(chǔ)工程抗震設(shè)計
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
參考文獻