地基与基础

“地基与基础 ”课程在《高等职业学校建筑工程技术专业教学标准》中定位为专业核心课程 ,其教学内容需要面向工程一线 ,满足施工人员对地基基础知识和能力的需求。本书依据专业教学标准对课程主要教学内容的要求 ,按照《建筑地基基础设计规范》( GB50007—2011)、《建筑基坑支护技术规程》( JGJ120—2012)等现行规范、标准、规程编写 ,书中弱化理论推导和计算设计 ,突出岗位的针对性和知识的应用性 ,注重新技术、新工艺的引入 ,侧重与实际工程紧密联系的理论和技能的运用,侧重基础与基坑支护的结构、受力和构造 ,侧重地基处理方法的原理和选择 ,力求做到内容系统、全面、先进和简明。
本书由邯郸职业技术学院马宁、潍坊职业学院赵心涛、四川华新现代职业学院吕金昕、恩施职业技术学院江向东主编 ,具体分工如下 :马宁编写第 1章、第9~12章、附录 1和附录 2,赵心涛编写第 2章和第 3章,吕金昕编写第 4章、第5章和第 8章,江向东编写第 6章和第 7章。全书由马宁统稿。合肥万像建设工程技术有限责任公司吕凤阳为本书提供了配套的动画素材。
本书在编写过程中参考了大量文献 ,在此一并向作者表示感谢。限于编者的理论和实践水平 ,书中难免有不妥之处 ,恳请读者批评指正。
编者 
2020年8月

本书根据专业教学标准对课程主要教学内容的要求,针对施工一线岗位工作需求,突出知识的应用能力培养,依据现行国家、行业标准编写而成。本书内容系统全面、突出实用,注重新技术、新工艺的引入,力求为地基基础施工提供理论与技能的支持。 全书内容包括绪论、工程地质基本知识、土的物理性质与分类、地基土中应力、地基变形、土的抗剪强度与地基承载力、土压力与土坡稳定、地基勘察与局部地基处理、天然地基上的浅基础、桩基础、软弱土地基处理、基坑工程、特殊土地基及土力学试验指导。 本书可作为高等职业教育建筑工程类及相关专业的教学用书,也可供相关工程技术人员学习参考。

马宁，男，51岁，3级教授，河北省高职高专土建类专业教学指导委员会委员，河北工程大学土木工程学院专业硕士研究生校外导师，国家二级注册建筑师，河北省建筑工程评标专家，主持课程《建筑地基与基础》先后评为省级、*精品课程和“*精品资源共享课程”，1991年至今，在邯郸职业技术学院建筑工程系从事建筑工程技术专业教学，先后在邯郸职业技术学院建筑设计研究所和邯郸市天工建筑设计有限公司等企业从事建筑、结构设计工作，从事地基基础工程的研究工作。

第1章绪论 1 
1.1本课程的内容 1 
1.1.1地基基础事故 1 
1.1.2课程的知识构架和基本概念 4 
1.2本学科发展概况 6 
1.3本课程的特点和学习要求 7
思考题 7
第2章工程地质基本知识 8 
2.1概述 8 
2.1.1地质作用 8 
2.1.2地质年代 9 
2.2第四纪沉积物 9 
2.2.1残积物 9 
2.2.2坡积物 10 
2.2.3洪积物 10 
2.2.4冲积物 11 
2.2.5其他沉积物 11 
2.3地下水 12 
2.3.1地下水分类 12 
2.3.2地下水对工程的影响 13 
2.3.3土的渗透性 13 
2.3.4渗流破坏及防治措施 15
小结 17
思考题 18
第3章土的物理性质与分类 19 
3.1土的三相组成 19 
3.1.1土的固相颗粒 19 
3.1.2土中水 21 
3.1.3土中气体 23 
3.1.4土的结构 23 
3.1.5土的构造 24 
3.2土的物理性质指标 25 
3.2.1土的三相组成草图 25 
3.2.2由试验直接测定的指标 25 
3.2.3换算指标 26 
3.2.4三相比例指标的换算关系 28 
3.3土的物理状态指标 29 
3.3.1无黏性土的密实度 29 
3.3.2黏性土的稠度 30 
3.4土的压实性 34 
3.4.1击实试验 34 
3.4.2影响压实效果的因素 34 
3.4.3压实填土的质量控制和检验 35 
3.5地基土 (岩)的基本分类 38 
3.5.1岩石 38 
3.5.2碎石土 39 
3.5.3砂土 40 
3.5.4粉土 41 
3.5.5黏性土 41 
3.5.6人工填土 41 
3.5.7特殊土 42 
3.6地基土 (岩)的工程分类与性质 44 
3.6.1土的工程分类 44 
3.6.2土的工程性质 45
小结 46
思考题 47
习题 48
第4章地基土中应力 49 
4.1概述 49 
4.2地基土中自重应力 49 
4.2.1均质土的自重应力 49 
4.2.2成层土的自重应力 50 
4.3基底压力 52 
4.3.1基底压力的分布 52 
4.3.2基底压力的简化计算 53 
4.3.3基底附加压力 55 
4.4地基土中附加应力 57 
4.4.1竖向集中力作用下地基附加应力 57 
4.4.2矩形基础底面受竖向荷载作用时地基中附加应力 59 
4.4.3条形基础底面受竖向荷载作用时地基中附加应力 64 
4.4.4成层地基中的附加应力 66
小结 67
思考题 67
习题 68
第5章地基变形 70 
5.1土的压缩性 70 
5.1.1基本概念 70 
5.1.2室内压缩试验与压缩性指标 71 
5.1.3现场荷载试验及变形模量 73 
5.2地基*终沉降量计算 75 
5.2.1分层总和法 75 
5.2.2《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)计算方法 77 
5.3应力历史对地基沉降的影响 83 
5.3.1土的回弹和再压缩曲线 83 
5.3.2正常固结、超固结和欠固结的概念 84 
5.4饱和黏性土地基沉降与时间的关系 85 
5.4.1饱和土的有效应力原理 85 
5.4.2太沙基一维固结理论 86 
5.4.3实测沉降时间关系的经验公式 88 
5.5建筑物沉降观测与地基变形允许值 88 
5.5.1地基变形允许值 88 
5.5.2建筑物沉降观测 89
小结 91
思考题 92
习题 92
第6章土的抗剪强度与地基承载力 94 
6.1土的抗剪强度的工程意义 94 
6.2土的强度理论与强度指标 95 
6.2.1库仑定律 95 
6.2.2土的抗剪强度的构成 96 
6.2.3莫尔库仑强度理论 96 
6.3土的极限平衡条件 96 
6.3.1土中任一点的应力状态 96 
6.3.2土的极限平衡条件 97 
6.4土的抗剪强度指标的测定 99 
6.4.1直接剪切试验 99 
6.4.2三轴压缩试验 101 
6.4.3无侧限抗压强度试验 103 
6.4.4十字板剪切试验 103 
6.5地基破坏形式及承载力的概念 105 
6.5.1地基破坏形式 105 
6.5.2地基承载力的理论计算 106 
6.6地基承载力的确定 108 
6.6.1根据现场原位测试确定 108 
6.6.2根据理论公式确定 109 
6.6.3根据经验方法确定 109 
6.6.4地基承载力特征值的修正 109
小结 110
思考题 111
习题 111
第7章土压力与土坡稳定 112 
7.1概述 112 
7.2土压力的分类 113 
7.3朗肯土压力理论 114 
7.3.1基本原理与假设 114 
7.3.2主动土压力 115 
7.3.3被动土压力 117 
7.3.4几种常见情况下土压力的计算 118 
7.4库仑土压力理论 121 
7.4.1基本假设 121 
7.4.2主动土压力 122 
7.4.3被动土压力 123 
7.4.4朗肯理论与库仑理论的比较 124 
7.5《建筑地基基础设计规范》推荐方法 124 
7.6挡土墙设计 125 
7.6.1挡土墙的类型 125 
7.6.2重力式挡土墙的计算 126 
7.6.3重力式挡土墙体形选择与构造措施 128 
7.7土坡稳定性分析 130 
7.7.1影响土坡稳定的因素 130 
7.7.2简单土坡的稳定性分析 131
7.7.3土质边坡开挖 135
小结 138
思考题 138
第8章地基勘察与局部地基处理 139 
8.1地基勘察基本概念 139 
8.1.1岩土工程勘察 139 
8.1.2岩土工程勘察阶段的划分 139 
8.1.3岩土工程勘察等级 140 
8.1.4地基勘察 140 
8.2地基勘察的任务 141 
8.2.1地基勘察的基本要求 141 
8.2.2基坑工程勘察的要求 141 
8.3地基勘察方法 143 
8.3.1工程地质测绘与调查 143 
8.3.2勘探 143 
8.3.3室内试验与原位测试 144 
8.4地基土的野外鉴别 148 
8.5地基勘察成果报告 149 
8.5.1勘察报告的基本内容 149 
8.5.2勘察报告中与基坑工程有关的内容 150 
8.5.3勘察报告的阅读和使用 151 
8.5.4勘察报告实例 151 
8.6验槽 158 
8.6.1验槽的目的和内容 158 
8.6.2验槽时需具备的资料和条件 159 
8.6.3验槽的方法和注意事项 159 
8.7局部地基的处理 160 
8.7.1松土坑 161 
8.7.2土井、砖井 162 
8.7.3局部软硬地基 164 
8.7.4橡皮土 165
小结 166
思考题 167
第9章天然地基上的浅基础 168 
9.1基本概念 168 
9.2浅基础的类型 169 
9.2.1无筋扩展基础 169 
9.2.2扩展基础 171 
9.2.3柱下条形基础 172 
9.2.4筏形基础 173 
9.2.5箱形基础 174 
9.2.6壳体基础 174 
9.3基础埋置深度 175 
9.3.1建筑物的用途以及基础的形式和构造 175 
9.3.2作用在地基上的荷载大小和性质 175 
9.3.3工程地质和水文地质条件 175 
9.3.4相邻建筑物的基础埋深 176 
9.3.5地基土冻胀和融陷的影响 176 
9.4基础底面尺寸的确定 178 
9.4.1按持力层承载力计算基础底面尺寸 178 
9.4.2地基软弱下卧层承载力验算 182 
9.5无筋扩展基础剖面设计 184 
9.6扩展基础剖面设计 186 
9.6.1扩展基础的构造要求 186 
9.6.2墙下钢筋混凝土条形基础的计算 188 
9.6.3柱下钢筋混凝土独立基础计算 192 
9.7柱下条形基础的构造要求 196 
9.8筏形基础的构造要求 197 
9.9地下室后浇带、施工缝及防水底板的构造要求 199 
9.9.1后浇带 199 
9.9.2施工缝 200 
9.9.3防水底板 201 
9.10减轻建筑物不均匀沉降的措施 202 
9.10.1建筑措施 202 
9.10.2结构措施 204 
9.10.3施工措施 205
小结 206
思考题 207
习题 207
第10章桩基础 209 
10.1概述 209 
10.2桩的分类和选型 210 
10.2.1按承载性状分类 210 
10.2按成桩方法分类 211 
10.2.3按桩径 (设计直径 d)大小分类 211
10.4桩型的选择 211 
10.3预制桩的种类与打 (沉)桩要点 212 
10.1常用预制桩种类 212 
10.2打(沉)桩要点 215 
10.4灌注桩的种类及施工工艺要点 217 
10.1泥浆护壁成孔灌注桩 217 
10.4.2长螺旋钻孔压灌桩 220 
10.4.3沉管灌注桩和内夯沉管灌注桩 221 
10.4干作业成孔灌注桩 223 
10.4.5灌注桩后注浆技术 224 
10.5单桩、群桩承载力 226 
10.1单桩竖向承载力 226 
10.5.2单桩水平承载力 228 
10.3群桩承载力 228 
10.6桩基础的构造要求 229 
10.6.1桩和桩基的构造要求 229 
10.2承台的构造要求 230
6.小结 232
思考题 232
第11章软弱土地基处理 233 
11.1概述 233 
11.1.1软弱土的种类和性质 233 
11.1.2软弱土地基处理方法分类 234 
11.2碾压法与夯实法 235 
11.2.1机械碾压法 235 
11.2振动压实法 235 
11.3重锤夯实法 236 
11.2.4强夯法 236 
11.3换填垫层法 238 
11.3.1加固机理及适用范围 238 
11.3.2垫层的设计要点 238 
11.3垫层的施工要点 240 
11.3.4垫层的质量检验 241 
11.4排水固结法 241 
11.1加固机理及适用范围 241 
11.4.2加压系统设计 242 
11.3排水系统设计 243 
11.5复合地基理论概述 244 
11.1复合地基的概念及分类 244 
11.5.2复合地基的作用机理 245 
11.6挤密法和振冲法 246 
11.1挤密法 246 
11.6.2振冲法 247 
11.7高压喷射注浆法和深层搅拌法 248 
11.7.1高压喷射注浆法 248 
11.7.2深层搅拌法 250 
11.8水泥粉煤灰碎石桩复合地基 251 
11.8.1加固机理 251 
11.2适用范围 252 
11.3设计要求 252
8.小结 253
思考题 253
第12章基坑工程 254 
12.1基坑工程概述 254 
12.1.1基坑工程与支护结构 254 
12.2基坑工程的特点 255 
12.1.3基坑支护的作用和目的 255 
12.2基坑工程分类 255 
12.3基坑支护结构的类型与选型 256 
12.3.1常见基坑支护结构的类型 256 
12.2支护结构的选型 259 
12.4排桩、地下连续墙的受力与设计概要 260 
12.4.1概述 260 
12.2土压力的计算方法 261 
12.4.3支挡结构的稳定性验算 262 
12.4.4桩(墙)结构分析 268 
12.5支撑体系的选型和结构分析 268 
12.4.6锚杆系统及其设计内容 271 
12.5土钉墙的工作机理与设计概要 272 
12.1土钉墙及工作机理 272 
12.5.2土钉墙的特点 273 
12.3土钉墙的设计内容 274 
12.4土钉墙分析内容与方法 274 
12.5.5土钉墙构造与施工 275 
12.6复合土钉墙的概念和类型 277 
12.6水泥土墙的受力与设计概要 278 
12.6.1水泥土墙的概念 278 
12.2水泥土墙的特点 279 
12.6.3水泥土墙的设计内容 279 
12.6.4水泥土墙分析内容与方法 279 
12.5水泥土墙构造要求 280 
12.7基坑降排水 282 
12.7.1降排水方法 282 
12.2井点降水对周围环境的影响 283 
12.7.3防范井点降水不利影响的措施 285 
12.8基坑工程监测 287 
12.1基坑监测的意义和目的 287 
12.2监测的基本规定 287 
12.8.3监测项目 288 
12.4监测点布置 289 
12.8.5监测报警 289
小结 290
思考题 291
第13章特殊土地基 293 
13.1湿陷性黄土地基 293 
13.1黄土的特征与分布 293 
13.1.2黄土湿陷性发生的原因和影响因素 294 
13.3湿陷性黄土地基的工程措施 294 
13.2膨胀土地基 295 
13.2.1膨胀土的特征与分布 295 
13.2膨胀土的危害 296 
13.3膨胀土地基的工程措施 296
2.小结 297
思考题 298
附录 1土力学试验指导 299
试验一含水率试验 (烘干法 ) 299
试验二密度试验 (环刀法 ) 301
试验三界限含水率试验 (液限、塑限联合测定法 ) 303
试验四塑限试验 306
试验五液限试验 308
试验六固结试验 311
试验七直接剪切试验 (快剪法 ) 314
试验八击实试验 318
附录 2地质年代表 322
参考文献 324 

《地基与基础》课程在《高等职业学校建筑工程技术专业教学标准》中定位为专业核心课程，其教学内容需要面向工程一线，满足施工对地基基础知识和能力的需求。本书依据专业教学标准对课程主要教学内容的要求，按照《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）等现行有效规范、标准、规程编写，教材弱化理论推导和计算设计，突出岗位的针对性和知识的应用性，注重新技术、新工艺的引入，侧重与实际工程紧密联系的理论和技能的运用，侧重基础与基坑支护的结构、受力和构造，侧重地基处理方法的原理和选择，力求做到内容系统、全面、先进和简明。