基坑工程(彭第)

随着城市化进程的不断加速，城市地下空间的开发与利用已成为一种必然，产生了大量的深基坑支护设计与施工问题，并成为当前岩土与地下工程的热点与难点。基坑的开挖深度、规模与难度越来越大，对基坑工程的设计与施工提出严峻的考验，但也推动了我国深基坑工程设计理论与施工技术的不断发展。
基坑工程是一门综合性很强的学科，它涉及工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等诸多学科问题。基坑工程有着“先实践，后理论”和“地区性”的特点。目前，已有大量资料对建筑基坑工程作了比较全面的介绍，已发展了多种符合我国国情的、实用的基坑支护方法，设计计算理论不断改进，施工方法与技术不断发展，监测技术不断完善与改进。
《基坑工程》遵循“内容全面，注重实用，案例导读，便于学习”的原则，努力做到系统阐述基坑工程的基本理论、设计方法和施工工艺，并介绍了国内外基坑工程的相关研究成果。
本书的主要内容包括：绪论，作用于支护结构的荷载计算，放坡开挖与土钉墙，排桩支护，内支撑支护，地下连续墙，重力式水泥土墙，型钢水泥土搅拌墙，基坑工程稳定性分析，基坑工程地下水控制，基坑监测，基坑土方工程等。为提高学生的学习效果，便于学生学习和复习，本书每章设置了案例导读，每章都给出了思考题与习题。本书的取材面广，内容丰富，尽量反映当前基坑支护工程的主要设计计算理论、施工工艺与技术，先进性、实用性较强，可作为土木工程、城市地下空间与工程、地质工程等专业基坑支护工程课程的教材使用，也可供从事有关基坑工程设计、施工、监测等工作的工程技术人员参考。
本书由长春工程学院彭第、吉林建筑大学牛雷担任主编，长春工程学院杨明月担任副主编。全书共分为12章，第1、4、5章由彭第编写，第3、7、9章由牛雷编写，第2、8章由长春工程学院仲崇梅、章与非共同编写，第6章由吉林建筑大学房昕和安徽省城建设计研究总院股份有限公司吉林分公司张海云编写，第10章由长春工程学院高成梁编写，第11、12章由杨明月编写。全书由长春工程学院潘殿琦教授担任主审，在此表示感谢。
在本书的编写过程中参考了部分论文、书籍及文献，在此向原作者致谢，并在书后参考文献中予以列出。由于编者的水平有限，疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者
2021年7月

《基坑工程》全面详细阐述了各种基坑支护方法的原理、设计计算方法、施工及监测方法，主要内容包括：绪论，作用于支护结构的荷载计算，放坡开挖与土钉墙，排桩支护，内支撑支护，地下连续墙，重力式水泥土墙，型钢水泥土搅拌墙，基坑工程稳定性分析，基坑工程地下水控制，基坑监测，基坑土方工程等。
本书可作为高等院校土木工程、城市地下空间与工程、地质工程等专业的教材,同时也可供从事有关基坑工程设计、施工、监测等工作的工程技术人员参考。

第1章 绪论 1
案例导读 1
讨论 1
1.1 基坑工程的作用与特点 2
1.1.1 基坑工程的作用 2
1.1.2 基坑工程的特点 3
1.2 基坑工程的设计原则与安全等级 4
1.2.1 基坑工程的设计原则 4
1.2.2 基坑工程的安全等级 4
1.3 基坑支护工程的方法分类 5
1.3.1 基坑支护总体方案 5
1.3.2 基坑支护方法分类 5
1.4 基坑支护方案 7
1.4.1 基坑支护方案选用原则 7
1.4.2 基坑支护方案的选择 7
1.5 基坑工程的发展 8
1.5.1 基坑工程的发展概况 8
1.5.2 基坑工程的发展趋势 9
思考题与习题 10

第2章 作用于支护结构的荷载计算 11
案例导读 11
讨论 11
2.1 土压力 13
2.1.1 静止土压力 13
2.1.2 朗肯土压力理论 13
2.1.3 库仑土压力理论 18
2.2 水压力 20
2.2.1 水压力的一般计算方法 21
2.2.2 稳态渗流时水压力的计算 21
思考题与习题 22

第3章 放坡开挖与土钉墙 24
案例导读 24
讨论 26
3.1 放坡设计与施工 26
3.1.1 竖直开挖 26
3.1.2 放坡开挖 26
3.1.3 施工要点 28
3.1.4 应急防护 29
3.2 土钉墙 29
3.2.1 土钉墙的工程特性 29
3.2.2 复合土钉墙 31
3.2.3 土钉墙工作机理 34
3.2.4 土钉墙设计 34
3.2.5 土钉墙构造 36
3.2.6 土钉墙施工与检测 39
思考题与习题 41

第4章 排桩支护 42
案例导读 42
讨论 42
4.1 排桩支护的类型 42
4.2 悬臂式排桩支护计算 43
4.2.1 静力平衡法 44
4.2.2 布鲁姆法 47
4.3 单支点排桩支护计算 48
4.3.1 浅埋单支点排桩支护计算 48
4.3.2 深埋单支点排桩支护计算 49
4.4 多支点排桩支护计算 52
4.4.1 等值梁法 52
4.4.2 1/2分担法 54
4.4.3 弹性支点法 55
4.5 桩锚支护设计 57
4.5.1 支护桩构造设计 58
4.5.2 锚杆设计 61
4.6 咬合桩支护 68
4.6.1 咬合桩的工作机理 68
4.6.2 咬合桩的设计 69
4.7 双排桩支护 69
4.7.1 双排桩的平面和剖面布置 69
4.7.2 双排桩的内力计算 69
4.8 桩锚支护施工 72
4.8.1 排桩施工 72
4.8.2 锚杆施工 79
4.8.3 施工质量检测 80
思考题与习题 82

第5章 内支撑支护 83
案例导读 83
讨论 83
5.1 内支撑支护结构组成 83
5.2 支撑体系设计 85
5.2.1 支撑体系设计要点 85
5.2.2 支撑体系的布置形式 85
5.2.3 支撑材料 89
5.2.4 内支撑结构的设计计算 90
5.2.5 支撑构件的节点设计 91
5.2.6 立柱与立柱桩设计 93
5.2.7 围檩设计 96
5.3 支撑结构施工 97
5.3.1 支撑施工总体原则 97
5.3.2 钢支撑的施工 97
5.3.3 钢筋混凝土支撑的施工 98
5.3.4 立柱的施工 98
5.3.5 支撑的拆除 99
思考题与习题 101

第6章 地下连续墙 102
案例导读 102
讨论 102
6.1 地下连续墙的分类与特点 103
6.1.1 地下连续墙的分类 103
6.1.2 地下连续墙的特点 104
6.2 地下连续墙设计 105
6.2.1 墙体厚度与槽段宽度 105
6.2.2 地下连续墙入土深度 106
6.2.3 内力与变形计算及承载力验算 106
6.2.4 地下连续墙构造设计 107
6.2.5 地下连续墙槽段接头 108
6.2.6 冠梁构造 111
6.3 地下连续墙施工 111
6.3.1 修筑导墙 111
6.3.2 泥浆制备与处理 113
6.3.3 成槽施工 115
6.3.4 钢筋笼制作与吊放 118
6.3.5 接头施工 120
6.3.6 混凝土浇筑 121
思考题与习题 122

第7章 重力式水泥土墙 123
案例导读 123
讨论 125
7.1 重力式水泥土墙设计 126
7.1.1 稳定性验算 126
7.1.2 墙身强度验算 128
7.2 重力式水泥土墙构造 129
7.2.1 平面布置要求 129
7.2.2 竖向布置要求 130
7.3 重力式水泥土墙施工与检测 131
7.3.1 重力式水泥土墙施工机械 132
7.3.2 重力式水泥土墙施工工艺 133
7.3.3 重力式水泥土墙施工后检测 134
7.3.4 注意事项 135
思考题与习题 135

第8章 型钢水泥土搅拌墙 137
案例导读 137
讨论 138
8.1 型钢水泥土搅拌墙的特点及适用条件 139
8.1.1 型钢水泥土搅拌墙的特点 139
8.1.2 型钢水泥土搅拌墙的适用条件 140
8.1.3 型钢水泥土搅拌墙在工程应用中存在的问题 140
8.2 型钢水泥土搅拌墙设计 141
8.2.1 设计参数的确定 141
8.2.2 内插型钢拔出验算 143
8.2.3 型钢水泥土搅拌墙构造设计 144
8.3 型钢水泥土搅拌墙施工 146
8.3.1 型钢水泥土搅拌墙施工工艺 146
8.3.2 型钢水泥土搅拌墙施工设备 146
思考题与习题 148

第9章 基坑工程稳定性分析 149
案例导读 149
讨论 150
9.1 基坑稳定性问题分类 150
9.2 整体稳定验算 151
9.2.1 瑞典条分法 152
9.2.2 毕肖普法 153
9.3 踢脚稳定验算 154
9.4 抗倾覆稳定验算 155
9.5 抗隆起稳定验算 156
思考题与习题 157

第10章 基坑工程地下水控制 158
案例导读 158
讨论 158
10.1 基坑工程止水 158
10.1.1 止水方法 159
10.1.2 止水设计 160
10.2 基坑工程降水 162
10.2.1 降水方法 163
10.2.2 降水设计布置及要点 166
10.2.3 降水设计计算 170
10.2.4 降水施工 175
10.3 工程案例 177
10.3.1 工程概况 177
10.3.2 竖井降水方法选择 178
10.3.3 竖井降水设计 178
10.3.4 管井施工工艺及技术 180
思考题与习题 181

第11章 基坑监测 182
案例导读 182
讨论 182
11.1 监测的重要性和目的 182
11.2 监测概况 183
11.2.1 监测原则 184
11.2.2 监测方案 184
11.2.3 监测项目 184
11.2.4 监测频率及预警 186
11.3 监测方法与数据分析 189
11.3.1 监测方法 189
11.3.2 数据处理与信息反馈 197
11.4 基坑工程监测实例分析 202
11.4.1 工程概况 202
11.4.2 监测依据 202
11.4.3 监测项目 202
11.4.4 监测点平面布置图 203
思考题与习题 204

第12章 基坑土方工程 205
案例导读 205
讨论 205
12.1 土方开挖的基本原则 206
12.1.1 总体要求 206
12.1.2 无内支撑土方开挖原则 207
12.1.3 有内支撑土方开挖原则 208
12.2 不同支护形式的土方开挖方法 209
12.2.1 放坡土方开挖 209
12.2.2 有围护的基坑土方开挖方法 210
12.2.3 放坡与围护相结合的基坑土方开挖方法 213
12.2.4 坑中坑的土方开挖方法 214
12.3 基坑边界内的土方分层分块开挖方法 215
12.3.1 基坑岛式土方开挖方法 215
12.3.2 基坑盆式土方开挖方法 216
12.3.3 岛式与盆式相结合的土方开挖方法 217
12.4 常用土方开挖机械 217
12.5 基坑开挖施工道路与平台 220
12.5.1 施工道路的设置 220
12.5.2 挖土栈桥平台的设置 220
12.6 基坑土方回填 220
12.6.1 人工回填 221
12.6.2 机械回填 221
思考题与习题 221

参考文献 222