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目录 1

第一章　绪论 1

1.1　编写水下地基与基础的意义与目的 1

1.2　水下基础的特性 1

1.3　本书所含内容与编写方法 2

1.4　本书所用单位制说明 3

第二章　水下地基的地质条件及其探测方法 5

2.1 引言 5

2.2　水中基础的地基探测 6

2.2.1　水下地基探测的特点与要求 6

2.2.2　水下地基钻探取样技术及与之有关的一些规定 7

2.3　地基设计所需地基土的物理力学指标 10

2.3.1　土的基本物理性质指标 10

2.3.2　地基土的分类定名指标 12

2.3.3　地基土的强度指标 14

2.3.4　地基土的变形指标 17

2.3.5　地基土的固结性指标 24

2.3.6　土中渗透水流及水力指标 27

2.4　岩石地基设计所需的岩体（石）物理力学指标 30

2.4.1　岩石的分类指标 30

2.4.2　表征岩体构造的定性指标 31

2.4.3 岩体的质量指标RQD与VF/VL 32

2.4.4　岩体的变形模量ER 34

2.4.5　岩石及岩体的抗剪强度指标 36

2.4.6　水对岩石、岩体的影响系数 37

2.5　水下地基原位测试 38

2.5.1　标准贯入试验 38

2.5.2　静力触探试验 41

2.5.3　十字板剪切试验 42

2.5.4　钻孔旁压仪试验 43

2.5.5　钻孔剪切试验 46

2.5.6　水力压裂孔壁试验 47

2.5.7　在钻孔中进行荷载板试验（深层荷载板试验） 48

2.6　岩、土设计指标的选定方法 49

2.7　水文条件与所需水文资料 50

第三章　设计准则与设计要旨 52

3.1 引言 52

3.2　地基与基础的设计准则 52

3.2.1　对地基的强度要求与变形要求 53

3.2.2　地基岩土的强度理论 53

3.2.3　地基沉降量与基础最大容许沉降量 56

3.3　基础类型选择原则与影响要素 59

3.3.1　对水文条件的考虑 60

3.3.2　对地质条件的考虑 63

3.3.3　对结构体系与荷载性质的考虑 64

3.3.4　对环境条件的考虑 65

3.4.1　基础的最大冲刷深度hm的确定 67

3.4　基础设置深度选择要旨 67

3.4.2　按基础稳定与变形要求选择基础埋深Df 69

3.4.3 由持力层的位置来确定基础的设置深度，地基持力层选比指南 70

3.4.4　新设置基础的深度与已存邻近建筑物的关系 71

3.5　荷载、荷载组合与安全系数 72

3.5.1　荷载项目与性质 72

3.5.2　荷载组合 73

3.5.3　安全系数（F） 73

3.6　水下基础设计最易疏忽的理论和与之有关的工程失败实例 74

4.2　非岩石地基承载力计算公式 83

4.2.1　太沙基公式 83

第四章　地基承载力、沉降量与整体稳定性 83

4.1 引言 83

4.2.2　汉森与梅耶霍夫公式 84

4.3　公式使用说明 88

4.4　倾斜荷载及倾斜基础的地基承载力 90

4.5　成层土地基的承载力 93

4.6　岸边斜坡上的基础地基承载力 95

4.7　波浪对地基承载力的影响 99

4.8　用标贯法（SPT）求算地基承载力 100

4.9　用静力触探法（CPT）求算地基承载力 102

4.10　岩石地基的承载力 103

4.11　水下地基与基础的整体稳定性 105

4.11.1　表层抗滑稳定性 105

4.11.2　深层抗滑稳定性 107

4.12　地基内垂直附加应力 107

4.12.1　用布辛内斯克法求算地基内的应力 108

4.12.2　用维斯特卡德法求算地基内应力 110

4.13　基础沉降计算 113

4.13.1　瞬间沉降量△Hi的计算 113

4.13.2　瞬间沉降量计算法中的实用问题 115

4.13.4　次固结沉降量△Hs的计算 119

4.13.3　固结沉降量△Hc的计算 119

第五章　水中建筑物及其基础上的水平作用力 121

5.1 引言 121

5.2　水平作用力的分类与组合 121

5.2.1　水平作用力的分类 121

5.2.2　水平作用力的组合 122

5.3　土压力Ep 122

5.3.1　土压作用力的基本概念 122

5.3.2　挡土结构物墙背摩擦力、粘着力以及水位差对土压力的影响 123

5.3.3　挡土墙位移对土压力的影响 126

5.3.4　静止土压力 127

5.3.6　朗肯土压力计算公式 128

5.3.5　用以计算土压力（主动与被动）的理论 128

5.3.7　库伦土压力计算公式 130

5.3.8　小断面容器内（格子式围堰的格子内或沉井内）填砂的侧向土压力——谷仓理论 133

5.4　填土面上有边荷载时对墙背所产生的侧压力 135

5.4.1　点荷载的情况 135

5.4.2　线荷载的情况 135

5.4.3　条形荷载的情况 136

5.5　风荷载（W） 137

5.5.1　桥梁风荷载 137

5.5.2　近海石油钻井平台的风荷载 138

5.6　流水侧压力 139

5.7.1　波浪各要素及其推算公式 140

5.7　波浪所产生的水平力（WF） 140

5.7.2　直立墙式建筑物上的波浪力 141

5.7.3　孤立建筑物上的波浪力 142

5.8　船舶碰撞建筑物的作用力——船撞力（SI） 150

5.8.1　沃依森近似计算公式 152

5.8.2　铁路桥梁规范公式 152

5.9　正常的靠、系船力（SA） 153

5.9.1　风吹船舶所形成的靠、系船力 153

5.9.2　水流冲击力所形成的靠、系船力 154

5.9.3　船舶靠、离码头所产生的正常靠、系船力 154

5.10.1 流冰所产生的动力冰力（IF） 157

5.10　冰压力 157

5.10.3　温度冰力 158

5.10.4　冰塞力 158

5.10.2　大面积冰层低速移动所产生的静冰压力 158

5.11　水平地震力（E） 159

5.11.1　地震力计算 159

5.11.2　水浮力对地震系数的影响 161

5.11.3　地震水压力（Pw） 161

5.11.4　地震动土压力（Pd） 161

5.12　其他水平作用力 163

6.1 引言 164

第六章　浅水浅置基础 164

6.2　浅水浅置基础的类型 166

6.3　浅水浅置基础的设计步骤 166

6.4　刚性扩大基础 167

6.4.1　刚性基础基底压力计算的假定 167

6.4.2　中心荷载下的基底压力 169

6.4.3　小偏心荷载下的基底压力 169

6.4.4　大偏心荷载下的基底压力 171

6.4.5　基础平面尺寸拟定 173

6.4.6　基础厚度确定 173

6.5.1　连合基础的计算理论简介 175

6.5　连合基础 175

6.5.2　用刚性基础法设计连合基础 177

6.5.3　用简化弹性地基梁法设计连合基础 177

6.6　刚性窄梁连接基础 182

6.6.1　刚性窄梁连接基础的基本假定 183

6.6.2　刚性窄梁连接基础设计 183

6.7　筏式基础 185

6.7.1　筏式基础的地基承载力 185

6.7.2　筏式基础底板的沉降变形 186

6.7.3　筏式基础的计算方法 187

6.8　弹性地基梁的地基反力系数 191

6.9　建于抛石基床上的浅置基础 194

6.9.1　抛石基床的作用 195

6.9.2　抛石层的厚度与宽度的确定 195

6.9.3　抛石基床底的压力检算 196

6.9.4　砂垫层及排水砂井的布置与尺寸确定 198

6.9.5　砂井地基的固结度计算 199

6.9.6　砂垫层与砂井的设置方法 202

6.10　浅水浅置基础的修建方法及在设计、施工中易被忽视的问题 202

第七章　中等水深及浅水下的深置基础 205

7.1 引言 205

7.2.1　深基础的地基特性 208

7.2　深置基础的技术特性 208

7.2.2　深基础的地基承载力 209

7.2.3　深置基础的沉降计算特点 214

7.3　刚性深置基础的侧向抗力计算 216

7.3.1 刚性深置基础侧面横向土抗力计算的基本假定 217

7.3.2　刚性深置基础侧面横向土抗力计算 217

7.4　筑岛沉井基础 220

7.4.1　沉井的构造与一般要求 221

7.4.2　设计筑岛沉井的一般规定 224

7.4.3　“可沉下性”的计算 225

7.4.4　刃脚及井壁下端悬臂部分的受力情况计算 226

7.4.5　井壁设计 227

7.4.6　封底混凝土厚度计算 228

7.4.7　地基承载力的验交确认 229

7.4.8　施工方法与施工技术要点 229

7.4.9　用泥浆套或空气幕下沉沉井 235

7.4.10　施工容许偏差 237

7.5　气压沉箱基础 237

7.5.1　气压沉箱的构造 237

7.5.2　气压沉箱设计 239

7.5.3　气压沉箱制造与下沉 242

7.5.4　气压沉箱基础施工要点 244

7.5.5　在气压沉箱内工作的安全规定 244

7.6　钻挖井柱基础 246

7.6.2　钻挖井柱基础设计步骤 247

7.6.1　钻挖井-柱的优缺点 247

7.6.3　钻挖井柱的承载力计算 248

7.6.4　钻挖井柱的下卧层应力与沉降量检算 251

7.6.5　按材料强度设计钻挖井柱 252

7.6.6　钻挖井柱的容许偏差及其制定依据钻挖井柱的容许偏差为 253

7.6.7　水平力作用下的钻挖井柱 254

7.6.8　钻挖井柱基础修建及其施工技术 256

7.6.9　一些特殊地质情况的施工方法 260

7.6.10　泥浆护壁钻孔技术 262

7.6.11　几种先进的特殊清基方法 264

7.7　地下连续墙井箱基础——简称地下连续墙基础 265

7.7.1　地下连续墙井箱基础的技术特点 266

7.7.2　地下连续墙的连接接头 267

7.7.3　地下连续墙井箱设计 267

7.7.4　地下连续墙井箱基础施工 268

7.8　地下连续墙围堰衬砌支护深挖现浇直接基础 275

7.9　深桩基础 277

第八章　深水基础 279

8.1 引言 279

8.2　自浮式沉井基础 279

8.2.1 自浮式沉井的构造 280

8.2.2 自浮式沉井的设计与计算 284

8.2.3 自浮式沉井的施工步骤与施工方法 289

8.2.4　深水沉井基础的地基整平与清理技术 294

8.3 自浮式有底沉箱基础 296

8.4　自浮式气压沉箱基础 298

8.5 自浮式沉井、沉箱的稳定性计算 298

8.5.1　不带气筒的沉井与有底沉箱的稳定性计算 298

8.5.2　带气筒的自浮式沉井的稳定性计算 299

8.6　管柱基础或多柱式基础 301

8.6.1　管柱基础的特性 302

8.6.2　管柱基础的构造 304

8.6.3　预制管节的制造 306

8.6.4　管柱基础的设计与计算 306

8.6.5　管柱基础内柱长相差悬殊时的内力计算 311

8.6.6　深水管柱基础的修建方法 313

8.6.7　管柱下沉、钻孔、清底与填充水下混凝土技术 316

8.6.8　管柱在施工阶段的受力情况及其强度检算 318

8.6.9　两种特殊型式的管柱基础 321

8.7　锁口管桩井筒基础 323

8.7.1　锁口管桩井筒基础的构造型式 324

8.7.2　锁口管桩井筒基础的施工步骤与施工方法 325

8.7.3　锁口管桩井筒基础的设计与计算 327

8.7.4　重要高耸建筑物采用锁口管桩井筒基础时应加注意的问题 331

8.8　铃形基础 332

8.8.2　铃形基础的修建方法 334

8.8.1　铃形基础的种类及其构造 334

8.9　深水中的桩基础 337

8.10　水中浮体的锚定技术 340

8.10.1　锚定系统的布置 340

8.10.2　锚定系统的计算 340

8.10.3　锚定系统的动力性质及其锚定浮体的摆动问题 341

8.10.4　深水浮式沉井的摆动实例与其制止摆动的方法 344

8.11　现代水下混凝土的灌注方法及其技术要领 346

8.11.1　垂直导管法 347

8.11.2　液压阀软管法和双层导管法（KDT法） 349

8.11.3　填石压浆法 351

8.11.4　水平移动软管或泵送抗离析混凝土拌合物直接浇筑法 353

8.11.5　新式袋装法 354

第九章　近海工程的深水基础概况 355

9.1　引言 355

9.2　近海工程深水基础的特点 355

9.3　近海石油工业深水构筑物及其基础的发展概况 356

9.3.1　重力式钻井平台的带裙板的筏式基础 356

9.3.2 自浮移动岛式钻井平台的箱形筏式基础 359

9.3.3 油田的总控台一FCS的管形筏式基础 360

9.3.4　钢塔钻井平台的大直径深桩基础 360

9.4.1　直接设置自浮式沉井基础 362

9.4　海湾、海峡大桥的深水基础概况 362

9.4.2 自浮式沉井加设管柱嵌岩的基础 363

9.4.3　钻孔嵌岩的自浮式沉井基础 364

9.4.4　多柱式基础——高承台管柱基础 364

第十章　水中桩基础 366

10.1 引言 366

10.2　桩的类型与分类方法 367

10.2.1　木桩 369

10.2.2 预制RC桩与PC桩 369

10.2.3　就地灌注混凝土桩 371

10.2.4　复合桩 372

10.2.5　钢桩 374

10.3　环境水对桩的侵蚀、腐蚀与磨损作用及与其相应的防护措施 377

10.3.1　水质条件对混凝土的侵蚀作用 377

10.3.2　水质条件对桩内钢筋的腐蚀 379

10.3.3　水质条件对钢桩的腐蚀 379

10.3.4　防止桩被侵蚀的防护措施 380

10.4　水下桩基础的构造及其一般性规定 381

10.5　桩基结构型式与桩长的选择 383

10.6　单桩轴向承载力的确定 385

10.6.1　根据材料强度确定单桩承载力 385

10.6.2　根据地基岩土强度确定单桩承载力的静力法 385

10.6.3　极限桩端阻力Ppu的计算方法 388

10.6.4　表皮摩阻力的计算方法 391

10.6.5　钻孔就地灌注桩的承载力计算 395

10.6.6 用静荷载试验中的荷载传递资料间接确定单桩承载办法 397

10.7 桩的间距与桩群效应 399

10.7.1　桩距与桩群布置 399

10.7.2　群桩效应 400

10.8　桩基础的地基应力 401

10.9　桩基础的沉降 407

10.9.1　桩基沉降问题分析 407

10.9.2　桩基沉降量计算 408

10.9.3　用标贯试验值N求算桩基沉降量 409

10.10　桩基础的侧向抗力 409

10.10.1　短桩的水平承载力 410

10.10.2　长桩水平抗力的计算方法 411

10.10.3　按〈K法〉对土的弹性抗力的分布假定所导出的桩基计算公式 413

10.10.4　按〈m法〉对土的弹性抗力的分布假定所导出的桩基计算公式 417

10.11　桩基础设计 422

10.11.1　基本要求与设计步骤 422

10.11.2　低承台桩基础或水平力不大的桩基础的设计 422

10.11.3　用〈张法〉设计高承台桩基 423

10.11.4 用〈m法〉计算高承台桩基础的承载力与变形 425

10.11.5　用〈K法〉计算高承台桩基的承载能力与变形 426

10.12　桩周地基土的横向地基反力系数（基床系数） 428

10.13.1 水中桩基础产生负表皮摩擦力的常见原因 432

10.13　桩的负表皮摩擦力 432

10.13.2 中性点的概念与负表皮摩擦力的计算方法 434

10.14　水中打桩方法与钻挖成桩方法 435

10.14.1　水中打桩方法 435

10.14.2　打桩设备 437

10.15　打桩动力公式简介 443

10.16　打桩技术要旨 445

10.16.1　打桩应力控制技术 445

10.16.2　桩锤选择 448

10.16.3　减少打桩所产生的弯曲应力和局部高应力 451

10.16.4　桩被打坏的典型例子及其原因分析 451

10.16.5　桩基容许施工偏差的标准制定 452

10.17　钻孔埋设桩 453

10.18　钻孔灌注桩的质量检测技术 453

10.18.1　超声脉冲法 454

10.18.2　振动反射法 455

10.19　桩基静荷载试验与动力检测 456

10.19.1　垂直静荷载试验——承压试验 456

10.19.2　轴向抗拔试验 460

10.19.3　横向静荷载试验 460

10.19.4　桩基动力检测法 460

10.20　桩基承台设计 461

10.20.1　承台厚度的计算方法 462

10.20.2　承台应力检算 463

第十一章　临水挡土的桩基础（码头板桩墙） 465

11.1 引言 465

11.2　作用于板桩墙上的侧压力 465

11.2.1 作用于板桩墙上的土推力Pa与土抗力Pp的计算 466

11.2.2　不平衡的水压力和渗透压力对板桩墙稳定性的影响 467

11.3　板桩墙所用的板桩类型 470

11.4　板桩墙的设计步骤 471

11.5　悬臂式板桩墙的设计 472

11.5.1　砂性土（C＝0）中的悬臂板桩墙的设计计算 473

11.5.2　粘性土（φ＝0）中的悬臂板桩墙的设计计算 474

11.6　在墙后设置锚定的板桩墙 476

11.6.1　下端自由法的假设条件 476

11.6.2　砂性土中墙后设置锚定的板桩墙的计算 476

11.6.3　粘性土中墙后设置锚定的板桩墙的计算 477

11.7　板桩墙的锚定系统 478

11.7.1 导梁、拉杆与锚定位置的选定问题 478

11.7.2　拉杆设置与其拉力确定问题 479

11.7.3　锚定抗力计算 479

11.8　墙后回填土和减少墙背侧压力的方法 481

11.9　板桩墙的修筑技术 482

12.1 引言 485

第十二章　防水围堰 485

12.2 内设支撑的单壁板桩围堰 486

12.2.1 内设支撑的单壁板桩围堰的设计步骤 486

12.2.2 围堰板桩上所受的侧向压力 486

12.2.3 内设支撑的围堰的板桩、导梁（环）及支撑设计 488

12.2.4 内设支撑的围堰的失事原因及应采取的措施 489

12.3 围堰内基坑底土层的稳定性检算 490

12.3.1 用摩尔—库伦强度理论判断软粘土层基底的稳定性（挤高隆起） 491

12.3.2 用地基极限承载力理论来判断软粘土层基底的稳定性（挤出隆高） 491

12.3.3　用渗流理论来判断砂性土层基底的稳定性（管涌与翻砂） 492

12.4　土围堰及麻袋装土围堰 494

12.5.1　双壁板桩围堰的构造 495

12.5　不设支撑的板桩围堰 495

12.5.2　双壁板桩围堰的设计计算 496

12.6　双壁钢壳防水围堰 497

12.7　连环格子式防水围堰 500

12.7.1　连环格子式防水围堰的类型 500

12.7.2　连环格子式防水围堰所用的钢板桩与格子内的填土 502

12.7.3　连环格子式防水围堰的设计计算方法 502

12.7.4 用TVA法计算筑于岩面上的分格式围堰 503

12.7.5　用卡明斯法计算筑于岩面上的连环格子式围堰 507

12.7.6　筑于厚土层上的连环格子式围堰 509

12.7.7　连环格子式防水围堰的施工问题 509

参考文献 510