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第八篇 基坑支护、排水降水及地下工程施工计算 3

第三十七章 作用于基坑支护结构上的荷载 3

第一节 土压力计算 3

一、概述 3

二、土压力理论 4

第二节 支护结构土压力计算 14

一、支护结构水平荷载标准值eajk 14

二、基坑外侧竖向应力标准值σajk 15

三、支护结构水平抗力标准值epjk 19

第三节 分层土的土压力计算 23

第四节 水压力计算 28

第三十八章 基槽和管沟支护（撑）计算 30

第一节 连续水平板式支护（撑）计算 30

一、挡土板计算 30

二、立柱计算 31

三、横撑计算 32

第二节 连续垂直板式支护（撑）计算 34

一、横撑等距布置计算 34

二、横撑不等距（等弯矩）布置计算 34

第三十九章 基坑支护结构类型概述 37

第一节 基坑支护结构设计原则与基坑侧壁安全等级及重要性系数 37

一、设计原则 37

二、勘察要求 38

三、支护结构选型 39

四、质量检测 39

五、基坑开挖 40

六、开挖监控 40

第二节 基坑支护结构类型 41

一、概述 41

二、基坑支护结构分类 41

三、透水挡土结构 42

四、止水挡土结构 47

五、支撑锚拉结构 54

第四十章 基坑支护结构的设计计算 60

第一节 悬臂式支护结构的计算 60

一、静力平衡法 61

二、布鲁姆（Blum）法 63

三、弹性线法（图解法 71

第二节 浅埋单层支点排桩墙支护计算 72

一、概述 72

二、浅埋单层支点排桩、桩墙顶端支撑（锚拉）法计算 73

三、浅埋单层支点排桩墙自由端法计算 78

第三节 深埋排桩、墙支护结构计算 79

一、单层支点排桩、墙的等值梁法 79

二、多层支点排桩、墙的等值梁法 86

三、多层支点排桩、墙等弯矩及等反力布置法 92

四、多层支点排桩、墙支撑荷载的二分之一分担法 96

五、多层支点逐层开挖支撑（锚杆）支承力不变计算法 100

六、对多层支撑（锚杆）计算方法的分析 106

第四节 排桩系统构件的设计计算 108

一、钢板桩及板桩式结构的荷载 108

二、钢板桩设计计算 110

三、H型钢木挡板支护结构设计计算 117

四、灌注桩设计计算 126

五、拉锚锚桩埋设的计算 134

六、双排座支护设计计算 136

七、组合式挡土灌注桩支护计算 142

第五节 地下连续墙支护计算 143

一、概述 143

二、无支撑（锚）支护计算 144

三、单支撑（平锚）支护计算 145

四、多支撑（多锚点）支护计算 146

五、地下连续墙结构分析的解析方法 157

六、地下连续墙的混凝土、钢筋及构造要求 170

第六节 排桩、墙支护体系稳定性分析与验算 172

一、整体抗滑移稳定性分析 173

二、抗倾覆稳定性分析与验算 174

三、基坑底部抗隆起稳定性分析与验算 176

四、基坑底部抗管涌稳定性验算 186

五、基底抗承压水层的稳定性分析 190

六、坑底控制渗水量计算 190

七、抗浮稳定性验算 190

八、排桩、墙承受垂直压力的验算 191

九、排桩地下连续墙支护体系变形估算 192

第四十一章 基坑支护结构的支撑体系计算 212

第一节 概述 212

第二节 支撑结构设计与施工 212

一、支撑结构的选型与布置 212

二、支撑系统设计计算注意要点 216

三、钢支撑结构设计计算 220

四、钢筋混凝土支撑结构设计 224

五、支撑结构的构造 227

六、支撑结构的施工要点 229

第四十二章 土层锚杆支撑的设计计算 240

第一节 土层锚杆的一般设计方法 240

一、概论 240

二、锚杆的构造及类型 240

三、土层锚杆设计计算 241

第二节 介绍《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—99）推荐的土层锚杆设计方法 248

一、一般规定 248

二、锚杆计算 248

三、锚杆的材料 250

四、锚杆试验 251

五、土层锚杆稳定性验算 252

第三节 锚碇结构设计 254

一、拉杆设计 254

二、锚桩（或锚碇板）设计 255

三、锚碇板土压力计算 256

第四节 锚杆施工简介 268

一、施工工艺 268

二、施工注意事项 271

第四十三章 型钢水泥土搅拌墙（SMW工法）设计计算 272

第一节 型钢水泥土搅拌墙设计计算 272

一、概述 272

二、适用条件 272

三、型钢水泥土搅拌墙的受力分析 272

四、内力计算步骤 273

五、强度验算 274

六、SMW工法施工 275

第二节 简要介绍上海市工程建设规范《型钢水泥土搅拌墙计算规程》 （DGJ 08-116—2005）设计计算（供参考） 276

一、设计 276

二、施工 279

三、质量检查与验收 281

四、对“型钢水泥土搅拌墙技术规程”几点说明 282

第四十四章 水泥土墙支护的计算 285

第一节 概述 285

第二节 水泥土墙的构造 286

第三节 水泥土墙的布置 286

一、水泥土墙的平面布置 286

二、水泥土墙的剖面布置 288

第四节 水泥土墙设计计算 289

一、重力式水泥墙的嵌固深度 289

二、水泥土墙结构厚度 291

三、水泥土墙正截面承载力验算《基坑规程》推荐） 292

四、水泥土墙土压力的计算 296

五、水泥土墙稳定性验算 297

六、抗渗验算 300

七、墙体应力 302

八、基底地基承载力验算 304

九、水泥土墙格仓压力计算 306

十、水泥土墙位移计算 307

第五节 水泥土的配合比与施工工艺 313

一、水泥土的配合比 313

二、施工工艺 315

三、水泥土的物理力学性质 315

第四十五章 土钉墙的设计计算 318

第一节 土钉分类 318

第二节 土钉墙与锚杆挡墙和加筋挡墙的对比 318

第三节 土钉墙的适用条件和特点 319

一、土钉技术的适用性 319

二、土钉技术的特点 319

第四节 土钉墙的构造 320

一、土钉 320

二、面板 321

第五节 土钉墙设计计算原理及方法 321

第六节 土钉墙的施工与监测 341

一、施工 341

二、施工监测与检查 343

第四十六章 逆作拱墙支护和逆作钢筋混凝土井计算 344

第一节 逆作拱墙支护计算 344

一、概述 344

二、逆作拱墙构造 344

三、逆作拱墙设计计算 344

四、逆作拱墙施工 352

第二节 逆作钢筋混凝土井计算 352

一、逆作钢筋混凝土井壁厚度计算 353

二、逆作钢筋混凝土井井壁荷载计算 353

三、逆作钢筋混凝土井井壁平面结构内力计算 354

四、逆作钢筋混凝土井底板计算 361

五、逆作钢筋混凝土井施工要点 375

第四十七章 钢筋混凝土沉井施工计算 377

第一节 在旱地上制作沉井 377

一、施工前的准备工作 377

二、基坑开挖及基坑排水 378

三、砂垫层厚度及混凝土垫层厚度的确定 388

四、有承垫木和无承垫木的施工计算 389

第二节 在水中修筑沉井基础 394

一、筑岛的基本要求 394

二、筑岛的分类与计算 395

第三节 沉井在下沉阶段井壁承受的荷载 395

一、水压力计算方法 396

二、土压力计算方法 396

三、有地下水时，水与土的总侧压力计算方法（即水、土合算） 397

第四节 沉井下沉计算 398

一、井壁与土壤的摩阻力 398

二、下沉计算 400

三、沉井接高时刃脚、底梁、隔墙下地基土的极限承载力简易计算法 403

四、分节制作分节下沉的沉井接高时的地基稳定措施 404

第五节 抗浮验算 404

一、沉井施工阶段（下沉封底）的抗浮验算 404

二、沉井使用阶段抗浮、抗滑及抗倾稳定验算 405

第六节 定位垫木和承垫木拆除后井壁强度的验算 407

一、矩形沉井 407

二、圆形沉井 408

第七节 沉井素混凝土封底计算 409

一、沉井干封底的计算 409

二、沉井水下封底混凝土的厚度计算 410

第八节 沉井水下封底混凝土浇筑施工的计算 415

一、水下混凝土浇筑前的井内准备工作 415

二、水下浇筑混凝土的拌制和运输 417

三、水下混凝土浇筑方法 420

四、施工控制指标的计算 422

第四十八章 水中基础的修筑 429

第一节 水中修筑基础的方法 429

一、修筑水中基础的方法 429

二、岸边至水中修建基础间的交通问题 430

第二节 水中桩基的修筑 430

一、浮运打桩设备及其工作法 431

二、用围堰法修筑桩基 432

三、用其他方法修筑桩基 432

第三节 水中临时台（排）架的应用及单桩承载力的计算 433

一、临时台（排）架的应用 433

二、台（排）架单桩承载力的计算 433

三、打桩和搭台架 435

第四节 保护基坑用的不同类型的围堰 435

一、一般规定 435

二、土、石围堰简介 436

三、板桩围堰简介 440

四、板桩围堰的计算 443

五、用围堰法修筑水中基础 462

六、防渗要求和板桩下端支承情况 467

七、静水压力变化影响 467

八、动水压力影响 468

九、基坑坑底安全验算 468

第四十九章 排水与降水施工计算 470

第一节 施工排水 470

一、场地排水明沟流量计算 470

二、场地防洪沟流量和截面计算 472

三、基坑明沟排水计算 476

第二节 降低地下水 482

一、降水方法与适用范围 482

二、降水的作用 483

第三节 地下水与降水 483

一、地下水流的性质 483

二、水井理论与水井涌水量计算 489

三、轻型井点、喷射井点、电渗井点降水设计计算 495

四、降水管井（深井）降水计算 517

第四节 井点降水对环境的影响及防范措施 542

一、井点降水影响范围和沉降的估算 542

二、防止井点降水对周围环境产生不良影响的措施 544

第九篇 非开挖铺设地下管道工程施工计算 553

第五十章 顶管 553

第一节 概论 553

第二节 顶管施工基本原理及主要内容 553

一、顶管施工技术的构成 554

二、顶管施工技术的步骤 557

第三节 顶管施工的分类和适用范围 558

一、普通的几种分类方法 558

二、顶管施工适用范围 558

第四节 顶管管材选用及管体构造要求 559

一、管材选用 559

二、钢管 559

三、钢筋混凝土管 561

四、玻璃纤维增强塑料夹砂管（符合《规程》要求） 564

第五节 工作井及接收井 565

一、工作井（符合《规程》要求） 565

二、接收井（符合《规程》要求） 577

第六节 顶管设计的一般规定 578

一、顶管管位选择 578

二、顶进土层选择 578

三、顶管间距 578

四、顶管覆盖层厚度 578

五、曲线顶管 578

第七节 顶管施工 580

一、顶管机（符合《规程》要求） 580

二、介绍一般常用的几种顶管施工 580

第八节 长距离顶管施工 591

一、概述 591

二、注浆减阻 592

三、中继间 593

四、通风 597

第九节 顶管施工测量控制 597

一、顶管的姿态控制 597

二、直线顶管的测量 598

三、自动导向测量系统 601

第十节 曲线顶管施工 604

一、概述 604

二、曲线顶管施工中的有关计算 605

三、曲线顶管的测量 608

四、曲线顶管施工中的管材受力分析 611

第十一节 顶管掘进机的选型 613

一、合理选型 613

二、顶管掘进机选型 616

第十二节 顶管施工中的有关计算 618

一、一般顶管施工常用的计算方法 618

二、按中国工程建设协会标准《规程》对顶管进行有关计算 629

三、简要介绍上海市标准《市政排水管道工程施工及检收规程》 （DBJ 08-220—1996）对顶管的顶力估算和顶管后背土体稳定验算 631

第五十一章 水平定向钻进和导向钻进施工工法施工计算 637

第一节 概论 637

第二节 导向钻进施工原理 637

一、导向钻进的成孔方式 638

二、钻机的锚固 638

三、钻头选择依据 638

四、导向孔施工 639

五、扩孔施工 640

六、钻进液 641

七、定向钻进成孔方式 641

八、定向钻孔监视方法 642

九、定向钻孔施工中地下管线损坏预防 642

第三节 导（定）向钻进设备 642

一、导向仪 642

二、GBS导向钻进系统简介 644

三、国产FDP-15型导向钻机 646

四、钻进设备的选择 649

第四节 钻孔孔身轨迹设计和实际孔身轨迹的计算 650

一、钻孔空间位置 650

二、钻孔轨迹的设计方法 651

三、实际孔身轨迹的计算 659

第五节 几种典型非开挖施工设备的主要技术参数 661

第六节 对《HDPE排水排污管工程定向钻孔牵引法施工规程《（试用本）简介 663

一、术语 663

二、施工准备 663

三、定向钻孔轨迹设计 664

四、回拖力计算 664

五、管材最大拖拉长度 665

六、进出洞口措施 665

第七节 简要介绍上海市工程建设规范《管线定向钻进技术规范》 （DG/TJ 08-2075—2010） 665

一、基本规定 666

二、工程勘察 666

三、设计 666

四、定向钻进施工 670

第十篇 软土隧道施工计算 677

第五十二章 盾构隧道施工计算 677

第一节 概论 677

第二节 盾构法施工流程 678

第三节 盾构施工技术要求 678

一、盾构法施工的优缺点及其适用范围 678

二、盾构分类 679

三、盾构工法 680

四、盾构机的应用选型 703

五、盾构尺寸、质量与千斤顶推力的确定 709

第四节 盾构施工的准备工作 723

一、盾构拼装室和拆卸室 723

二、盾构基座 724

三、盾构进出洞设施 724

四、盾构后座 724

五、盾构施工附属设施的准备 725

第五节 盾构推进过程中的纠偏与出土施工要点 725

一、盾构推进操纵与纠偏 725

二、出土施工要点 726

第六节 盾构衬砌施工 727

一、预制管片衬砌施工 727

二、现浇混凝土衬砌施工 730

三、向衬砌背后压浆 730

第七节 简要介绍上海市《市政工程施工及验收技术规程》（隧道）篇有关盾构隧道施工计算（供参考） 731

一、一般规定 731

二、盾构选型 732

三、盾构基座技术要求 733

四、盾构设备配置 735

五、盾构出洞及其起始掘进段施工 741

六、盾构进洞段施工 742

七、盾构纠偏量的控制 743

八、隧道压浆技术方案 744

九、压浆材料、浆体配合比、浆液运输及压浆设备 744

第五十三章 隧道工程施工测量 746

第一节 隧道工程施工测量的精度标准 746

一、地面平面与高程控制测量 746

二、联系测量（包括定向测量和高程传递） 747

三、地下（洞内）平面与高程控制测量 747

四、贯通误差的限差 748

第二节 竖井联系测量 748

一、联系三角形定向法 748

二、光学垂准仪与陀螺经纬仪联合进行竖井联系测量 752

第三节 竖井高程传递 754

一、钢尺导入法 754

二、用光电测距仪传递高程 755

第四节 盾构法掘进位置、姿态的测量和控制 756

一、联系测量 756

二、盾构井（室）和盾构拼装测量 756

三、盾构机掘进实时姿态测量 756

四、洞内衬砌环片的测量 760

五、盾构机的方向控制 760

附录A施工常用结构设计计算参考资料 765

附录B脚手架荷载说明 796

附录C地基土的水平向和垂直向基床系数kH kv及水平向基床系数沿深度增大的比例系数m表 800

参考文献 801