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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eajk14

二、基坑外侧竖向应力标准值σajk15

三、支护结构水平抗力标准值epjk19

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