同济大学地下建筑结构复习 1 绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式 地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。 土层地下建筑结构分为1.浅埋式结构2.附建式结构3.沉井（沉箱）结构4.地下连续墙结构5.盾构结构6.沉管结构7其他如顶管和箱涵结构。 岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及内容 设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段 初步设计主要内容：1.工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定2.确定埋置深度和施工方法3.初步设计荷载值4.选择建筑材料5.选定结构形式和布置6.估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸7.绘制初步设计结构图8.估算工程材料数量及财务概算 技术细节主要内容：1.计算荷载2.计算简图3.内力分析4.内力组合5.配筋设计6.绘制结构施工详图7材料、工程数量和工程财务预算 2 地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类？ 按其存在的状态，可以分为静荷载、动荷载和活荷载等三大类 2.2简述地下建筑荷载的计算原则 需进行最不利情况的组合，先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面内力，再进行最不利的内力组合，得出各设计控制截面的最大内力。 2.3土压力可分为几种形式？其大小关系如何？ 土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea 被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea 2.4静止土压力是如何确定的？ 在挡土结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移，背后填土处于弹性平衡状态，则作用于结构上的侧向土压力，称为静止土压力。静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。 2.5库仑理论的基本假设是什么？并给出其一般土压力计算公式。 基本假设：1)挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土2）挡土墙是刚性的且长度很长，属于平面应变问题3）挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力
地下建筑结构 1地下建筑结构的设计原则:安全适用、技术先进、经济合理。 2 确定地下建筑结构形式的因素: 1)控制因素——受力条件:在一定地质条件下的围岩压力、水土压 力和一定的爆炸与地震等动载下求出最合理和经济的结构形式。 2)制约因素——使用要求:地下建筑物必须考虑使用要求。 3)重要因素——施工方案:在地质条件和使用条件相同情况下,施 工方法不同其采取的结构形式也不同。 3 围岩压力:是指位于地下结构周围岩土体发生变形或破坏,作用 在衬砌结构或支撑结构上的压力。是作用在地下结构的主要荷载。 4 围岩压力的影响因素 ①围岩的结构;②围岩的强度;③地下水的作用;④洞室的尺寸与形状; ⑤支护的类型和刚度;⑥施工方法;⑦洞室的埋置深度;⑧支护时间; ⑨其他因素 5 地下结构与地面结构区别: (1)地下结构存在地层弹性抗力,其变形受到地层的约束;而地面结 构的变形不受介质约束;
(2)地下结构存在地层弹性抗力,结构的受力条件得以改善,其承载力有所增加4、初始地应力由自重应力和构造应力两部分组成。 6 当地下结构产生压向地层的变形,由于结构与岩土体紧密接触,则岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,即弹性抗力。 7 弹性地基梁:是指搁置在具有一定弹性地基上,各点与地基紧密相贴的梁。 8 弹性地基梁与普通梁的两大区别: (1)超静定次数是无限还是有限 普通梁只在有限个支座处与基础相连,梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁是静定的或有限次超静定的结构。 弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,具有无穷多个支点和无穷多个未知反力,因此,弹性地基梁是无穷多次超静定结构。 (2)地基的变形是考虑还是略去 普通梁的支座通常看作刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形。 弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形;梁与地基是共同变形的;一方面梁给地基以压力,使地基沉陷,反过来,地基给梁以相反的压力,限制梁的位移。
第6章地下建筑工程 本章主要结合平洞的施工，介绍地下建筑工程施工中的洞室开挖、衬砌施工和喷锚支护等主要问题。 第一节地下建筑工程的施工程序 施工程序问题涉及到整个地下建筑物施工的全过程，要求在总体规划的基础上，安排各部位、各工种的先后施工顺序，以保证均衡、连续、有节奏地完成各项作业。 一、平洞的施工程序 开挖和衬砌（支护）是平洞施工的两个主要施工过程。处理好平洞开挖与临时支撑、平洞开挖与衬砌或支护的关系，以便各项工作在狭小的工作面上有条不紊地进行。 (一)平洞施工工作面 工作面的数目可按下式进行估算。 （6-1） 式中［T］—平洞施工的限定工期，月； L —平洞的全长，m； N —工作面的数目； V—平洞施工的综合进度指标，m／月； lmax—施工支洞（或竖井）的最大长度（或高度），m； v—施工支洞（或竖井）的综合进度指标，m／月。 （二）平洞的开挖程序 平洞开挖有全断面开挖、断面分部开挖和导洞开挖等方法。 （1）全断面开挖 全断面开挖是将平洞整个断面一次开挖成洞。衬砌或支护施工，须待全洞贯通以后或掘进相当距离以后进行，并视围岩开挖后允许暴露时间和总的施工安排而定。 全断面开挖一般适用于围岩坚固稳定，对应f≥8～10，有大型开挖衬砌设备的情况。目前国内外的全断面开挖高度一般为8~10m，主要由使用的多臂钻凿岩机或全断面掘进机的工作高度（直径）控制。采用全断面开挖方法，洞内工作场面比较大，施工组织因工作面宽而比较容易安排，施工干扰也较易解决，有利于提高平洞施工速度。 （2）断面分部开挖 断面分部开挖是将整个断面分成若干层（通常为二层或三层），分层开挖推进，分部开挖适用于围岩较差、洞径过大的平洞开挖。 如果围岩比较稳定，洞线又不太长，可先分部开挖掘进，贯通以后再进行衬砌；在地质条件较差，围岩允许暴露时间不宜过久条件下，可以采用上部开挖一段以后，将顶拱衬砌支护好，再进行下部开挖，以策安全。
第六章地下建筑工程 教学目的和要求：地下工程有许多自身特点。要求学生了解地下工程施工的基本特点，掌握必要的洞室开挖、衬砌施工、锚喷支护等主要工程施工。 重点与难点：1.洞室开挖，地下工程施工程序 2.衬砌施工、锚喷支护等 教具与参考：1.水利施工图片 2.[1]梁炯均. 锚固与注浆手册. 北京：中国电力出版社，1999 [2]杨康宁主编. 水利水电工程施工技术.北京：中国水利水电出 版社，1995 [3]张正宇主编. 现代水利水电工程爆破. 北京：中国水利水电 出版社，2003 主要教学方法：讲解法演示法 地下建筑工程施工，受地质、水文地质、建筑物型式及施工条件的影响较大，其施工方法与露天作业有很大的差别，因而往往是整个枢 纽工程中控制施工进度的工程项目。 本章主要结合平洞的施工，介绍地下建筑工程施工中的几个主要问题，如洞室开挖、衬砌施工和喷锚支护。
第一节地下建筑工程的施工程序 教学目的和要求：介绍地下工程的施工程序，要求学生掌握不同工程的开挖方法。 熟悉相应的开挖机械 重点与难点：平洞和地下厂房的开挖施工 教具与参考：工程图片 主要教学方法：讲授法启迪法 地下建筑工程，按其工作性质可分为过水的和不过水的两大类；常见的型式有平洞、斜洞和竖井，大型洞室。 一、平洞的施工程序 平洞施工方法有二种，即常用的钻眼爆破法及全断面掘进法（TBM法）。本章重点介绍钻眼爆破法施工，其主要施工工序是钻孔、装药、爆破、通风散烟、清撬、出碴、检查及测量放线，在地质条件较差地段，应增加锚杆支护、混凝土衬砌、灌浆等工序，同时还需进行排水、照明、供水、供电、供风等辅助工作，保证平洞施工的顺利进行。因此，钻爆法施工有以下几个特点： 1、施工作业空间狭小，工序多，交叉作业多，施工干扰大。在长隧洞施工 中，由于施工进度的要求，还需开挖施工支洞以增加工作面，增加了工程造价。
地下室工程 一、放线 找出坐标，用全站仪或经纬仪放轴线定位（木桩或钢钉加漆标记），用白灰撒出放坡线，放坡宽度根据外围场地条件、土质条件而定。正常放坡时，粘土可窄，坡度系数为0.5；粉土需宽些，为0.75；支护放坡为0.25-0.3。 二、抄平 找出基准平点，用水平仪测出高低平均值数据，往下计算出下挖深度（层高+水沟+筏板+防水保护层+垫层）。 三、制定挖土安全方案，分层开挖（因深度较大）。挖至下层时，用水平仪跟紧抄平，机械 加人工配合清底。一般图纸要求基底200-300mm厚土层怕扰动，用人工开挖，但是考虑到运土不方便，费用高等原因，多数采用机械挖至距离基底80-100mm处，然后用人工清理。基槽挖完后，挂线清平，误差为±10mm。 注：松软土、杂土挖掉，小范围挖超部分随垫层混凝土浇筑，大范围部分需机配砂石（7:3或6:4）垫实后再浇垫层混凝土，决不能直接浇筑混凝土，原因是沉降不均匀。 四、支护 基坑支护先选出支护队伍，支护队伍制定支护、降水施工方案，基础深度超过5m以上（含5m）需专家论证（5位岩土、结构专家会审方案），得到论证书方可施工。 支护方法有多种，如桩支护、混凝土墙、拱墙支护、钢架支护、锚杆喷砼支护。六合花园采用锚杆喷砼支护。锚杆支护根据场地条件而定，应考虑到临边堆积物因素、道路过车因素、土质因素等，一般5m以上基坑需3道锚杆，长度为4m、6m、3m或3m、5m、2m不等，我们项目临边道路过重车，采取6m、4m、3m锚杆。 锚杆直径为16-18的二级钢，我们项目采用直径18的三级钢，钢网用50×50的，拉结筋采用Φ10钢筋，锚杆定位距上口1.3m-1.5m，中间锚杆间距为上下左右各1.5m，下层锚杆距下口1.5-2.0m。 锚杆制作：6m长的锚杆焊3道抗拔箍，5m、4m长的焊2道抗拔箍，3m长的焊1道抗拔箍。 锚杆露出部分头部打拐，用Φ10拉结筋与锚杆筋头压着钢网旱牢。钢网满挂，上口翻600mm左右用宽钢筋桩固定，Φ10拉结筋压网焊接。 施工方法：施工技术人员定出锚杆位置，操作人员搭牢脚手架，锚杆钻孔朝下倾斜15°，深度超出锚杆长度50mm左右，土坡跟随挖掘机铲坡，坡面平整误差为±10mm。挂网（钢网重叠搭接150mm，土钉固定）焊筋后锚杆即浇筑砼（水泥砼），管头插入孔内300mm，分两次浇筑完成。锚杆固定后坡面喷砼，采用碎石砼，60-80mm厚，上口翻边600mm宽，外高150-200mm，防止雨水流入基坑。喷砼从上而下，最后压顶。 五、降水 根据水位高低制定降水方案：○1降水排井同时降水，决不能局部降水，局部降水会引起楼群沉降不均匀；降水不能过快，需缓慢下落，也不能降的太低，降至基底以下300-500mm 为宜。○2明沟降水：遇到雨天时基坑宜存水，需明沟排水，挖水池蓄水，用水泵抽出，明沟离基础外400mm，比基础低400-500mm为宜。 六、垫层 垫层混凝土厚度一般要求100mm，在施工过程中应掌控其厚度，最薄处不能少于80mm，宽度应超出砖胎膜外60mm。
福州大学2013～2014学年第2学期考试A 卷 课程名称 地下建筑结构 考试日期 考生姓名 学号 专业或类别 土木工程 考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。 2、单数码页均应填写姓名、专业等信息。 3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、问答题（共5题，每题8分） 1、计算侧向土压力的理论有哪两种。列出其基本公式，它们在计算假定上有什么区别。 郎肯理论假定: 挡土墙背垂直光滑；填土表面水平；墙体为刚性体。 其主动土压力为a a a K c zK 2-=γσ，其中)2 45(tan 2? -= a K 。其被动土压力为 p p p K c zK 2-=γσ，其中)2 45(tan 2? += p K 。 库仑理论假定：理想的散粒体；墙背粗糙；滑动破坏面为平面；楔体整体滑动且处于极限平衡状态。 其主动土压力为2 22)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++?-==βαδαβ?β?δααα?γγσz zK a a 。 其被动土压力为2 22] )cos()cos()sin()sin(1)[cos(cos ) (cos βαδαβ?δ?δααα?γγσ-?-+?++-?+==z zK p p 。 2、简述地下建筑结构设计中的两大类计算模型。 荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），衬砌在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计
算方法称为荷载结构法。 地层结构模型把地下结构与地层作为一个受力变形的整体，按照连续介质力学原理来计算地下建筑结构以及周围地层的变形；不仅计算出衬砌结构的内力及变形，而且计算周围地层的应力，充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用。 3、列出弹性力学（平面应力问题）的三大方程与边界条件。简述应力解法（以应力为基本未知量）求解这些偏微分方程组的基本过程。 平衡微分方程??? ? ???=+??+??=+??+??00y y xy x xy x F y x F y x σττσ， 几何方程???? ???????+??=??=??=y u x v y v x u xy y x γεε，本构方程??? ??????=-=-= 1)(1)(1xy xy x y y y x x G E E τγμσσεμσσε， 位移边界条件在S u 上：???==v v u u ，应力边界条件在S σ上：???=+=+y y xy x xy x p m l p m l σττσ。 在体力为常数时，通过求导、叠加、代入等方法将三大方程改写为：0)(2=+?y x σσ。 引入含待定系数的埃雷函数Φ使之满足04 =?Φ，则各应力分量可写成：2 2y x ??=Φ σ，22x y ??=Φσ，y x xy ???- =Φ τ2。使这些应力分量满足应力边界条件可求出待定系数，最终完全确定整个求解域内的应力，进而确定整个求解域内的应变与位移。 4、对常规错缝拼装的圆形盾构法隧道的衬砌结构，按照荷载结构法计算其内力时，其基本作用荷载有哪几种，其结构简化形式有哪几种？ 自重：δγh g =；竖向土压（浅埋）：∑==n i i i h q 1γ；
《地下建筑工程施工》课程教学大纲 课程名称：地下建筑工程施工课程编号：0106071C 学时/学分：32/2 开课学期：7 适用专业：土木工程（岩土与地下工程方向）课程类别/性质：专业/限选 一、课程的目的和任务 《地下建筑工程施工》是土木工程专业（岩土及地下工程方向）一门主要课程。其主要目的是：通过教授、实习、参观，使学生能够掌握地下建筑各种开挖方案、方法及开挖方式；掌握岩土地层各种开挖和支护的设计与施工方法；锚喷支护的设计及施工、信息法施工原理；特殊地层施工、安全和劳动条件；工能编制工程施工组织设计说明书。 《地下建筑工程施工》的专业知识是建立在相关数学、材料学、管理学、机械工程学、安全、地质、力学理论的基础上，本专业学习《地下建筑工程施工》的目的是使学生通过本课程的学习，系统地掌握地下工程一般的设计、施工工艺和施工管理方法，学会编制地下建筑工程施工设计和施工组织设计，并初步具备地下建筑工程施工技术指导和组织管理才能。学生在学完本课程后或同时进行专业课程设计(即类似于工程施工组织设计)，以一项工程实例，结合己学的知识在教师的指导下进行设计。 二、课程的基本要求 地下建筑工程是一门实践性很强的课程，讲课时要求内容与工程实例紧密结合，并跟上科学技术发展的步伐。学生学习过程中，要多参考相关的专业书籍与文献资料，学习过程中，应多理解内容，不必死记硬背。 通过本课程的学习，并配合有关的教学实习，生产实习和课程设计，达到以下具体的教学要求：掌握地下建筑工程的组成、工程建设程序；掌握地下工程一般的设计、施工工艺和施工管理方法；掌握地下建筑工程开挖、装运、支护等施工程序；学会编制地下建筑工程施工设计和施工组织设计；并初步具备地下建筑工程施工技术指导和组织管理才能；学生在学完本课程后能以一项工程实例，结合己学的知识在教师的指导下进行设计；通过课程学习、实验和生产实习，培养分析问题和解决问题的能力。对本课程中的简单科研课题，能够拟出研究方案，选择实验手段，整理实验数据。 三、课程基本内容和学时安排 绪论（1学时） 了解地下建筑工程的发展、组成与类型、特点，地下建筑工程施工的研究牛内容及任务。 第一章隧道开挖工程（7学时） 熟练掌握隧道开挖工程的施工方案与开挖方法、凿岩爆破、装岩与运输和洞室通风。 第二章开挖机械化与掘进机施工（4学时） 掌握开挖机械化作业方案配套和掘进机法（TBM）开挖施工。 第三章竖井、斜井施工（2学时） 掌握竖井施工、斜井施工，了解竖井、斜井施工治水。 第四章施工支洞布置（2学时） 掌握施工支洞的类型、选择和布置，了解施工支洞断面选择。 第五章锚喷支护施工（4学时） 掌握喷射混凝土支护施工、锚杆支护施工和预应力锚索施工。 第六章新奥法（NATM）施工与监控量测（4学时） 理解新奥法的基本原理，掌握新奥法的设计和施工、现场量测，了解量测资料的整理和应用。 第七章洞室混凝土衬砌施工（4学时）
1.3地下建筑工程的特点: 1)工程受力特点不同:地面是先有结构后有荷载,地下结构是先有荷载后有结构 2)工程材料特性的不确定性:空间上不确定,时间上不确定性 3)工程荷载的不确定性 4)破坏模式的不确定性 5)地下建筑工程信息的不完备性和模糊性 6)地下支护结构形式的多样性 1.4地下支护结构的类型: 地下支护结构有:临时支护结构和永久支护结构 支护结构的两个最基本使用要求:一是满足结构强度、刚度要求，以承受诸如水、围岩压力以及一些特殊使用要求的外荷载；二是提供一个能满足使用要求的工作环境，以便保持隧道内部的干燥和清洁。 （1）按设计与施工要求分类 地下建筑结构分为： 1）整体浇注结构：施工时，将地下支护结构整体现浇，一次性施工完成，形成整体型承载结构体。 2）锚喷支护结构：由锚杆、喷射混凝土结构组成的支护结构体 3）复合式衬砌结构：该结构由初期支护结构（锚喷支护）和二次衬砌组成，是应用新奥法理论产生的支护结构，也是我过目前钻爆法中应用最广范的支护结构。 4）管片支护结构：该结构是盾构法或掘进机法施工中最常用的支护结构，环状结构由数个管片组成环形闭合承载结构体。 （2）按用途与功能分为：交通隧道、水工隧道、矿山隧道、城市地下建筑结构、地下工厂、基坑工程、军事与国防工程 2.1地下岩体结构类型： 岩体结构：是指岩体中结构面与结构体的排列组合关系 结构体：是指岩体中被结构面切割围限的岩石块体 结构体常见形状：柱状、板状、楔形、菱形， 2.1.2岩体结构类型： 1)整体与块状结构 2)层状结构 3)碎裂状结构 4）散体状结构 2.2结构面类型与特征 岩体结构面：是指岩体内开裂的和易开裂的面如层理、节理、断层、片理等，又称不连续面。 2.2.1结构面的类型和特征 （1）岩体中结构面的种类： 岩体中有三种结构面： （1）原生结构面：又称成岩结构面，它是在成岩过程中形成的结构界面如：岩浆岩的流层、流纹、冷却、胀缩裂隙及侵入接触面；沉积岩的层理层面、龟裂；变质岩的片理、板理。（2）次生结构面：又称风化结构面、非构造结构面，是岩石受外动力地质作用（风、水、生物等）产生的，如由风化产生的风化裂隙等， （3）构造结构面：指各类岩体在构造运动作用下形成的各种结构面，如劈理、节理、断层、层间错动等 2.4.3结构面的强度特性：
第一章绪论 1、地下工程、地下空间得基本含义 地下工程:地下工程就是建造在地层环境中(岩体或土体)得工程结构物;有广义与狭义地下工程。 地下空间:在岩层或土层中天然形成或经人工开发形成得空间称为地下空间。 第二章地下空间资源及开发利用价值 1、地下空间资源、城市地下综合体基本含义 地下空间资源: 包括三个方面得含义: 1)天然存在得资源蕴藏总量; 2)一定技术条件下可供合理开发得资源总量; 3)一定历史时期内可供有效利用得地下空间总量。 地下综合体指由城市中不同功能得地下空间建筑共同组合而形成得大型地下空间工程。 第三章地下工程地质环境与围岩分级 1、岩体结构含义及类型 岩体结构:结构体与结构面在岩体内得排列、组合形式。 类型1)整体、块状结构岩体2)层状结构岩体3)碎裂结构岩体4)散体结构岩体 2、地应力得概念及其分类 地应力:指存在于地壳岩体中得原始应力,又叫天然应力。 分类自重应力构造应力活动得剩余得变异及残余应力感生应力 3、影响围岩稳定性得主要因素 (1)地质因素: 1 ) 岩体结构特征2)结构面性质与空间得组合3)岩石得力学性质4)围岩得初始应力场 (2)工程活动所造成得人为因素: 1)地下洞室尺寸与形状2)施工中采用得开挖方法 4、围岩分级(见书本p50) 第四章地下结构得设计方法与计算原理 1、地下结构得受力特点 主要特点:地下结构得围岩既就是作用于支护结构上得荷载来源,又与支护结构共同构成承载体系。 (1)除了承受使用荷载之外,地下结构还要承受周围岩土体与地下水得作用,而且后者往往构成地下结构得主要荷载; (2)地下结构得围岩既就是荷载得来源,又可以在某些情况下与结构共同作用形成承载体系; (3)地下水对结构得力学作用与岩土组成、地下水流场及结构防水系统等因素相关;
地下建筑结构复习第一章绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式:地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井(沉箱)结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及内容:设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计主要内容:①工程等级和要求,以及静、动荷载标准的确定②确定埋置深度和施工方法③初步设计荷载值④选择建筑材料⑤选定结构形式和布置⑥估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸⑦绘制初步设计结构图⑧估算工程材料数量及财务概算。技术细节主要内容:①计算荷载②计算简图③内力分析④内力组合⑤配筋设计⑥绘制结构施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算 1.3地下建筑结构的优缺点有哪些:优点①被限定的视觉影响②地表面开放空间③有效的土地利用 ④有效的往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源利用的节省和气候控制⑥地下的季节湿度的差异⑧自然灾害的保护⑨市民防卫⑩安全⑾噪声和震动的隔离⑿维修管理缺点①获得眺望和自然采光机会有限②进入和往来的限制③能源上的限制 1.4地下建筑结构的工程特点:①建筑结构替代了原来的地层(承载作用)②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应 1.5地下建筑地下建筑结构地上建筑区别:计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂,因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。第二章地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类:按其存在的状态,可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、 动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量,吊车荷载）三大类 2.2简述地下建筑荷载的计算原则:需进行最不利情况的组合,先进性个别荷载单独作用下的结构
地下室安装工程施工方案 地下室安装工程施工方案提要：平台管线的数量大，在敷设管子密集的地方必须密切与土建配合，把管子放在主梁钢筋内，这样不至于电管暴露在地坪外面 更多精品行政 地下室安装工程施工方案 1施工组织管理机构： 管理机构：本项目实行项目法施工，安装工程项目在项目部设项目副经理，在项目部的统一领导下，由安装工程项目副经理统管安装工程，下设安装工程技术部、设备材料部、施工计划部统管现场施工。 施工管理层设有：由气安装工段、自控、弱电工段、设备安装工段、暖通、给排水工段。 电气安装工段主要负责高、低压电气安装工程，动力、照明安装工程。 设备安装工段主要负责机械设备安装。 自控弱电工段主要负责自控、消防、通讯、电视、安全监控等安装工程。 暖通、给排水工段主要负责采暖、通风、空调、给排水、消防、管道等安装工程。 2管理措施： 项目部对安装工程管理机构起领导、检查、控制、督促、协调作用，安装工程管理机构在安装工程项目副经理的领导下对项目部负责。
在管理机构中各个岗位另外制定岗位责任制，定岗、定职、定责、分级负责。对各岗位的工作情况由项目部统一考核评议，考核评议结果作为在岗人员的奖惩依据。 各专业管理人员协助安装项目副经理落实承包的各个安装项目。 综上所述，即采取层负责，层层把关，实行岗位责任制的方法开展工作，充分调动每个人的工作积极性，使工程保质保量按期完成。 3施工组织方案与布局： 必须与时与土建做好配合工作。各专业必须认真熟悉图纸，在建设单位的组织下进行图纸会审，技术交底工作，在土建结构施工前做好各项施工准备工作。 配合排管平台扎好第一批钢筋后，迅速组织班组进行平台排管，尽可能避免重叠在一起层叠交错。 配合浇砼：每次浇砼时，管道专业设专人值班，发现异常问题，立即采取修复措施。 预留结束，班组首先进行自检，确认无遗漏无差错，经主任工程师、专业责任工程师与质安员检查合格后，填写隐蔽工程记录，报专业监理验收，经专业监理认可后，以书面形式通知土建浇注。 ●平台配管： 定位在平台模板支撑后，先弹出墙身线，算出灯头箱、开关箱、插座箱位置，使其做到整齐、清晰。按排管施工步骤进行施。 平台管线的数量大，在敷设管子密集的地方必须密切与土建配合，把管子放在主梁钢筋内，这样不至于电管暴露在地坪外面。管子安装时应该
第一章 衬砌结构的作用：承重和围护。 结构形式影响因素：受力条件、使用要求、施工方案。 结构形式：浅埋式结构、附建式结构、沉井结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、桥梁基础结构、其他结构。 拱形结构的优点： 1.地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。因此，拱形结构就受力性能而言 比平顶结构好。 2.拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求， 并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。 3.拱主要是承压结构。适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料 构筑。材料造价低，耐久性良好，易维护。 地下建筑与地面建筑结构的区别： 1.计算理论、设计和施工方法。 2.地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。 3.地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且 约束着结构的移动和变形。 岩石地下建筑结构形式 （一）拱形结构：1．贴壁式拱形结构：（1）半衬砌结构（2）厚拱薄墙衬砌结构（3）直墙拱形衬砌（4）曲墙拱形衬砌结构2．离壁式拱形衬砌结构 （二）喷锚结构 （三）穹顶结构 （四）连拱隧道结构 （五）复合衬砌结构 第二章 荷载种类： 静荷载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。 动荷载：原子武器和常规武器的爆破冲击波；地震波作用下的动荷载。 活荷载：指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化。其他荷载：混凝土收缩、温度变化、结构沉降、装配误差等。 按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类：永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载。 软土地区浅埋地下工程采用“土柱理论”进行计算。 第三章 弹性地基梁与普通梁的区别： 1.超静定的次数是有限，还是无限。 2.普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形；弹性地基梁必 须同时考虑地基的变形。 第四章 国际隧协认为可将其归纳为以下四种模型： 1.以参照已往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法；
目录 1.工程概况 (1) 2.设计说明 (1) 2.1设计依据： (1) 2.1.1设计依据： (1) 2.2计算模型： (1) 2.2.1 荷载结构模型 (1) 2.2.2 地层结构模型 (2) 3.方案选型 (2) 3.1方案介绍 (2) 3.2方案比选 (2) 4.内力计算 (3) 4.1结构力学求解器建模 (3) 4.1.1工况一 (3) 4.1.2工况二................................................................................................ . 11 4.1.3工况三 (17) 4.2 Plaxis有限元软件建模 (24) 4.2.1 工况一 (26) 4.2.2 工况二 (28) 4.2.3 工况三 (29) 4.2.4 工况四 (30) 4.2.5 工况五 (31) 4.2.6 工况六 (32) 4.3同济曙光建模 (33) 5.降水方案 (14) 6.监测方案 (14) 6.1监测目的 (14) 6.2监测内容 (14) 6.3监测方法 (14) 7.方案优化 (3) 7.1优化说明 (14) 7.2最终方案 (14) 7.3设计不足 (14) 设计心得 (46) 致谢 (46)
一．工程概况 本次课程设计是某地铁车站深基坑支护设计。 本工程基坑设计参数选择如下表所示： 地铁车站基坑支护结构计算参数选择表1 粘土天然重度kN/m 3 粘土饱和重度kN/m 3 粘土浮重度kN/m 3 粘土内摩擦角? 粘土粘聚 力 kpa 开挖深度 m 地下水位 m 18 22 12 10 20 10 6 地铁车站基坑支护结构计算参数选择表2 混凝土强度等级 桩直径 (m) 桩间距 (m) 纵筋 强度等级 箍筋 强度等级 锚杆杆体材料 钢筋弹性 模量N/mm 2 C30 0.6 0.8 HRB400 HRB300 479.5φ? 1.95510? 地铁车站基坑支护结构计算参数选择表3 基坑等级 排桩长度 m 极限粘结强度标准值（kpa ） 嵌固稳定性 系数 抗隆起安 全系数 锚杆抗拔安全 系数 二级 20 60 1.2 1.6 1.6 二．设计说明 2.1设计依据 1.规范： ①《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012) ②《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 2.书籍： ①《地下建筑结构》 朱合华主编，中国建筑工业出版社，2011年 ②《地下工程》 关宝树主编，高等教育出版社，2007年 ③《混凝土结构设计原理》四校合编，中国建筑工业出版社，2012年 3.设计软件： ①清华大学结构力学求解器 ②Plaxis 通用岩土有限元计算软件 ③同济曙光软件 ④同济启明星软件 2.2计算模型 2.2.1荷载结构模型 本模型采用荷载结构法计算基坑开挖产生的结构内力。这种模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），支护结构在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计算方法称为荷载结构法。 在该模型中，我们用弹簧来模拟基坑内侧被动土压力以及锚杆的拉力。 并利用弹簧的变形与排桩变形一致来满足变形协调条件。
地下工程建设施工组织设计 方案 第一部分编制依据 1、市东建建筑的《信达·海岸》施工图纸（2006年7月）； 2、建设单位（业主）对工期、质量的有关要求； 3、施工现场的实际情况； 4、公司ISO9001质量保证体系的有关文件； 5、《市基坑工程管理规定》（穗建技[1999］311号）； 6、《关于基坑安全问题的补充通知》（穗建筑[2005］412号）； 7、《省建筑工程竣工验收技术资料统一用表》（2003年12月1日实施） 8、《工程测量规》（GB50026－93） 9、《建筑地基基础工程施工质量验收规》（GB50202-2002） 10、《外墙饰面工程施工及验收规程》JGJ126-2000 11、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18－96） 12、《混凝土结构工程施工质量验收规》（GB50204－2002） 13、《混凝土泵送技术规程》JGJ/T10-95 14、《建筑工程冬季施工规程》JGJ104-97 15、《混凝土质量控制标准》GB50164-92 16、《混凝土检验评定标准》（GBJ107-87） 17、《砌体工程施工质量验收规》（GB50203－2002） 18、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99） 19、《建筑地面工程施工质量验收规》（GB50209－2002） 20、《建筑装饰装修工程质量验收规》（GB50210-2001）
21、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300－2001） 22、《建筑工程预算定额及建筑施工手册》 23、中南地区通用建筑标准设计 （二）安全生产管理标准规 1、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59－99） 2、《建筑施工高处作业安全技术规》（JGJ80－91） 3、《建筑工程机械使用安全技术规》（JGJ33－2001） 4、《工程施工现场供用电安全规》（GB50104-93） 5、《施工现场临时用电安全技术规》（JGJ46－88） 6、《关于基坑安全问题的补充通知》（穗建筑[2005］412号）； 7、市建筑行业主管部门有关施工安全、文明施工的有关规定以及现行其他的施工验收规、规程和标准，省、市有关建筑技术、质量、安全和文明的规定。 第二部分工程概述 一、工程概述 信达·海岸位于市滨江东路北侧，北临珠江，与二沙岛对望，东西两侧为沿江住宅小区，本工程地下部分有二层、地下二层为附加式人防地下室，平时功能为小车库，战时功能为六级二等人员掩蔽。人防区建筑面积1525平方米，可掩蔽1100人。地下一层为停车场。地下室总建筑面积10182平方米，地下室还设有水泵房、通风、机房、配电房、库房等设备用房。信达·海岸由市德裕发展开发，市东建建筑设计，市恒茂建设监理负责施工监理，广西建工集团四公司承建。 二、建筑设计概况 2.1、建筑物为一类建筑、耐火等级为一级，建筑物抗震设防烈度为7度。建筑物长约8 3.5米，宽约63.28米，总高99.2米。地下二层，地上三十层，地下室建筑面积10182平方米，地下二层建筑面积为4949平方米，地下一层建筑
衬砌结构主要是起承重和围护作用。承重，即承受岩土体压力、结构自重以及其它荷载作用；围护，即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。 土层地下建筑结构型式:（一）浅埋式结构：（二）附建式结构：（三）沉井结构（四）地下连续墙结构：（五）盾构结构（六）沉管结构：（七）桥梁基础结构（八）其它结构：还包括顶管结构和箱涵结构等 地下建筑与地面建筑结构的区别:（1）计算理论、设计和施工方法（2）地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。（3）地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。计算理论上最主要差别：在地下建筑结构设计中除了要计算因素多变的岩土体压力之外，还要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。 岩石地下建筑结构形式:主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形等。 （一）、拱形结构 1．贴壁式拱形结构 （1）半衬砌结构 （2）厚拱薄墙衬砌结构 （3）直墙拱形衬砌 （4）曲墙拱形衬砌结构 2．离壁式拱形衬砌结构 （二）喷锚结构 （三）穹顶结构 （四）连拱隧道结构 （五）复合衬砌结构 最常用的是拱形结构，具有以下优点：（一）地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。因此，拱形结构就受力性能而言比平顶结构好（二）拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。（三）拱主要是承压结构。适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料构筑。材料造价低，耐久性良好，易维护。 普氏压力拱理论：洞室开挖后如不及时支护，洞顶岩土将不断垮落而形成一个拱形，又称塌落拱。其最初不稳定，若洞侧壁稳定，则拱高随塌落不断增高，如侧壁不稳定，则拱高和拱跨同时增大。当洞的埋深较大时塌落拱不会无限发展，最终将在围岩中形成一个自然平衡拱。 荷载种类:按存在状态分为静荷载、动荷载和活荷载;按其作用特点:永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载. 水土压力分算：砂性土和粉土.水土压力合算：粘性土 围岩压力是指位于地下结构周围变形及破坏的岩层，作用在衬砌或支撑上的压力。 围岩压力可分为围岩垂直压力、围岩水平压力及围岩底部压力。 影响围岩压力的因素:主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等相关。岩体稳定性的关键在于岩体结构面的类型和特征。确定围岩压力的方法:工程类比法,理论计算,现场实测 围岩压力的计算方法:1、按松散体理论计算围岩压力1）垂直围岩压力①浅埋结构上的垂直围岩压力②深埋结构上的垂直围岩压力(普氏理论,抛物线状的天然拱) 2）水平围岩压力3）底部围岩压力2、按弹塑性体理论计算围岩压力芬诺公式3、按围岩分级和经验公式确定围岩压力 初始地应力一般包括自重应力场和构造应力场.自重地应力可由有限元法求得，构造地应力可由位移反分析方法确定.时间效应：Ⅳ级以下围岩一般呈现塑性和流变特性 喷层将受到来自围岩的挤压力。这种挤压力由围岩变形引起，常称作“形变压力” 释放荷载等效结点力的求法：一：根据结点力静力等效原则——单元应力法.二：洞周边界等效结点力法 弹性抗力大小和作用范围的描述方法1）局部变形理论2）共同变形理论 文克尔假定的局部变形理论:假定围岩在某点的弹性抗力和围岩在该点的变形成正比 弹性地基梁，是指搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁。 弹性地基梁与普通梁的区别：1弹性地基梁是无穷多次超静定结构。普通梁是静定的或有限次超静定的结构超静定次数是无限还是有限，这是它们的一个主要区别。2普通梁的支座通常看作刚性支座，弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形。地基的变形是考虑还是略去，这是它们的另一个主要区别。
《地下建筑结构》课程教学大纲 课程编号：031190 学分：3 总学时：51 大纲执笔人：张子新大纲审核人：丁文其
一、课程性质与目的 《地下建筑结构》是土木工程专业限定选修课，是从事地下建筑工程设计与施工的专业课程。 通过本课程的学习，使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。
二、课程基本要求 通过学习，学生在掌握地下建筑结构理论和应用知识方面应该达到如下要求：（其中基础理论部分为必须达到；工程应用部分因工程类型繁多，可根据实际需要按课内学时分配表选用。
1、了解地下建筑结构的概念和作用，熟悉土层和岩石中地 下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容； 2、了解土层和岩石地下衬砌结构的荷载，了解结构弹性抗 力的概念和计算理论，掌握常见荷载的计算方法和弹性抗力的局部变形理论计算方法。 3、了解地道式结构适用环境和构造，掌握拱形衬砌结构的 设计计算内容和方法； 4、了解地层与地下结构共同作用的概念、分析原则和工程 应用。
1、了解各种隧道结构的适用环境和构造，掌握拱形衬砌结 构的设计计算内容和方法。 2、了解浅埋式地道结构的形式、构造特点。掌握矩形框架 结构的分析与设计方法。 3、了解附建式地下结构（地下室）的结构选型和设计计算 内容，掌握常见地下室结构的设计计算方法。 4、了解盾构隧道和顶管隧道的功能和适用环境，了解顶管 结构的设计计算内容和方法，掌握盾构隧道结构的设计
计算方法和构造要求。 5、了解沉井、沉管结构的类型和特点，了解沉管结构的设 计计算内容和方法，掌握沉井结构的设计计算和构造处理。 6、了解喷锚结构的概念和设计计算方法，熟悉新奥法的原 理和实际运用。 7、了解基坑工程围护结构的主要类型和构造。掌握水泥 土、地下连续墙等围护结构的设计方法。掌握支撑体系的设计方法。
地下工程复习参考答案 1.地下工程的围岩变形破坏的几种主要形式是什么？（没问题） 答：变形破坏特征取决于围岩应力状态，岩体结构及洞室断面形状等。 主要形式为： 整体状和块状岩体围岩：岩爆，脆性开裂，块体滑移 层状岩体围岩：沿层面张裂，折断塌落，弯曲内鼓 碎裂状岩体围岩：塌方，滑动 散体状岩体围岩：拱顶冒落，局部塌方，塑性挤入，滑动 2.影响地下工程围岩稳定性的因素有哪些？应该如何选址？（个人认为有问题） 答：1）主要因素有地质构造、山体完整厚度、岩性均匀单一、坚硬岩层厚度和地下水等情况。 2）洞室应选在地质构造简单、山体完整且宽、厚地带；地下水少、岩性均一、坚硬岩层为厚层的中厚地段，应避开含水的宽大破碎带、断裂交汇带、岩溶发育带及风化带地段。 洞口应选在松散覆盖层薄、坡度较陡的反向坡，并且有完整岩层坐定般的地段。应避开冲沟和溪水源头、不良地质现象发育或洪水淹没的地段。 洞轴线应与区域构造线、岩层及主要节理走向垂直或大角度交叉。 3.评价围岩稳定性的方法是什么？（个人认为有问题） 答：岩体洞室围岩稳定性评价是采用工程地质分析和理论计算相结合的综合评价方法。 根据岩石力学属性的不同将其划分为弹性体介质，弹塑性体介质及松散体介质，并运用相应的理论计算方法进行围岩压力计算，通常方法是：对于I、II级围岩，以弹性理论为主计算围岩压力，辅以块体平衡理论计算分离体的稳定性；对于III、IV级围岩，以弹塑性
5.基坑围护结构有哪些类型?各有什么特点和适用范围？（个人认为有问题） 答：以下答案为支护类型 6.工程降水应考虑哪些因素？井点降水的类型和使用条件是什么？（没问题） 答：在水位以下进行基础施工和基坑开挖，必须采取降水措施。工程降水应考虑土的渗透系数、要求降低水位深度、影响半径和涌水量等因素。 井点降水分为： ⑴轻型井点降水：适用土层为粉砂、粉土、含薄层粉砂的粉质粘土；图层渗透系数10-2—10-5cm/s，降深3—6m. ⑵喷射井点降水：适用于粉砂、粉土、粉质粘土、含薄层粉砂夹层的粘土和淤泥质粘土；土渗透系数10-3—10-6cm/s.降深8—20m. ⑶深井井点降水：适用于粉砂、粉土、含薄层粉砂的粉质粘土、富含薄层粉砂的粘土和淤泥质粘土；土的渗透系数≥10-5cm/s,降深>10m。 ⑷电渗井点降水：适用于粉质粘土和粘土、土渗透系数<10-6cm/s，降深根据选用的井点确定。 7.对于重力式挡土墙，应从哪些方面验算其稳定性？两项摩擦系数与什么因素有关、应该如何取值？（有待补充） 答：
地下室工程施工内容及控制要点 一、地下室工程施工内容及施工顺序 1、深基坑降水（常用的是管井降水）： 2、深基坑挖土与支护（含人工清槽、排水盲沟、明沟，排水井）： （1）围护支护桩（先打桩后挖土）、 （2）冠梁施工（边挖土，边做钢筋网砼墙面层）、 （3）第一道支撑施工。 （4）第二道支撑施工 3、打桩、破桩头： （1）施工钻孔灌注桩。 （2）施工静压深层水泥搅拌桩。 4、浇筑素砼垫层，抹面压光。砌筑基础筏板边砖胎模。 5、做铺贴卷材防水层： （1）铺贴非沥青反粘防水卷材（1层）。 6、电梯坑线、集水坑线、放筏板后浇带线。 7、安装基础筏板、梁、桩承台钢筋；放墙柱轴线、安装、固定墙柱插筋。 8、安装基础梁、桩承台模板、安装混凝土输送泵支架、安装后浇带侧栏板或侧拦网、安装后浇带处止水板。 10、浇筑筏板混凝土。 11、按装地下室纵横向受力筋、拉筋；安装柱受力筋及箍筋；预埋墙内水管及电管；预埋人防门、消防们框固定件及防火卷帘固定件。 12、安装外墙后浇带处拦板或拦网；安装止水钢板。 13、安装墙体模板及柱模板。 （1）墙体厚度由对拉螺栓控制； （2）墙体垂直度由外内斜抛撑及内满堂脚手架固定； 14、墙板与柱混凝土浇筑： （1）在支设地下室顶板模板后浇筑柱混凝土。 （2）先浇混凝土柱，再支设板模，板模支设完后浇筑墙体混凝土。 （3）为防止墙体混凝土离析，应分层浇筑，应设溜板将混凝土滑入墙底。15、地下室顶板施工： （1）搭设满堂模板脚手架，测量定位板底、梁底标高。 （2）铺梁板模底龙骨、安装梁板底模竹胶板。 （3）安装梁钢筋及板钢筋。 （4）安装梁侧模板。 （5）安装板内预埋水管电管。 （6）按装地下室后浇带处拦网、止水钢板。 （7）有现浇空心管楼板的应制定空心管抗浮固定措施 （8）浇筑地下室顶板混凝土。 注：凡浇筑混凝土之前，必须组织各专业进行隐蔽工程验收，各方均确认隐蔽工程验收合格后，方可浇筑混凝土。 二、地下室工程施工质量及施工安全的控制重点