地下结构工程 土木建筑.ppt

1. 绪论 地下结构的定义：保留上部地层（山体或土层）的前提下，在开挖出能提供某种用途的地下空间内修建的结构物，统称为地下结构。 地下工程分类 ：交通隧道，水工隧洞、矿山巷道、地下仓库、地下工厂、地下民用与公共建筑、地下市政工程、人防工程、国防地下工程。玄武湖隧道.ppt 1.1 地下结构型式 地下结构：水平，倾斜（斜井）竖直（竖井）； 水平坑道埋置深度的不同，又分成浅埋和深埋两种。 结构型式首先由受力条件来控制，即在一定地质条件的土水压力下和一定的爆炸与地震等动载下求出最合理和经济的结构型式。图 结构型式也受使用要求的制约； 施工方案是决定地下结构型式的重要因素之一。 返回 综合地质、使用、施工三因素，地下结构常见的型式有以下几种：go 地下结构常见的型式有以下几种 （1） 附建式结构 图 （2） 浅埋式结构图 （3） 地道式结构图 （4） 沉井法结构 （5） 盾构法结构图 （6） 连续墙结构 图 （7） 顶管结构图 （8） 沉管法结构图 图1-4 地道式结构 图1-5 沉井 exit 1.2 设计内容 设计分工艺设计、规划设计、建筑设计、防护设计、结构设计、设备设计等。 结构设计工作一般分初步设计和施工图设计两个阶段。 初步设计的内容 （1） 工程防护等级，三防要求与动载标准的确定； （2） 确定埋置深度与施工方法； （3） 草算荷载值； （4） 选择建筑材料； （5） 选定结构型式和布置； （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。 技术设计 主要是解决结构的强度、刚度和稳定、抗裂性等问题，并提供施工时结构各部件的具体细节尺寸及连接大样。 （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 计算原则 1） 使用规范 2） 设计标准：确定地下建筑物的荷载、建筑材料的选用、允许考虑由塑性变形引起的内力重分布、截面计算原则、材料强度指标 3） 计算理论 （1）计算原理：较多地应用以文克尔假定的基础局部变形理论以及以弹性理论为基础的共同变形理论。说明 （ 2）计算方法：一般结构力学法，弹性地基梁法，矩阵分析法。 1.4 本课程的内容和任务 本课程是土木工程的一门专业课。 获得地下结构工程的基础知识，掌握地下结构工程的技术性能，应用方法及其施工工艺； 本书将对各种常见的地下结构工程进行授课： 大开挖基坑、深基坑工程、 浅埋式结构、沉井结构、 新奥法隧道、盾构衬砌结构、沉管结构、顶管结构 数值计算方法、环境保护 学习方法和考试 先前的基础学科需良好掌握； 以理解为主，勤于观察，理论联系实际； 考试成绩组成：平时成绩15％，卷面成绩85％。 本节要点 常见地下结构型式及使用范围;计算原则和计算方法； 2.大开挖基坑工程 定义:大开挖基坑工程是指不采用支撑而 采用直立或放坡施工进行开挖的基坑工程；由于其费用低，工期短，是首先要考虑的开挖方式。 2．1 竖直开挖 适用于开挖深度不大、无地下水、基坑土质条件较好的场地。 竖直开挖时坑壁自然稳定的最大临界深度可按下式估算： Ka——主动土压力系数； 当基坑侧壁的顶部地表面与水平面夹角β=0时， Ka=tg2（45o- ）； 当 0时，采用朗肯主动土压力系数， 为坑壁土的内摩擦角标准值。 宜采用1.2~1.5的安全系数； 当基坑附近有超载时，应重新验算；当坑壁因吸水或失水等原因，一旦形成裂缝时，公式不成立；对黄土及具有裂隙的胀缩性土，该式不适用。 无地下水时直立开槽的允许高度 表2-1 2．2 放坡开挖2．2．1 散坡开挖分类 （1） 无地下水的一般放坡开挖 适用于地下水在开挖深度以下 。 （2） 明沟排水放坡开挖 适用于地下水为潜水型、涌水量较小、坑壁土及坑底土不会产生流砂、管涌、基坑突涌的场地条件。 （3） 井点降水放坡开挖 地下水埋深较浅、基坑开挖较深可能产生流砂、管涌、基坑突涌等不良现象时，可采用井点降水放坡开挖。 特别注意降水对附近建筑设施产生的不良影响。 2．2．2 放坡开挖坡度确定con （1）查表法表 （2） Taylor法图 （3）条分法图 （1）查表法exit (2). Taylor法exit 边坡的临界高度由下式确定：例题.doc 采用陈惠发（美，肯塔基州大学，1980 (3)．条分法exit 2.3 基坑边坡失稳的防止措施 （1）边坡修坡图2-3 （2）设置边坡护面图2－4 （3）边坡坡脚抗滑加固图2－5 (设置抗滑桩，旋喷桩，分层注浆法，深层搅拌桩)。con 图2-3