地下建筑結構-考試重點整理

地下建筑機構復習第一章襯砌結構的作用：承重和圍護。結構形式影響因素：受力條件、使用要求、施工方案。結構形式：淺埋式結構、附建式結構、沉井結構、地下連續(xù)墻結構、盾構結構、沉管結構、橋梁基礎結構、其他結構。拱形結構的優(yōu)點：地下結構的荷載比地面結構大，且主要承受垂直荷載。因此，拱形結構就受力性能而言比平頂結構好。拱形結構的內輪廓比較平滑，只要適當調整拱曲率，一般都能滿足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圓形結構方便，凈空浪費也比圓形結構少。拱主要是承壓結構。適用于采用抗拉性能較差，抗壓性能較好的磚、石、混凝土等材料構筑。材料造價低，耐久性良好，易維護。地下建筑與地面建筑結構的區(qū)別：計算理論、設計和施工方法。地下建筑結構所承受的荷載比地面結構復雜。地下建筑結構埋置于地下，其周圍的巖土體不僅作為荷載作用于地下建筑結構上，而且約束著結構的移動和變形。巖石地下建筑結構形式（一）拱形結構：1．貼壁式拱形結構：（1）半襯砌結構（2）厚拱薄墻襯砌結構（3）直墻拱形襯砌（4）曲墻拱形襯砌結構2．離壁式拱形襯砌結構（二）噴錨結構（三）穹頂結構（四）連拱隧道結構（五）復合襯砌結構第二章荷載種類：靜荷載：是指長期作用在結構上且大小、方向和作用點不變的荷載。動荷載：原子武器和常規(guī)武器的爆破沖擊波；地震波作用下的動荷載。活荷載：指在結構物施工和使用期間可能存在的變動荷載，其大小和作用位置都可能變化。其他荷載：混凝土收縮、溫度變化、結構沉降、裝配誤差等。按其作用特點及使用中可能出現(xiàn)的情況分為以下三類：永久（主要）荷載、可變（附加）荷載和偶然（特殊）荷載。軟土地區(qū)淺埋地下工程采用“土柱理論”進行計算。第三章彈性地基梁與普通梁的區(qū)別：超靜定的次數(shù)是有限，還是無限。普通梁的支座通?？醋鲃傂灾ё?，即略去地基的變形，只考慮梁的變形；彈性地基梁必須同時考慮地基的變形。第四章國際隧協(xié)認為可將其歸納為以下四種模型：以參照已往隧道工程的實踐經驗進行工程類比為主的經驗設計法；以現(xiàn)場量測和實驗室試驗為主的實用設計方法，例如以洞周位移量測值為根據(jù)的收斂—限制法；作用—反作用模型，例如對彈性地基圓環(huán)和彈性地基框架建立的計算法等；連續(xù)介質模型，包括解析法和數(shù)值法，解析法中有封閉解，也有近似解，數(shù)值計算法目前主要是有限單元法。我國采用的設計方法似分屬以下四種設計模型：荷載結構模型地層結構模型經驗類比模型收斂限制模型地層結構法的主要內容：地層的合理化模擬、結構模擬、施工過程模擬以及施工過程中結構與周圍地層的相互作用、地層與結構相互作用的模擬。施工過程的模擬：時空效應、初始地應力的計算、施工過程的有限元模擬、注漿模擬。本構模型！沉井橫斷面的寬度在曲線段中按車速和曲率半徑適當加寬。高度由車道的凈空要求確定。井壁的選型：土質松軟、摩擦力不大，下沉深度不深時，井壁采用直墻型。土質松軟，下沉深度較深時，外側直線，內側階梯型。土層密實，下沉很大時，減小摩擦而不過分加大自重，采用階梯型井壁。內隔墻的主要作用：增加沉井在下沉過程中的剛度并減小井壁跨徑。把整個沉井孔(取土井)，使挖土和下沉可以較均衡地進行。分隔成多個施工井也便于沉井偏斜時的糾偏。底梁和框架：防止“突沉”和“超沉”。第九章地下連續(xù)墻優(yōu)點：1.可減少工程施工時對環(huán)境的影響。2.地下連續(xù)墻的墻體剛度大、整體性好，因而結構和地基變形都較小，既可用于超深圍護結構，也可用于主體結構；3.地下連續(xù)墻為整體連續(xù)結構，加上現(xiàn)澆墻壁厚度一般不少于60cm，鋼筋保護層又較大，故耐久性好，抗?jié)B性能亦較好；4.可實行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施工進度，降低造價。5.適用于多種地質情況。地下連續(xù)墻缺點：1.棄土及廢泥漿的處理問題。除增加工程費用外，如處理不當，還會造成新的環(huán)境污染；2.地質條件和施工的適應性問題。地下連續(xù)墻可適用于各種地層，但最適應的還是軟塑、可塑的粘性土層。當?shù)貙訔l件復雜時，還會增加施工難度和影響工程造價；3.槽壁坍塌問題。原因：地下水位急劇上升，護壁泥漿液面急劇下降，有軟弱疏松或砂性夾層，以及泥漿的性質不當或者已經變質；施工管理。4.現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的墻面通常較粗糙。5、地下連續(xù)墻如單純用作施工期間的臨時擋土結構，不如采用鋼板樁等一類可拔出重復使用的圍護結構經濟。地下連續(xù)墻適用條件：1.基坑深度大于10m；2.軟土地基或砂土地基；3.在密集的建筑群中施工基坑，對周圍地面沉降，建筑物的沉降要求需嚴格限制時；4.圍護結構與主體結構相結合，用作主體結構的一部分，且對抗?jié)B有較嚴格要求時；5.采用逆作法施工，內襯與護壁形成復合結構的工程。地下連續(xù)墻擋土墻設計地下連續(xù)墻的設計一般包括：槽壁穩(wěn)定及槽幅設計、槽段劃分、導墻設計、連續(xù)墻內力計算及配筋設計，連續(xù)接頭設計等內容。地下連續(xù)墻設計計算的主要內容包括：1．確定荷載，包括土壓力、水壓力等。2．確定地下連續(xù)墻的入土深度。3．槽壁穩(wěn)定，驗算根據(jù)已選定的地下連續(xù)墻入土深度，假定槽段長度，即可進行槽壁穩(wěn)定的驗算。4．地下連續(xù)墻靜力計算5．配筋計算，構件強度驗算，裂縫開展驗算，垂直接頭計算支護內力隨開挖過程而變化的計算方法的基本點：考慮支撐的彈性變位，用彈簧表示支撐。主動側的土壓力可用實測資料，并假設為坐標的二次函數(shù)。入土部分為已達到朗金被動土壓力的塑性區(qū)及土抗力與墻體變位成正比的彈性區(qū)。墻體作為有限長，前端支承可以是自由、鉸接、固定。第十章圓型隧道斷面的優(yōu)點（考過）1.可等同地承受各方向外部壓力。飽和含水軟土地層中頂壓、側壓較為接近，更顯示出圓形隧道斷面的優(yōu)越性；2.施工中易于盾構推進；3.便于管片的制作、拼裝；4.盾構即使發(fā)生轉動，對斷面的利用也毫無妨礙。用于圓形隧道的拼裝式管片襯砌一般由若干塊組成，分塊的數(shù)量由隧道直徑、受力要求、運輸和拼裝能力等因素確定。管片類型分為標準塊、鄰接塊和封頂塊三類。（填空）管片寬度一般為300mm～2000mm，厚度為隧道外徑的5%～6%，塊與塊、環(huán)與環(huán)之間用螺栓連接，厚度一般為350mm按結構型式分類根據(jù)不同的使用要求分成箱形管片、平板形管片等幾種結構型式平板形管片在特定條件下可不設螺栓，稱為砌塊，砌塊四側設有不同幾何形狀的接縫槽口，以便砌塊間和環(huán)間相互銜接起來。按形成方式分類分為裝配式襯砌和擠壓混凝土襯砌裝配式襯砌的特點在于：1.安裝后能立即承受荷載；2.管片生產工廠化，質量易于保證，管片安裝機械化，方便快捷；3.其接縫處防水需要采取特別有效的措施。擠壓混凝土襯砌施工方法特點：1.自動化程度高，施工速度快；2.整體式襯砌結構可以達到理想的受力、防水要求，建成的隧道有滿意的使用效果；3.采用鋼纖維混凝土能提高薄形襯砌的抗裂性能；4.在滲透性較大的砂礫層中要達到防水要求尚有困難。按構造型式分類可分為單層及雙層襯砌兩種型式襯砌本身的抗?jié)B能力要求（1）合理提出襯砌本身的抗?jié)B指標。（2）經過抗?jié)B試驗的混凝土的合適配合比，嚴格控制水灰比，一般不大于0.4，另加塑化劑以增加混凝土的和易性。（3）襯砌構件的最小混凝土厚度和鋼筋保護層。（4）管片生產工藝：振搗方式和養(yǎng)護條件的選擇。（5）嚴格的產品質量檢驗制度。（6）減少管片在堆放、運輸和拼裝過程中的損壞率。接縫防水的基本技術要求（1）保持永久的彈性狀態(tài)和具有足夠的承壓能力，使之適應隧道長期處于“蠕動”狀態(tài)而產生的接縫張開和錯動。（2）具有令人滿意的彈性期齡和工作效能。（3）與混凝土構件具有一定的粘結力。（4）能適應地下水的侵蝕。思考題：盾構法隧道結構計算模式有那幾種？各有何優(yōu)劣？如何考慮接頭的影響？盾構法隧道襯砌結構的防水、抗?jié)B都可以采取那些措施。第十一章沉管隧道結構型式主要有兩種基本類型：一種是鋼殼管段隧道；一種是混凝土管段隧道。沉管法優(yōu)點(1)隧道可緊貼河床最低點設置，隧道較短；(2)隧道主體結構在干塢中工廠化預制，因而可保持良好的制作質量和水密性；(3)對地基的適應性強；(4)接頭數(shù)量少，只有管節(jié)之間的連接接頭，由于采用了兩道防水屏障，隧道的防水性能好缺點(1)需要一個占用較大場地的干塢；(2)基槽開挖數(shù)量較大且需進行清淤,對航運及市區(qū)環(huán)境影響較大；(3)管節(jié)浮運、沉放作業(yè)需考慮水文、氣象條件等的影響，有時需短期局部封航。水底沉管隧道特點1．隧道的施工質量容易做好2．建筑單價和工程總價均較低。3．隧位現(xiàn)場的施工期短。4．操作條件好。施工較安全。5．對地質條件的適應性強，能在流砂層中施工。6．適用水深范圍幾乎是無限制的。7．斷面形狀選擇的自由度較大，斷面空間的利用率較高。8．水流較急時，沉設困難，須用作業(yè)臺施工。9．施工時須與航道部分密切配合，采取措施（如暫時的航道遷移等）以保證航道暢通。變形縫的構造要滿足三個主要要求：（1）能適應一定幅度的線變形與角變形；（2）施工階段能傳遞彎矩，使用階段能傳遞剪力；（3）變形前后均能防水。軟弱土層中的沉管基礎，解決辦法：（1）以砂置換軟弱土層；（2）打砂樁并加荷預壓；（3）減輕沉管重量；（4）采用樁基第12章基坑圍護結構的分類：樁（墻）式維護體系、重力式維護體系樁（墻）式維護體系一般由圍護墻結構、支撐（或錨桿）結構以及防水帷幕。按圍護墻材料分為：鋼筋混凝土地下連續(xù)墻、柱列式鉆孔灌注樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁據(jù)支撐方式：內支撐體系和土層錨桿體系基坑圍護結構設計的特點外力的不確定性變形的不確定性（變形控制是支護結構設計的關鍵）變形的原因：圍護墻體的剛度、支撐（或錨桿）體系的布置、構件的截面特性、地基土的性質、地下水的變化、潛蝕和管涌、施工質量現(xiàn)場管理水