浅埋式结构
《浅埋式结构》课件
根据抗震设计规范，对结构的抗震性能进行验算 ，确保结构在地震作用下的安全性。
抗震加固措施
对于不满足抗震要求的结构，采取相应的加固措 施，提高其抗震能力。
03
浅埋式结构的施工方法
施工前的准备
现场勘查
对施工区域进行实地勘察，了解地形、地质、水文等条件，为后 续施工提供基础数据。
设计交底
与设计单位进行充分沟通，明确施工要求、图纸和技术参数，确保 施工符合设计意图。
安全防护措施
在施工现场设置安全警示标志，配备安全防护设 施。
3
定期安全检查
定期对施工现场进行安全检查，及时发现并消除 安全隐患。
04
浅埋式结构的优缺点分析
优点分析
施工简便
浅埋式结构通常在地表或地下 浅层进行施工，不需要大规模 的挖掘和隧道建设，施工难度
相对较低。
节约成本
由于浅埋式结构的埋深较浅， 土方开挖量较小，可以降低工 程成本。
05
浅埋式结构案例分析
实际工程案例一：桥梁工程
总结词
大型桥梁工程
详细描述
该桥梁工程采用浅埋式桥墩，以减少对河床的干扰和保护生态环境。在施工过程 中，考虑到河流水位变化和冲刷作用，采取了相应的防护措施，确保桥墩的稳定 性和安全性。
实际工程案例二：某隧道工程
总结词
城市交通隧道
详细描述
在某城市交通隧道工程中，采用浅埋式结构，以减少对城市建筑和地面的影响。在施工过程中，针对 隧道穿越的不同地层和地下管线，采取了相应的施工方法和保护措施，确保隧道的施工安全和质量。
对环境影响小
浅埋式结构对地表生态环境的 破坏较小，有利于环境保护。
维护方便
浅埋式结构的维护相对容易， 因为它们通常暴露在地表或接 近地表的位置，便于日常检查
地下建筑名词解释[指南]
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1、半衬砌结构：在坚硬岩层中，若侧壁无坍塌危险，仅顶部岩石可能有局部滑落时，可仅施作顶部衬砌，不作边墙，只喷一层不小于20mm厚的水泥砂浆护面，即半衬砌结构。
厚拱薄墙衬砌结构：在中硬岩层中，拱顶所受的力可通过拱脚大部分传给岩体，充分利用岩石的强度，使边墙所受的力大为减少，从而减少边墙的厚度，形成厚拱薄墙结构。
直墙拱形衬砌结构：在一般或较差岩层中的隧道结构，通常是拱顶与边墙浇在一起，形成一个整体结构，即直墙拱形衬砌结构，广泛应用的隧道结构形式。
0曲墙衬砌结构：在很差的岩层中，岩体松散破碎且易于坍塌，衬砌结构一般由拱圈、曲线形侧墙和仰拱底板组成，形成曲墙衬砌结构。
0复合衬砌结构：复合支护结构一般认为围岩具有自支承能力，支护的作用首先是加固和稳定围岩，使围岩的自承能力可充分发挥，从而可允许围岩发生一定的变形和由此减薄支护结构的厚度。
02、根据半衬砌结构的特点和受力特征，其内力计算的基本假定如下：0（1）半衬砌结构的墙与拱脚基本上互不联系，故拱圈对薄墙影响很小；（2）拱脚处的约束既非铰结，亦非完全刚性固定，而是介于两者之间的“弹性固定”，即只能产生转动和沿拱轴切线方向的位移，且岩层将随拱脚一起变形，并服从E.Winkler假设；（3）半衬砌结构在各种垂直荷载作用下，拱圈的绝大部分位于脱离区，因此，可不计弹性抗力的影响；（4）半衬砌结构，实际上是一个空间结构，但由于其纵向较之其跨度方向大的多，受力特征符合平截面假设，计算时按平面应变问题处理。
03、、直墙拱结构计算时基本假定：0（1）直墙拱结构是一个空间结构，但其纵向长度远大于其跨度，可按平面应变问题处理。
（2）拱圈与边墙整体连接，地层压力、结构自重等以梯形分布，拱圈抗力区假定为二次抛物线规律或不考虑（回填不密实时）；（3）边墙视为弹性地基梁，弹性抗力按局部变形理论确定；（4）墙底与基岩间的摩擦力足够大，克服剪力作用，不产生水平位移，因此，边墙可视为绝对刚性的地基梁；（5）实际工程中边墙与底板通常分别浇筑，计算中不予考虑。
第六讲浅埋式结构详解
第六讲浅埋式结构一、概述浅埋式结构:是指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件(H土＜(2～2.5)h1，h1为压力拱高)或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。
采用深或浅埋式的因素包括：建筑物的使用要求，环境条件，地质条件，防护等级，以及施工能力等。
常采用明挖法施工，比较经济。
但在地面环境条件要求苛刻的地段，也可采用管幕法、箱涵顶进法等暗挖法施工。
结构形式：直墙拱、矩形框架和梁板式结构，或者是上述型式的组合。
1. 直墙拱:在小型地下通道以及早期的人防工程中比较普遍，一般多用在跨度1.5～4m 左右的结构中。
墙体：砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。
拱型结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小。
拱顶部分按照其轴线形状又可分为：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式。
2. 矩形闭合框架随着地下结构跨度、复杂性的增加，以及对结构整体性、防水性要求的越来越高，混凝土矩形闭合结构运用得越来越广泛。
与其他结构相比，它有空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工的优点。
特别是车行立交地道、地铁通道、车站等最为适用。
结构型式有单跨、双跨或多跨；有时在车站部分还需做成多层多跨的型式。
○1单跨矩形闭合框架当跨度较小时（一般小于6m），可采用单跨矩形闭合框架。
○2双跨和多跨的矩形闭合框架当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成单跨或多跨。
为了改善通风条件和节约材料，中间隔墙还可开设孔洞，不但可改善通风，节约材料，而且也使结构轻巧、美观。
中间隔墙还可用梁、柱代替。
孔洞开设较大时，隔墙的作用即变成梁、柱的传力体系。
○3多层多跨的矩形闭合框架 主要运用于地下厂房(例如地下热电站)由于工艺要求必须做成多层多跨的结构。
地铁车站部分，为了达到换乘的目的，局部也做成双层多跨的结构。
顶板梁柱底板)a )a )b )b3. 梁板式结构顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙；在地下水位较高或防护等级要求较高的工程中，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢筋混凝土结构。
《地下建筑与结构》试题
一、填空题（共32分，每空2分）1.地下建筑分为两大类：一类是修建在___________地下建筑；另一类是修建在___________地下建筑。
2.弹性地基梁可分为___________、___________、___________等三大类。
3.初始地应力一般包括___________和___________。
4.基坑支护结构通常可分为___________和___________两大类。
5.喷锚支护的主要作用是__________。
6.直墙拱结构一般由__________、__________和__________组成。
7.按顶管管道内径大小可分为__________、__________和__________三种。
二、名词解释题（共12分，每题3分）1.地下建筑结构：2.重合墙：3.端墙式洞口：4.半衬砌结构：三、单选题（共6分，每题2分）1.穹顶直墙衬砌分离式结构主要用于无水平压力或水平压力较小的围岩中，（）验算环墙的强度A. 必须B.不需C.根据情况决定是否需要2.半衬砌结构包括半衬砌结构和（）衬砌结构。
A.厚拱薄墙B.直墙拱形C.曲墙D.复合3.根据我国管道施工的实际情况，中口径顶管一般指介于（）口径范围的顶管。
A.500-800mmB.800-1800mmC.1800-2500mm四、简答题（6分）地下连续墙设计计算的主要内容包括哪些方面？五、问答题（共24分，每题8分）1.顶管技术可用于哪些特殊地质条件下的管道工程？2.结合基本建设修建防空地下室与修建单建式工事相比有哪些优越性？3.在进行地下建筑结构工程可靠性分析时，应考虑哪些主要方面？六、计算题（20分）验算大型圆形沉井的“抗浮系数”。
已知沉井直径D=68m，地板浇毕后的沉井自重为650100KN，井壁土壤间摩擦力f0=20KN/㎡，5m内按三角形分布，沉井入土深度为h0=26.5m，封底时的地下水静水头H=24m。
一、填空题（共32分，每空2分）1.土压力是土与挡土结构之间相互作用的结果，它与结构的___________有密切的关系关系。
地下建筑结构复习提纲 -
第 1 章绪论1、地下建筑结构是修建在地层中的建筑物。
它可以分为两大类：一类是修建在土层中的；一类是修建在岩层中的；广义上讲，任何结构物都是修建在相应的介质中的2、地下建筑结构的作用（1）地下建筑结构，即埋置于地层内部的结构。
修建地下建筑物时，首先按照使用要求在地层中挖掘洞室，然后沿洞室周边修建永久性支护结构——即衬砌结构。
而内部结构与地面建筑的设计基本相同（2）作用：衬砌结构主要是起承重和围护两方面的作用。
承重，即承受岩土体压力、结构自重以及其它荷载的作用；围护，即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。
3、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。
所以，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。
这一点乃是地下建筑结构在计算理论上与地面建筑结构最主要的差别。
第 2 章地下建筑结构的荷载1、掌握地下建筑结构所承受的荷载类型及其组合原则。
按存在状态可分为：静荷载、动荷载和活荷载等静荷载：又称恒载。
是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载，如结构自重、岩土体压力和地下水压力等；动荷载：要求具有一定防护能力的地下建筑物，需考虑原子武器和常规武器（炸弹、火箭）爆炸冲击波压力荷载，这是瞬时作用的动荷载；在抗震区进行地下结构设计时，应计算地震波作用下的动荷载作用活荷载：是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，如地下建筑物内部的楼地面荷载（人群物件和设备重量）、吊车荷载、落石荷载等。
地面附近的堆积物和车辆对地下结构作用的荷载以及施工安装过程中的临时性荷载其它荷载：使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上主要荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）受到约束而产生的内力；各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行最不利情况的组合。
论浅埋式闭合框架结构设计
论浅埋式闭合框架结构设计随着现代建筑技术的快速发展，各种建筑结构设计也得到了不断的改进和更新。
其中，浅埋式闭合框架结构的出现受到了广泛的关注和认可。
这种结构设计的特点是紧凑、坚固、防水性能强等，因此得到了广泛应用。
下面将对浅埋式闭合框架结构设计进行详细的介绍和论述。
一、浅埋式闭合框架结构定义浅埋式闭合框架结构是一种在地面以下浅埋的结构，一般由柱子、梁、墙体等组成，整体构成一个保护性强的结构体系。
这种结构体系的特点在于，结构体系可保证空间的最大利用率，同时又能保证房屋的稳定性。
由于浅埋式闭合框架结构是一个包括地面在内的整体结构，因此可以很好地防止地下水渗漏，从而保证了建筑物的防水性能。
二、浅埋式闭合框架结构设计原理浅埋式闭合框架结构的设计原理在于将整个建筑结构尽量浅埋在地下，从而保证房屋的稳定性和防水性能。
在设计浅埋式闭合框架结构时，需要考虑以下几个方面：1. 基础设计：由于浅埋式闭合框架结构的特点在于在地下浅埋，因此需要根据地质特征和建筑物的荷载情况来设计房屋的基础。
一般情况下，基础设计需要采取深埋式基础，以确保房屋的稳定性和强度。
2. 结构设计：浅埋式闭合框架结构主要由柱、梁、墙等组成。
在设计这些结构时，需要考虑材料的选择、强度计算、形状设计等方面的问题。
设计者需要根据实际情况和材料特性进行合理的结构设计，以确保建筑的稳定性和强度。
3. 防水设计：由于浅埋式闭合框架结构在地下，因此需要加强防水设计。
防水设计包括墙体的材料选择、防水材料的设置、水管设计等方面。
通过合理的防水设计，可以有效地防止地下水的渗漏，保护房屋的稳定性。
三、浅埋式闭合框架结构的优缺点1. 优点（1）强度高：由于浅埋式闭合框架结构的材料选择和结构设计都非常合理，因此其强度很高。
不仅可以承受大风、大雨等自然灾害，还可以承受地下水的压力和地震等情况。
（2）空间利用率高：浅埋式闭合框架结构可以将地下的空间最大化利用，不仅可以保证房屋的使用面积，而且还可以使地下空间更加美观实用。
2012《地下建筑与结构》复习题
《地下建筑结构》复习题一、填空题1.地下建筑分为两大类：一类是修建在土层中的地下建筑；另一类是修建在岩层中的地下建筑。
2.弹性地基梁可分为短梁，长梁，刚性梁等三大类。
3.初始地应力一般包括自重应力和构造应力场。
4.基坑支护结构通常可分为桩式维护体系和重力式维护体系两大类。
5.喷锚支护的主要作用是加固围岩。
6.直墙拱结构一般由拱圈竖直侧墙和底板组成组成。
7.按顶管管道内径大小可分为小口径，中口径和大口径三种。
8.土压力是土与挡土结构之间相互作用的结果，它与结构的变位有密切的关系关系。
9.变形缝的构造方式很多，主要有嵌缝式，贴附式，埋入式等三类。
10.为了满足使用要求，在衬砌内部尚需修建必要的梁，板，柱，墙体等内部结构。
11.地下建筑结构中不确定性因素主要体现在其周围的岩土压力，岩土体的假设，施工技术以及环境因素等。
12.桩（墙）式围护体系一般由买入深度、支撑（或锚杆）结构以及挡土墙等部分组成。
13.箱涵结构是重要的水工建筑物，它被广泛应用于水利，桥梁，道路的建设中。
14.箱涵结构多采用现场浇筑的钢筋混凝土结构。
15.荷载最不利组合主要有静载与活载组合，静载与动载组合等几种情况。
16.为防止结构由于混凝收缩，温度和_沉降等引起破坏，沿结构纵向，每隔一定距离设置变形缝，变形缝的间距为30m左右。
17.地下建筑与地面建筑结构相比，在计算理论和_施工方法两方面都有许多不同之处。
18.按顶管管材可将顶管分为_钢管顶管、_混凝土顶管、_玻璃钢顶管及其他_复合材料顶管等。
19.穹顶直墙衬砌由宆顶，环梁，环墙及底板组成。
二、名词解释题1.地下建筑结构：修建在地层中的建筑物，一类是修建在土层中的地下建筑结构，另一类是修建在岩层中的地下建筑结构.2.重合墙：重合墙是把主体墙结构的垂直边墙重合在地下墙的内侧在外墙之间填充隔绝材料使之不传递剪力的结构形式。
3. 喷锚支护：：由喷混凝土、锚杆、钢筋网组成的喷锚联合支护或喷锚网联合支护。
浅埋式地下结构设计
6.4.2地铁车站平面设计
• 地铁车站的组成： • 地铁车站由车站主体(站台、站厅，生产、生活用房)、出
入口及通道、通风道及地面通风亭等三大部分组成。
• 高架车站一般由车站、出入口及通道组成。
• 地面车站一般仅设车站和出入口。
6.4.3地铁车站建筑设计
• 1. 车站 • （1）车站规模
• 地铁车站主体结构设计按照《地铁设计规范》（GB50157）、《建筑 结构荷载规范》（GB50010）、《混凝土结构设计规范》 （GB50009）及《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153）的 规定和要求进行设计。地铁车站主体结构的受力明确，按照极限状态 法设计，同时对地铁车站的抗震和耐久性设计也进行考虑。
• （3）多种功能的竖向组合。 主要为步行街、地下高速路、 地铁线路与车站、停车库及路面高架桥等共同组合在一起， 通常是机动车及地铁设在最底层，中层为地铁站台层，顶 层为步行道、商场等。
6.2.3平面柱网及剖面
• 1.矩形平面
• 这种形式多用于大中跨度的地下空间。它往往位于城市干 道一侧，起商业街的作用。
• 若工程位于地下水位较高的地区或防护等级要求较高时， 除内部隔墙外，做成箱型闭合框架钢筋混凝土结构。
4.框架结构
• 一些建筑如地下商场、地下停车场等，可采用框 架结构。
• 与地上框架不同的是：地下建筑的框架结构设计 荷载要考虑地面覆土的影响，框架结构的外围护 结构多采用钢筋混凝土墙体，以承受侧向土压力 的作用。
• 2.带形平面
• 这种形式跨度较大，为坑道式的，设计时应根据功能要求 及货柜布置的特点综合考虑，单面货柜的宽度以6～8m为 宜，双面货柜则以10～16m为好，长度不限。
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q顶＝ i hi whw d q q
t 顶 i
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
底板荷载： 直线分布，底板上的荷载为结构整体自重、顶 板传下的荷载与特载之和，即:
q底 q顶
P q L
t 顶
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
侧墙上的荷载： 侧墙上所受的荷载有侧向压力、水压力及特载。 1.土层侧压力： 2 2. 侧向水压力：
2. 矩形闭合框架的计算
计算方法(结构力学方法,将底板按弹性地基梁) 采用位移法计算，当不考虑线位移的影响 时，则以力矩分配法为简便。 (1).当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点 上加设集中力. (2).线位移的确定，一般情况下，框架有几孔 就有几个独立的线位移。 浅埋式结构上特载的值远大于其他荷载， 而且，特载的值的计算是非常粗略的，因此并 非非常精确。
4. 构造要求
6.4.3 横向受力钢筋 钢筋直径选取32mm以下，钢筋的间距一般 不大于200mm，不小于70mm，以方便施工。 受力类型 最小配筋率 （%） 0.6 0.2 0.2和45ft/fy 中的较大值
全部纵向钢筋 受压构件 一侧纵向钢筋 受弯构件、偏心受拉、轴心 受拉构件一侧的受拉钢筋
第 6章
浅埋式结构
本 章 内 容
1 概述 2 矩形闭合框架的计算 3 截面设计 4 构造要求 5 算例
1. 概述
埋设在土层中的建筑物，按其埋置深浅可 分为深埋式结构和浅埋式结构两大类。 定义：指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成 拱条件（H<2—2.5h1）或软土地层中覆盖层 厚度小于结构尺寸的地下结构。 结构受到的垂直土压力和水平土压力均 随着深度增加而增加。
1. 概述
一般浅埋式建筑工程，常采用明挖法施工， 特殊环境下也可采用管幕法、管涵顶进法等暗 挖法施工。 浅埋式的结构形式可归纳为以下三种：直 墙拱形结构、矩形框架和梁板式结构。
1. 概述
6.1.1 直墙拱形结构 墙体部分通常用砖和块石砌筑，拱体部分 砖砌拱或钢筋混凝土拱。 从结构受力分析看，拱形结构主要承受轴 向压力。故砖、石和混凝土等抗压性能良好， 而抗拉性能又较差的材料在拱形结构中得以充 分发挥其材料的特性。
4. 构造要求
6.4.4 分布钢筋 在纵向截面，一般配置分布钢筋，以减少 混凝土的收缩、温差和不均匀沉降的影响。 纵向分布钢筋的截面面积，一般不应小于 受力钢筋截面积的10％，同时，纵向分布钢 筋的配筋率对顶底板不宜小于0.15%；侧墙不 宜小于0.20％。
2. 矩形闭合框架的计算
框架的顶底板厚度都比内隔墙大得多，中 隔墙的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承
受轴力的二力杆.
2. 矩形闭合框架的计算
截面选择 计算超静定结构内力时需要知道截面尺寸，这 在设计前是不知道的。 所以只有根据经验假定各个截面的尺寸，进行 内力计算，然后验算截面是否合适。若不合格， 重复上述过程，直至所设截面合适为止
e ( i hi ) tan (45 ) 2 i
ew wh
1
Ψ ——折减系数，依土体透水性而定；对于砂土
q侧＝e ew q
t 侧
对于粘土 0.7
荷载计算简图
2. 矩形闭合框架的计算
6.2.2 内力计算 1. 可将地基视作弹性半无限平面，作为弹性地 基上的框架进行分析。 2. 简化，将弹性地基上的反力作为荷载作用在 闭合框架底部，按照一般平面框架计算 。
2. 矩形闭合框架的计算
2. 矩形闭合框架的计算
设计弯矩,剪力及轴力计算 1.设计弯矩 实际不利的截面是侧墙边缘处的截面,对应 这个截面的弯矩称为设计弯矩.(如图6-15所示) 2. 设计剪力 剪力的不利截面位置与设计弯矩相同. 3. 设计轴力 设计轴力为由静载和特载引起的设计轴力 之和.
2. 矩形闭合框架的计算
1. 概述
2. 矩形闭合框架的计算
结构计算通常包括三方面内容：荷载计算、 内力计算和截面设计。必要时还应进行抗浮验 算。以下图所示地铁通道为例：
2. 矩形闭合框架的计算
6.2.1 荷载计算 静荷载:自重土压力和地下水头压力； 活荷载:施工活荷载、车辆设备等荷载 ； 特定荷载 :常规武器甚至核武器作用下的冲击 荷载。 见表6－1
6.2.3 抗浮验算
K Qg Qf 1.10
为结构自重、设备重量及上部覆土重 之和，但对箱体施工完毕后工况，仅考 虑结构自重； Qf 为浮力。
Qg
K-----为抗浮安全系数
3. 截面设计
以现行<钢筋混凝土结构设计规范>为准。 特载与其他荷载组合; 按照弯矩和轴力对构件承载力进行验算时，需 要考虑动力荷载作用下材料强度的提高； 按剪力和扭力对构件进行承载力验算时，则不 考虑材料强度的提高。
3. 截面设计
地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板
均按照偏心受压构件进行截面验算。
S h h1 3
设有支托的框架结构
4. 构造要求
6.4.1 配筋形式 由横向受力钢 筋和纵向分布钢筋 组成. 在角部配支托钢筋; 荷载较大时,需配 置钢箍和弯起筋
4. 构造要求
6.4.2 混凝土保护层 保护层最小厚度常比地面结构增加510mm(表6-2)。通常可按照“混凝土结构设计 规范”（GB50010-2002）规定采用，其环境 类别应属b类.
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
顶板荷载： qs i hi (1). 上部覆土重力 i (2). 水压力： qw whw (3). 顶板自重： qg d t (4). 特载 q顶 q (5). 地面超载 顶板总荷载为三者与特载、地面超载之和：
t q顶＝q土 q水 q q顶 q
1. 概述
拱顶部分按其轴线形状可分为：半圆拱、割圆拱和抛物线等
1. 概述
1. 概述
6.1.2 矩形闭合框架 矩形闭合框架的顶、底板为水平构件，承 受较大的弯矩，一般做成钢筋混凝土结构。 闭合框架可以是单跨、双跨或多跨的，还 可以是多层的。
1. 概述
1. 概述
1. 概述
6.1.3 梁板式结构 在地下水位较低的地区或要求防护等级较 低的工程中，顶、底板做成现浇钢混，而围墙 和隔墙则为砖墙；在地下水位较高的地区或要 求防护等级较高的工程中，一般除内隔墙外， 均做成箱形闭合框架钢混结构。