地下結(jié)構(gòu)工程第05章5淺埋的地下結(jié)構(gòu)

當(dāng)垂直土壓力和水平土壓力均隨著深度增加而增加時(shí)，則為淺埋式結(jié)構(gòu).淺埋的地下結(jié)構(gòu)包括附建式的地下室結(jié)構(gòu)（防空地下室）、隧道的引道結(jié)構(gòu)和一般的淺埋結(jié)構(gòu).本章著重討論矩形淺埋式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算原理.5.1.1防空地下室大量的住宅和公共建筑物在修建時(shí)，按照國(guó)家的規(guī)定，按比例修建的具有一定防護(hù)要求的建筑物地下室。承受上部地面建筑傳來(lái)的靜荷載,承受核爆炸沖擊波的動(dòng)力荷載;平戰(zhàn)結(jié)合；一般采用梁板結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、箱形結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式。地道5.1.2引道結(jié)構(gòu)城市道路系統(tǒng)中立交地道、水底隧道的峒門與地面間的連接段，是一種縱向變高度的塹壕。（1）.墻型支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛的是薄壁型擋墻，又可分為懸臂式和扶壁式擋墻。（2）.槽形支擋結(jié)構(gòu)(a)懸臂式擋墻（b）扶壁式擋墻圖5－1薄壁型擋墻其他：重力型、半重力型（塊石、素混凝土制成）、鋼筋混凝土薄壁擋墻、加筋土型支擋結(jié)構(gòu)、拉錨型支擋結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻型支擋結(jié)構(gòu)。槽形支擋結(jié)構(gòu)（整體式引道結(jié)構(gòu)）靜定結(jié)構(gòu)，其形狀與船塢類似，其設(shè)計(jì)需要先進(jìn)行抗浮穩(wěn)定計(jì)算，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算。5.1.3一般淺埋結(jié)構(gòu)淺埋的地鐵車站、、地鐵通道、地下下工廠、地下醫(yī)院院、指揮所等，應(yīng)應(yīng)用廣泛。一般采用明挖法施工。為直墻拱、矩形框架架和梁板式結(jié)構(gòu)。5.2一般淺埋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)形式5.2.1直墻拱半圓拱、割圓拱和和拋物線拱5.2.2矩形閉合框架(a)單跨(b)雙跨(c)隔墻開(kāi)設(shè)孔洞(d)梁柱體系(e)多層多跨地下廠房房5.2.3梁板式結(jié)構(gòu)5.3矩形閉合框架的計(jì)計(jì)算矩形閉合框架的結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算通常包括括荷載、內(nèi)力及截面面計(jì)算，必要時(shí)尚應(yīng)應(yīng)進(jìn)行抗浮計(jì)算。5.3.1荷載計(jì)算靜荷載:自重土壓力和地下下水頭壓力；活荷載:施工活荷載、車輛輛設(shè)備等荷載；；特定荷載:常規(guī)武器甚至核武武器作用下的沖擊擊荷載。頂板荷載：(1).上部覆土重力(2).水壓力：(3).頂板自重：(4).特載頂板總荷載為三者者與特載之和：底板荷載直線分布，底板上上的荷載為結(jié)構(gòu)整整體自重、頂板傳傳下的荷載與特載載之和，即:側(cè)墻荷載側(cè)墻上的荷載包括括有水平向土壓力力，水壓力和特載載?！蹨p系數(shù)，依土體體透水性而定；對(duì)對(duì)于砂土對(duì)于粘土圖5－5荷載示意圖5.3.2內(nèi)力計(jì)算可將地基視作彈性性半無(wú)限平面，作作為彈性地基上的框架架進(jìn)行分析。簡(jiǎn)化，本節(jié)將彈性性地基上的反力作作為荷載作用在閉閉合框架底部，按按照一般平面框架計(jì)算算。1）計(jì)算簡(jiǎn)圖視為平面應(yīng)變問(wèn)題題，圖5－7計(jì)算簡(jiǎn)圖及簡(jiǎn)化框架的頂?shù)装搴穸榷榷急葍?nèi)隔墻大得得多，中隔墻的剛剛度相對(duì)較小，將將中隔墻一般視為為只承受軸力的二二力桿，圖5－8縱梁和柱計(jì)算簡(jiǎn)圖圖本講要點(diǎn)點(diǎn)了解淺埋埋結(jié)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)形形式；掌握矩形形閉合框框架的計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖。2）截面選選擇計(jì)算超靜靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力時(shí)時(shí)需要知知道截面面尺寸，，這在設(shè)設(shè)計(jì)前是是不知道道的。所所以只有有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定定各個(gè)截面面的尺寸寸，進(jìn)行行內(nèi)力計(jì)計(jì)算，然然后驗(yàn)算截面面是否合適適。若不不合格，，重復(fù)上述過(guò)程程，直至至所設(shè)截截面合適適為止3)計(jì)算方法法采用位移法計(jì)算，當(dāng)當(dāng)不考慮慮線位移移的影響響時(shí)，則則以力矩矩分配法法為簡(jiǎn)便便。(1).當(dāng)豎向荷荷載不平平衡時(shí)，，可以在在底板的的結(jié)點(diǎn)上上加設(shè)集中中力.(2).線位移的的確定，，一般情情況下，，框架有有幾孔就就有幾個(gè)個(gè)獨(dú)立的線線位移。。淺埋式結(jié)結(jié)構(gòu)上特特載的值值遠(yuǎn)大于于其他荷荷載，，，而且，，特載的的值的計(jì)計(jì)算是非非常粗略略的，因因此并非非常常精確。。集中力的的施加5.3.3截面計(jì)算算以現(xiàn)行鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范為準(zhǔn)。特載與其其他荷載載組合：：按照彎矩和軸軸力對(duì)構(gòu)件承承載力進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算算時(shí)，需需要考慮動(dòng)力荷載載作用下下材料強(qiáng)度度的提高高；按剪力和扭扭力對(duì)構(gòu)件進(jìn)進(jìn)行承載載力驗(yàn)算算時(shí)，則則不考慮材料強(qiáng)度度的提高高。設(shè)有支托托的框架架結(jié)構(gòu)地下矩形形閉合框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)中的頂頂板、側(cè)側(cè)墻和底底板均按照偏偏壓構(gòu)件件進(jìn)行截面面驗(yàn)算。。5.3.4抗浮計(jì)算算為結(jié)構(gòu)自自重、設(shè)設(shè)備重量量及上部部覆土重重之和，，但對(duì)箱箱體施工工完畢后后工況，，僅考慮慮結(jié)構(gòu)自自重；為浮力。。5.4構(gòu)造要求求5.4.1配筋形式式5.4.2混凝土保保護(hù)層厚厚度保護(hù)層最最小厚度度常比地地面結(jié)構(gòu)構(gòu)增加5-10mm。通?？煽砂凑铡盎炷两Y(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范”（GB50010-2002）規(guī)定采采用，其其環(huán)境類類別應(yīng)屬屬b類。5.4.3橫向受力力鋼筋鋼筋直徑徑選取32mm以下，鋼鋼筋的間間距一般般不大于于200mm，不小于于70mm，以方便便施工。。表5－1最小鋼筋筋配筋率率(%)項(xiàng)次分類混凝土強(qiáng)度等級(jí)<C20C25-C40C50-C601軸心受壓構(gòu)件的全部受壓鋼筋0.40.40.42偏心受壓及偏心受拉構(gòu)件的受壓鋼筋0.20.20.23受彎構(gòu)件偏心受壓及偏心受拉構(gòu)件的受拉鋼筋0.10.150.25.4.4縱向分布布鋼筋.4縱向分布布鋼筋在縱向截截面，一一般配置置分布鋼鋼筋，以以減少混混凝土的的收縮、溫溫差和不不均勻沉沉降的影響響?？v向分分布鋼鋼筋的的截面面面積積，一一般不應(yīng)小小于受受力鋼鋼筋截截面積積的10％，同時(shí)時(shí)，縱縱向分分布鋼鋼筋的的配筋筋率對(duì)對(duì)頂?shù)装灏宀灰艘诵∮谟?.15%；側(cè)墻墻不宜小小于0.20％。5.4.5箍筋一般可可不配配置箍箍筋項(xiàng)次板和墻厚（mm）12341502002503002003003505005.4.6剛性節(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造增加斜斜托，，斜托托的斜斜度控控制在在1：3左右比比較合合適。。轉(zhuǎn)角角部分分的鋼鋼筋布布置如如圖。。5.4.7變形縫縫的設(shè)設(shè)置伸縮縫縫和沉沉降縫縫，，變形形縫的的間距距在30m左右。。嵌縫式式：結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部槽槽中填填以瀝青青膠或或由環(huán)環(huán)氧樹(shù)樹(shù)脂和和煤焦焦油合合成的的環(huán)煤煤涂料料等，，也可可以在在外部貼貼防水水層。貼附式式將厚度度為6～8mm的橡膠膠平板板用鋼鋼板條條及螺螺栓固固定在在結(jié)構(gòu)上上即可可。其優(yōu)點(diǎn)是橡膠膠平板板年久久老化化后可可以拆拆換，，缺點(diǎn)是不易易使橡橡膠平平板和和鋼板板密貼貼。埋入式式大型工工程中中普遍遍采用用埋入入式變變形縫縫，，在澆搗搗混凝凝土?xí)r時(shí)，把橡膠膠或塑塑料止止水帶帶埋入入結(jié)構(gòu)構(gòu)中，，防水水效果果可靠靠，但但橡膠膠老化化問(wèn)題題需要要改進(jìn)進(jìn)。如