地下工程蓋挖法施工蓋挖法工法概述1、在城市中，不能長(zhǎng)期中斷交通的道路下修建地下

建筑；先修路面，恢復(fù)交通，在頂板的保護(hù)下修地

下建筑；2

、埋置較淺<3.0m;3、適用于軟土地區(qū)、復(fù)雜形狀、大平面、大深度的

地下工程。4、不能使用大型機(jī)械，周邊狀況苛刻，對(duì)環(huán)境要求

高。5、工期較長(zhǎng)，作業(yè)空間較小，和基坑開(kāi)挖、支擋開(kāi)

挖相比較貴。蓋挖法施工下一頁(yè)①

上一頁(yè)2、設(shè)計(jì)與計(jì)算蓋挖法的設(shè)計(jì)與計(jì)算中，中間立柱在施工中具有相

當(dāng)?shù)闹匾裕⒅脑O(shè)計(jì)與計(jì)算成為蓋挖法設(shè)計(jì)與計(jì)

算的主要內(nèi)容。其它可參考支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。1、設(shè)計(jì)內(nèi)容與原則內(nèi)容：圍護(hù)結(jié)構(gòu)、立柱系統(tǒng)、挖土方案、頂板與隔板系

統(tǒng)、降水方案、主體結(jié)構(gòu)等。原則：

安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用、簡(jiǎn)便。一

、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算蓋挖法施工一

、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)立柱位置的設(shè)置立柱位置的設(shè)置，是蓋挖法設(shè)計(jì)的先導(dǎo)，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)性、合理性為原則，綜合考慮與結(jié)構(gòu)本體柱相

一致、

材料性質(zhì)、斷面形狀和尺寸、型鋼用量、鋼筋用量和

配置、受力安全性、接口處理等。一般方法見(jiàn)下圖。蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算立柱位置的設(shè)置負(fù)擔(dān)荷載的計(jì)算

允許應(yīng)力的決定立柱樁的設(shè)計(jì)OK上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)OK立柱的計(jì)算與驗(yàn)算OK柱腳插入部分設(shè)計(jì)結(jié)束蓋挖法施工NONONO一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(2)立柱負(fù)擔(dān)荷載的計(jì)算考慮立柱所承擔(dān)面積的恒載+活載(施工堆積荷載)

,按施工進(jìn)度，荷載增加的不同階段(地上和地下)分別

計(jì)算。求出各施工階段對(duì)立柱所受最大荷載值，作為立

柱設(shè)計(jì)時(shí)的負(fù)擔(dān)荷載值。主要為以下基本要點(diǎn)：①

恒

載按結(jié)構(gòu)計(jì)算中對(duì)恒載確定要求。②一般施工荷載按均布荷載，根據(jù)施工柱所承擔(dān)的面積確定。作為施工荷載的活荷載，應(yīng)按實(shí)際情況而定，一般每層100~

200kg/m2。蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算③固定的施工機(jī)械荷載主要指固定起吊機(jī)械，荷載大且集中的情況，取其工作時(shí)的最大荷載值。④移動(dòng)的施工機(jī)械荷載指移動(dòng)式施工機(jī)械(泵車、攪拌機(jī)等車輛),取其

工作時(shí)的最大荷載值。按立柱承擔(dān)面積求出均布荷載。

按經(jīng)驗(yàn)一般為1000~2000kg/m2。⑤沖擊荷載對(duì)有沖擊作業(yè)的機(jī)械及車輛，要考慮其沖擊效應(yīng)，

將實(shí)算荷載提高20%左右。蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算⑥回彈荷載對(duì)有剛性較大的鄰近建筑物存在的場(chǎng)合，均勻回彈

的范圍中，有一部分土體受明顯的阻力，給立柱帶來(lái)

附加荷載，經(jīng)實(shí)測(cè)，還相當(dāng)大，

一般可達(dá)50～100t

。

對(duì)可能發(fā)生不均勻回彈的范圍，其立柱增加上述附加荷

載

。⑦載荷初期變動(dòng)荷載相鄰立柱之間，在施工初期荷載值有些變動(dòng)，而后

期無(wú)顯著變化，實(shí)測(cè)表明，這一變動(dòng)率大約為初期荷

載的40%,變動(dòng)量大約在25t。⑧地震荷載立柱設(shè)計(jì)，可不考慮地震荷載，因?yàn)榱⒅O(shè)于地下，

與擋墻一起作為同

一抗側(cè)結(jié)構(gòu)體系，抵抗水平力。蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(3)立柱樁允許應(yīng)力取值一般采用中期允許應(yīng)力值?！?/p>

混凝土的允許壓縮應(yīng)力

(f.)按擋墻設(shè)計(jì)施工指南

fc=(4/9~1/2)F?！?/p>

混凝土允許剪切應(yīng)力

(f)按擋墻設(shè)計(jì)施工指南

ft=(1/30~1/27)F?！隽⒅皹吨行弯撆c混凝土地允許粘著應(yīng)力

(fa)

實(shí)測(cè)和研究，該值為：

fa=F.×3.0%■

允許局部壓應(yīng)力

(fn)

fn=2.0

fcFc一混凝土標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度(kg/m2)蓋挖法施工一

、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(4)

立柱樁的設(shè)計(jì)按現(xiàn)澆灌注樁設(shè)計(jì)。如樁承受荷載很大，樁徑大于2.0m

時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)底樁。(5)上部結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)按固定荷載和施工荷載計(jì)算結(jié)構(gòu)體梁、板的內(nèi)力，配

筋和斷面驗(yàn)算；

一般考慮彎距最大和最大剪力兩種不同

位

置

。(6)立柱的驗(yàn)算按固定荷載和施工荷載計(jì)算立柱的內(nèi)力和偏心引起的

彎距，配筋和斷面驗(yàn)算；

一般考慮最不利荷載組合。蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(7)柱腳根部插入部分的設(shè)計(jì)柱腳根部處向樁混凝土的傳力性狀和途經(jīng)至今還是

一個(gè)研究的問(wèn)題，統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法還未建立。主要有

三類

：a

.立柱和混凝土的黏著力；b.立柱下端的支承壓力；c.抗剪栓釘?shù)募羟谐休d力。主要以a法為主，b、C

為輔助設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的主要步驟：支承形態(tài)的判別

→

等價(jià)粘著周長(zhǎng)

→

柱腳根部插入

長(zhǎng)

度

→

樁混凝土的拉裂應(yīng)力計(jì)算。蓋挖法施工一

、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算①支承形態(tài)的判別型鋼與混凝土間內(nèi)力傳遞量按下式計(jì)算。取其中之小值。fa一允許粘著強(qiáng)度

(kg/cm2)fs一允許剪切強(qiáng)度

(kg/cm2)f,一允許局部承壓強(qiáng)度

(kg/cm2)Y;一混凝土與型鋼等價(jià)粘著周長(zhǎng)(cm)

W,一混凝土允許剪切長(zhǎng)度(cm)L

一柱腳插入長(zhǎng)度(cm)A.一核心部混凝土面積

(m2)型鋼與混凝土的允許粘著力。粘著力傳遞過(guò)程中混凝土的強(qiáng)度，為最小剪切斷面的允許剪切力和混凝土支承力之和。蓋挖法施工F?=faYiLF?=f?V,L+fnAc柱腳插入部的允許強(qiáng)度取F?F?中的小值。令F?=F?

可求出柱腳根部插入長(zhǎng)度：Lb=fnA/(faΨi-f?V?)Lb—極限柱腳根部插入長(zhǎng)度L>Lb則

F?>F?按F?

式抗剪與支承決定插入長(zhǎng)度；L<L

則

F?

<F?

按F?式粘著決定插入長(zhǎng)度；一般盡量使L>Lb,F?>F?

為好。一

、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算②等價(jià)粘著周長(zhǎng)a.粘著周長(zhǎng)的減低率

r計(jì)算可按[周長(zhǎng)比]的方法考慮，周長(zhǎng)比=型鋼斷面各部分[粘著周長(zhǎng)/斷面積]r=2.Of:/fw

且

r≤1.0f一翼緣的周長(zhǎng)比；fw-

腹板的周長(zhǎng)比。b.

粘著周長(zhǎng)的增加率

S柱腳插入部一般對(duì)翼緣采用加固板加固，或采用抗剪

栓釘，增大應(yīng)力傳遞，那部分的粘著周長(zhǎng)就有增強(qiáng)效果。

將抗剪栓釘?shù)目辜舫休d力換算成粘結(jié)強(qiáng)度。蓋挖法施工S=1+(nFs)/(pfaYF)F?

一型鋼抗剪栓釘?shù)脑试S抗剪承載力(kg/

根)n-一個(gè)水平面上設(shè)置的抗剪栓釘數(shù)；p一抗剪栓釘豎向間距

(cm)fa一允許的粘結(jié)強(qiáng)度(kg/cm

)中

F一翼緣的粘結(jié)周長(zhǎng)(cm)一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算蓋挖法施工上一頁(yè)

下一頁(yè)一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算③柱腳插入長(zhǎng)度計(jì)算L<L

時(shí)：由粘結(jié)強(qiáng)度決定：L≥P/faWaP一型鋼負(fù)擔(dān)的荷載(kg);a一型鋼柱全部“等價(jià)粘著周長(zhǎng)”f

一允許的粘結(jié)強(qiáng)度(kg/cm2)L>L

時(shí)：由剪切和承壓強(qiáng)度決定：L≥(P-f?A)/(faa+f?W?)fs一允許剪切強(qiáng)度

(kg/cm2)f,一允許局部承壓強(qiáng)度

(kg/cm2Ys

一允許剪切長(zhǎng)度(cm)A.

一核心部混凝土面積

(m2)蓋挖法施工一、蓋挖法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算④中柱混凝土拉裂應(yīng)力的計(jì)算型鋼的柱腳插入混凝土部分，在鋼柱傳來(lái)的局部壓力作用下，對(duì)其鄰近旁的混凝土產(chǎn)生拉裂應(yīng)力，這種應(yīng)

力狀態(tài)與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)后張法中受拉筋錨固位置

近旁的混凝土應(yīng)力狀態(tài)差不多，設(shè)計(jì)上可按同樣方法

進(jìn)行計(jì)算。參考有關(guān)專著。蓋挖法施工二、蓋挖順作法結(jié)構(gòu)的施工1、蓋挖順作法主要施工步驟

施工準(zhǔn)備測(cè)量降水施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工立柱施工上部土方開(kāi)挖埋設(shè)物防護(hù)

修筑路面蓋板結(jié)束

主體土方開(kāi)挖、架設(shè)橫支撐恢復(fù)路面

修筑底板折除圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外露部分

修筑各層樓板折除橫支撐、中間樁柱

頂板灌注

上

頁(yè)

下一頁(yè)

蓋挖法施工二、蓋挖順作法結(jié)構(gòu)的施工順作法施工步驟由蓋挖法施工

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下一頁(yè)二、蓋挖順作法結(jié)構(gòu)的施工2、適用條件及范圍(1)主要依賴堅(jiān)固的擋土結(jié)構(gòu)，適用于各種土層地質(zhì)條

件下修筑地下建筑物；(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、地下水位高低、開(kāi)挖深度以及周圍

建筑物的臨近程度，可以選擇鋼筋混凝土鉆(挖)孔灌注

樁或地下連續(xù)墻。(3)對(duì)于飽和的軟弱地層，應(yīng)以剛度大、止水性能好的

地下連續(xù)墻為首選方案。(4)隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程質(zhì)量和精度更易于

掌握，蓋挖順作法中的擋土結(jié)構(gòu)可用來(lái)作為主體結(jié)構(gòu)

邊墻體的一部分或全部。蓋挖法施工二、蓋挖順作法結(jié)構(gòu)的施工3、施工中注意的問(wèn)題(1)如開(kāi)挖寬度很大，為了縮短擋墻自由長(zhǎng)度，防止橫

撐失穩(wěn)，并承受橫撐傾斜時(shí)產(chǎn)生的垂直分力以及行駛

于覆蓋結(jié)構(gòu)上的車輛荷載等重量，需要建造中間樁柱的支承橫撐。(2)中間樁柱可根據(jù)情況采用鋼筋混凝土鉆(挖)孔灌注

樁，也可以采用預(yù)制打入樁(鋼或鋼筋混凝土)。(3)為了增加中間樁柱的承載力或減少其入土深度，可

以采用底部擴(kuò)孔樁或擠擴(kuò)樁。(4)為提高施工速度，可采用定型的預(yù)制覆蓋結(jié)構(gòu)。蓋挖法施工1、蓋挖逆作法主要施工步驟降水施工埋設(shè)物防護(hù)施工準(zhǔn)備測(cè)量立柱施工上部土方開(kāi)挖上層土方開(kāi)挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工修筑路面蓋板恢復(fù)路面三、蓋挖逆作法結(jié)構(gòu)的施工修筑上層樓板二層土方開(kāi)挖修筑二層樓板結(jié)束修筑底板三層土方開(kāi)挖蓋挖法施工上一頁(yè)

下一頁(yè)三、蓋挖逆作法結(jié)構(gòu)的施工逆作法施工步驟構(gòu)

筑

下

層

主

體

結(jié)

構(gòu)上一頁(yè)

下一頁(yè)構(gòu)

筑

頂

板開(kāi)挖

中層土、

恢

復(fù)

路

面層

主

體

結(jié)

構(gòu)回

填構(gòu)

筑蓋挖法施工構(gòu)

筑

主

體

結(jié)

構(gòu)

中

間

立

柱土

上HOME構(gòu)

筑

圍

護(hù)

結(jié)

構(gòu)步

驟

3步

驟

82、適用條件及范圍(1)接近開(kāi)挖地點(diǎn)有重要結(jié)構(gòu)物時(shí)；(2)有強(qiáng)大土壓和其他水平力作用，用

一般擋土支撐不穩(wěn)

定，而需要強(qiáng)度和剛度都很大的支撐時(shí)；(3)開(kāi)挖深度大，開(kāi)挖或修筑主體需較長(zhǎng)時(shí)間，特別需要

保證施工安全時(shí)；(4)因進(jìn)度上的理由，需要在底板施工前修筑頂板，以便

進(jìn)行上部回填和開(kāi)放路面時(shí)。三、蓋挖逆作法結(jié)構(gòu)的施工蓋挖法施工三、蓋挖逆作法結(jié)構(gòu)的施工3、施工中注意的問(wèn)題(1)逆筑混凝土，故應(yīng)能充分承受臨時(shí)設(shè)施的自重和其他

荷載，同時(shí)不要產(chǎn)生有害的變形，并滿足主體設(shè)計(jì)上

的條件；(2)頂板下的作業(yè)，因施工性及作業(yè)環(huán)境差，故要充分注

意施工的順序、方法和安全；(3)逆筑部分的開(kāi)挖，要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行、范圍限制在最

小，不要開(kāi)挖過(guò)度。(4)本方法是先行修筑頂板，而后開(kāi)挖，材料的進(jìn)入、進(jìn)出、

結(jié)構(gòu)物的修筑都要在頂板上開(kāi)口進(jìn)行作業(yè)、作業(yè)效率

是比較低的。(5)接頭的位置，結(jié)構(gòu)上盡量取在內(nèi)力小的位置，建筑上希望

接頭與砂漿找平未于同一標(biāo)高。蓋挖法施工四、蓋挖半逆作法結(jié)構(gòu)的施工1、概述類似逆作法，其區(qū)別僅在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中柱、

頂板都是分段完成，主要是地面需要交通，不

能提供大的施工場(chǎng)地。在恢復(fù)路面后，向下挖

土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后先建筑底板，再依次序向上逐

層建筑側(cè)墻、樓板。在半逆作法施工中，一般都必須設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力。(該節(jié)同學(xué)自學(xué)為主)蓋挖法施工四、蓋挖半逆作法結(jié)構(gòu)的施工2、蓋挖逆作法主要施工步驟半逆作法施工步驟打設(shè)備中及間

筑、T臨頁(yè)

性