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上篇 地下建筑工程基础 1

1 绪论 1

1.1 地下建筑的分类 1

1.1.1 按使用功能分类 1

1.1.2 按所处的地质条件和建造方式分类 2

1.1.3 按习惯称谓分类 2

1.1.4 按埋置深度分类 2

1.2 地下建筑的特点 2

1.2.1 地下建筑的优点 2

1.2.2 地下建筑的缺点 4

1.3 地下建筑的建设程序 5

1.3.1 立项、报建 5

1.3.2 可行性研究 6

1.3.3 建设项目选址 6

1.3.4 工程地质勘察 6

1.3.5 初步设计 7

1.3.6 施工图设计 8

1.3.7 施工建设准备 8

1.3.8 建设实施阶段 8

1.3.9 竣工验收 8

1.4 地下建筑的结构类型和适用环境 9

1.5 地下建筑的发展历史及前景 10

1.5.1 地下建筑的发展历史 10

1.5.2 地下建筑的发展前景 11

1.6 本课程的主要内容及任务 12

思考题 12

2 地下建筑规划 13

2.1 地下建筑规划特征及分类 13

2.1.1 地下建筑规划特征 13

2.1.2 城市地下建筑规划分类 13

2.2 地下空间资源分析 14

2.2.1 城市地下空间资源 15

2.2.2 地下空间的环境特征 16

2.2.3 地下空间开发的效益 17

2.3 地下空间中人的生理与心理问题 20

2.3.1 地下空间生理效应分析 20

2.3.2 地下空间心理效应分析 21

2.3.3 消除心理和生理影响的途径 22

2.4 地下建筑规划理论 24

2.4.1 地下建筑规划原则 24

2.4.2 城市地下空间发展模式 24

2.5 地下民用建筑规划 28

2.5.1 地下交通建筑规划 28

2.5.2 地下商业街规划 32

2.6 地下工业建筑规划 32

2.6.1 地下工业建筑特点 33

2.6.2 地下工业建筑类型 33

2.6.3 地下厂房总体布局中应考虑的主要因素 34

2.6.4 地下厂区规划要点 38

思考题 41

3 地下结构设计原理 42

3.1 地下结构的受力特点 42

3.2 地下结构的荷载分类 43

3.2.1 永久荷载 43

3.2.2 可变荷载 47

3.2.3 偶然荷载 48

3.2.4 作用效应组合原则 48

3.3 地下结构的设计内容与原则 51

3.3.1 地下结构的设计内容 51

3.3.2 地下结构的设计原则 51

3.4 地下结构的计算模型 52

3.4.1 常用力学计算模型 52

3.4.2 荷载-结构计算模型 52

3.4.3 连续介质力学的计算模型 54

3.5 地下结构的内力计算 55

3.5.1 弹性地基梁的计算 55

3.5.2 圆管形结构的内力计算 58

3.5.3 拱形结构的内力计算 63

3.5.4 框架结构的内力计算 68

3.6 地下结构的设计方法 71

3.6.1 容许应力法 71

3.6.2 破坏阶段法 72

3.6.3 极限状态法——按结构可靠度设计 72

3.6.4 现代支护结构设计方法 73

思考题 75

4 地下建筑施工技术 76

4.1 概述 76

4.1.1 地下建筑施工技术的发展现状 76

4.1.2 地下建筑施工特点 76

4.1.3 地下建筑施工技术的主要内容 77

4.2 明挖法 77

4.2.1 基坑开挖 78

4.2.2 常见基坑开挖与支护方法 80

4.2.3 地下连续墙 82

4.2.4 盖挖法 84

4.2.5 沉管法 88

4.3 暗挖法 91

4.3.1 矿山法 91

4.3.2 掘进机法 96

4.3.3 盾构法 101

4.3.4 顶管法 107

4.4 地下建筑的支护与衬砌 114

4.4.1 地下建筑支护 114

4.4.2 地下建筑衬砌 125

4.5 地下建筑施工辅助技术 130

4.5.1 地下建筑通风 130

4.5.2 供电与照明 133

4.5.3 施工供水和防水 134

思考题 137

5 地下建筑灾害与安全管理 139

5.1 概述 139

5.2 地下建筑防灾特点 140

5.2.1 地下建筑主要灾害类别 140

5.2.2 地下建筑灾害的主要特征 141

5.2.3 地下建筑防灾对策 142

5.3 地下建筑常遇灾害及防护 143

5.3.1 地下建筑空间火灾特点及防护 143

5.3.2 地下建筑水灾特点与防护 148

5.3.3 地下建筑地震灾害特点与防治 149

5.4 地下建筑工程事故防护 150

5.4.1 深基坑工程事故及防护 150

5.4.2 隧道工程事故及防护 152

5.4.3 盾构法施工事故及防护 155

5.4.4 大型沉管隧道施工事故及防护 159

5.4.5 冻结法及其他辅助工法事故及防护 161

5.4.6 降水施工引起的事故防护 164

5.4.7 注浆施工引起的事故及防护 165

5.5 地下建筑安全管理 165

5.5.1 建立综合协调机构 166

5.5.2 明确指挥协调机制 167

5.5.3 地下建筑安全管理方法 168

思考题 170

下篇 地下建筑工程技术 171

6 隧道工程 171

6.1 概述 171

6.2 隧道衬砌结构类型及材料 172

6.2.1 隧道衬砌结构类型 172

6.2.2 隧道衬砌材料 174

6.2.3 隧道基本尺寸与限界 176

6.2.4 隧道衬砌断面形式 176

6.3 隧道工程勘测 178

6.3.1 隧道工程勘测的任务 179

6.3.2 文献资料的搜集 179

6.3.3 隧道工程测量 179

6.3.4 隧道工程地质勘察 180

6.4 隧道建筑设计 181

6.4.1 隧道的定位 181

6.4.2 几何设计 182

6.5 隧道结构的力学模型 182

6.5.1 隧道结构的力学模型 182

6.5.2 作用在隧道衬砌上的荷载 183

6.6 整体式隧道结构的设计与计算 183

6.6.1 拱的轴线方程 183

6.6.2 整体式隧道内力计算 184

6.7 隧道洞门设计 186

6.7.1 隧道洞门的类型 186

6.7.2 洞门计算部位的选取及计算要点 189

6.7.3 洞门计算内容 190

6.7.4 洞门的构造要求 191

思考题 191

7 地下铁道工程 192

7.1 概述 192

7.2 地下铁道规划与设计 193

7.2.1 地下铁道的规划设计原则 193

7.2.2 客流预测 193

7.2.3 线网规划 195

7.3 地下车站建筑物及结构 198

7.3.1 站厅和站台 198

7.3.2 站内主要服务设施 199

7.3.3 车站出入口及通道 201

7.3.4 车站通风道 204

7.4 地下区间隧道的结构 205

7.4.1 明挖法修建的隧道衬砌结构 205

7.4.2 矿山法修建的隧道衬砌结构 207

7.4.3 盾构法修建的隧道衬砌与构造 209

7.4.4 特殊地段隧道衬砌结构 213

7.5 地铁区间隧道及车站结构设计 214

7.5.1 地铁区间隧道结构设计 214

7.5.2 地铁车站结构设计 215

思考题 216

8 城市地下综合体工程 217

8.1 概述 217

8.2 城市地下综合体的空间组合 219

8.2.1 城市地下综合体空间功能组合 219

8.2.2 城市地下综合体竖向空间组合 220

8.2.3 城市地下综合体平面空间组合 220

8.2.4 地下综合体的公共交通工程 221

8.2.5 城市地下综合体空间设计原则 222

8.3 地下街道 223

8.3.1 地下街道的组成部分 223

8.3.2 地下街道横断面和纵剖面设计 224

8.3.3 地下街结构类型 225

8.4 地下停车场 225

8.4.1 地下停车场的分类、形式及特点 226

8.4.2 地下停车场设计 227

思考题 231

9 防空地下室工程 232

9.1 概述 232

9.1.1 人防工程的定义、分级及分类 232

9.1.2 防空地下室结构的特点 233

9.1.3 防空地下室的结构类型 235

9.1.4 防空地下室结构设计的一般规定 236

9.2 防空地下室建筑设计 237

9.2.1 早期核辐射的防护 237

9.2.2 主体设计 237

9.2.3 口部设计 238

9.2.4 辅助房间设计 238

9.2.5 内部装修 238

9.3 防空地下室结构设计 239

9.3.1 人防工程的荷载计算 239

9.3.2 防空地下室结构荷载及组合 239

9.4 防空地下室的口部处理 248

9.4.1 室内出入口 248

9.4.2 室外出入口 249

9.4.3 通风采光洞 249

9.5 防空地下室结构的构造要求 250

思考题 252

10 基坑工程 253

10.1 概述 253

10.2 基坑支护结构的设计原则 253

10.2.1 基坑支护结构的设计原则 253

10.2.2 基坑支护结构的计算和验算 254

10.2.3 基坑支护设计控制值 255

10.2.4 土的抗剪强度指标的确定 256

10.3 基坑支护工程的勘查要求与环境调查 256

10.4 基坑支护结构的形式及适用范围 257

10.4.1 悬臂式结构 257

10.4.2 重力式结构 258

10.4.3 内撑式结构 258

10.4.4 拉锚式结构 258

10.4.5 土钉墙 258

10.5 支护结构上的荷载计算 259

10.5.1 土、水压力的计算 259

10.5.2 挡土结构位移对土压力的影响 261

10.6 悬臂式支护结构内力分析 262

10.7 锚撑式支护结构内力分析 266

10.7.1 平衡法 266

10.7.2 等值梁法 266

10.8 基坑监测 269

10.8.1 基坑监测项目 269

10.8.2 基坑监测报警 270

思考题 272

11 地下建筑施工降水与防水 273

11.1 地下水的类型及性质 273

11.1.1 地下水的基本类型 273

11.1.2 地下水的基本性质 274

11.2 地下建筑工程降水设计 275

11.2.1 地下建筑工程降水方法 275

11.2.2 降水工程的平面布置 277

11.2.3 基坑总排水量计算 278

11.2.4 单井最大出水量计算 280

11.2.5 井点间距计算 281

11.2.6 降深与降水预测 281

11.2.7 降水观测 282

11.2.8 井点管拔除 282

11.2.9 例题 282

11.3 地下建筑工程防水设计 285

11.3.1 设计原则 285

11.3.2 设计要求 286

11.3.3 地下工程防水等级与设防要求 286

11.4 地下建筑防水材料 289

11.4.1 卷材防水层 289

11.4.2 涂料防水层 289

11.4.3 塑料防水板防水层 290

11.4.4 膨润土板（毯）防水层 291

11.5 地下建筑混凝土结构防水 292

11.5.1 变形缝防水 292

11.5.2 施工缝防水 293

11.5.3 后浇带防水 294

思考题 295

参考文献 296