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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