同济大学地下建筑结构复习重点

第一章：概论

1.地下建筑结构的概念。

地下建筑结构——埋置地层内部的结构

衬砌——与土层接触的永久性支护结构承重、维护作用

2.结构形式选择考虑的因素：

答：1、使用功能；2、地质条件；3、施工技术

第二章：地下建筑结构的荷载

1、概念：

主动土压力：当挡土结构向离开土体方向偏移时，使墙后土体的应力状态达到主动极限平衡状态时填土作用于墙背的土压力。

被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移挤压填土至其达到极限平衡状态时作用于墙背上的土压力。

静止土压力：挡土结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移，背后填土处于弹性平衡状态，此时作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力。

围岩压力：位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。

普氏压力拱理论：洞室开挖后如不及时支护，洞顶岩土将不断垮落而形成一个拱形，又称塌落拱。其最初不稳定，若洞侧壁稳定，则拱高随塌落不断增高，如侧壁不稳定，则拱高和拱跨同时增大。当洞的埋深较大时塌落拱不会无限发展，最终将在围岩中形成一个自然平衡拱。地层弹性抗力：结构变形使土体被动受力时，土对结构的产生的反作用力。决定于结构的变形和地层的物理力学性质。

2.水土压力计算方法：郎肯土压力计算公式，考虑地下水时水土压力计算方法和计算图式。

3．（了解）按松散体理论对浅埋结构与深埋结构的划分，浅埋结构和深埋结构垂直围岩压力的计算方法。

4 .土层弹性抗力的计算理论：局部变形和共同变形理论要点。

局部变形理论：Winkler模型，认为地层的弹性抗力与变为成正比。

共同变形理论：弹性半无限空间模型，弹性地基上一点的外力不仅引起该点发生沉陷而且还会引起附近一定范围的地基沉陷。

第四章：浅埋式结构

1.概念：浅埋式结构

浅埋式结构:覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件，或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。

2.了解浅埋式结构形式和特点。

（1）直墙拱：从结构受力分析看，拱形结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小。所以一些砖、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。

（2）矩形闭合框架：用在跨度大、整体性和防护等级高地下结构中，空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工。分为：

1）单跨矩形闭合框架

2）双跨和多跨的矩形闭合框架

3）多层多跨的矩形闭合框架

（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。

3. 了解矩形闭合框架的荷载计算和结构计算方法。

结构的计算

主要包括：荷载计算，内力计算，截面设计

1 )顶板上的荷载 （1） 覆土压力 （2） 水压力 （3） 顶板自重 （4） 顶板所受特载

t q 顶

（5） 地面超载q

2) 底板上的荷载

底板的刚度较大，而地基相对较软，所以假定地基反力为直线分布，否则按弹性地基梁计算。

3) 侧墙上的荷载 （1） 土层侧向压力

（2）侧向水压力

作用于侧墙上的荷载 )/(2m kN h q i i i

γ∑=±)

/(2m t h q ωωγ=水)

/(2m t d q γ=q q d h h q t i i i ++++∑=顶顶γγγωωt q L P q q 顶顶底+∑+=??? ??-∑=245tan )(2?γ i i i h e .

7.00.1，黏土取性而定，砂土取折减系数，依土壤透水-=ψψγωωh

e

4. 浅埋结构变形缝构造方式，以及各种构造方式的优缺点。

1 嵌缝式

嵌缝式优点是造价低，施工易。但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少的地区，或防水要求不高的工程。

2 贴附式

亦称为可卸式变形缝。其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。

3 埋入式

优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需待改进，这种方法在大型工程中普遍采用。

第五章：附建式地下结构

1.迭合构件：预制-现浇结构的一种，在达不到截面需要高度的预制构件上，预留钢筋，然后再在其上现浇一层混凝土，使之达到截面计算高度。

2.结构形式及选择考虑的因素：

（1）梁板结构

（2）板柱结构

（3）箱形结构

（4）其他结构（双曲扁壳、单跨折板等）

选择考虑的因素：

（1） 上部结构的类型

（2） 战时防护能力的要求

（3） 地质及水文地质条件

（4） 战时与平时使用的要求

（5） 建筑材料的供应情况

（6） 施工条件等

3、附建式结构的优点：

（1）节省建设用地和投资；

（2）便于平战结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下；

（3）增强上层建筑的抗地震能力，在地震时防空地下室可作为避震室；

（4） 上层建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮（炸）弹有一定的防护作

用；

（5） 结合基本建设同时施工，便于施工管理，同时也便于维护。

4、附建式结构的设计要点。

（1）按平时和战时两种条件作为设计依据；

（2）允许结构出现塑性变形，按弹塑性理论设计；

（3）只进行结构的强度验算；

（4）不必单独进行地基变形验算；

（5）贯彻平战结合的原则，尽量为平时使用创造条件。

t i i t q h h q e e q 顶顶侧++??? ??-∑=++=ωωψγ?γ245tan )(2

5.(了解)附建式地下结构的形式和特点。

附建式结构的型式

1）梁板结构顶盖为钢筋混凝土梁板结构。跨度小，采用无梁体系。

2）板柱结构满足平时使用要求，顶板采用无梁钢筋混凝土板式结构。

3）箱形结构钢筋混凝土空间结构。

4）其他结构

6.(了解)梁板式结构的设计计算方法。（应该不考，略。有兴趣的可以自己看看）

7.通风采光洞设计的一般原则。

1）仅大量性防空地下室才开设通风采光洞，等级稍高的防空地下室不宜开设通风采光洞；2）防空地下室外墙开设的洞口宽度，不应大于地下室开间尺寸的1/3，且不应大于1.0m。3）临战前必须用粘性土将通风采光井填土。因为粘性土密实可靠，能满足防早期核辐射的要求。

4）在通风采光洞上，应设防护挡板一道。

5）洞口的周边，应采用钢筋混凝土柱和梁予以加强。

6）开设通风采光洞侧墙，洞口上缘的圈梁按过梁进行验算。

8、箱型结构计算方法：

第六章：沉井式结构

1.概念：

沉井结构:沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物，利用结构自重作用而下沉入土，即在地面筑成的“半成品”沉入土中，在地下完成结构物施工。

2.沉井的特点。

优点: 1)埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载；

2)下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；

3)沉井施工时对邻近建筑物影响较小。

缺点: 1)施工期较长；

2)施工技术要求高；

3)施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。

3.沉井结构由哪几部分组成和功能。

井壁：沉井的主要部分。井壁承受下沉过程中各种最不利荷载组合（水土压力）所产生的内力和弯曲应力，同时要有足够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。

刃脚：刃脚的主要功用是减少下沉阻力。

内隔墙：增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。同时把整个沉井分隔成多个施工井孔（取土井），使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于沉井偏斜时的纠偏。

封底及顶盖：封底—防止地下水渗入井内。

底梁和框架：

1)在比较大型的沉井中，由于使用要求，不能设置内隔墙，则可在沉井底部增设底梁，并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。

2)沉井高度较大，常于井壁不同高度设置若干道由纵横大梁组成的水平框架，减少井壁（于顶、底板之间）的跨度，使整个沉井结构布置合理、经济。

3)在松软地层中沉井，底梁的设置还可以防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。

4.沉井结构设计的主要环节。

（1） 沉井建筑平面布置的确定；

（2） 沉井主要尺寸的初步确定和下沉系数的验算。

（3）施工阶段强度计算

（4）使用阶段的强度计算（包括承受动载）

5.(了解)沉井结构的计算方法（详见书P175—8.2.3沉井的结构计算）

（一）沉井下沉系数的确定

下沉系数计算公式

G —沉井在施工阶段自重，井壁+上、下横梁+隔墙+临时钢封门，不排水下沉时为G-B 。 R r —刃角踏面下正面阻力之和，与土质情况有关；

R j —井壁与土层的总摩擦力。

（二）沉井施工期间的抗浮稳定验算

抗浮系数

抗浮系数的大小由底板厚度来调整

①沉井上浮时土的极限摩擦力很大，而一般设计估用的数值往往偏小，因此在验算上浮稳定时以计入井壁摩擦力较为合理；

②在粘性土中，因它的渗透系数很小，地下水补结非常缓慢，沉井的浮升也必然极为缓慢，在发生明显浮升之前，内部结构、设备、顶盖等重量已经作用上去，故不再存在浮升问题。

（三）刃脚计算

（四）施工阶段井壁计算

（五）沉井底板计算

（六）沉井底横梁竖向挠曲计算

（七）水下封底混凝土厚度的确定

水下封底混凝土的厚度，应根据抗浮和强度两个条件确定

6.旱地沉井施工的主要工序。

25.1~10.11≥+=r j R R G K 00F f R j =n

n n h h h h f h f h f f ++++++= 21221101.1~05.12≥+=Q R G K j

1 制作第一节沉井

2 挖土下沉：抽垫、挖土

3 接高沉井

4 筑井顶围堰

5 地基检验和处理

6 封底

第七章：地下连续墙结构

1.地下连续墙:利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其

内浇注混凝土而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。

槽幅:一次成槽的槽壁长度

2.地下连续墙的优缺点。

优点

1、施工时对环境影响小。没有噪音，无振动，不必放坡，可紧邻相近的建筑和

地下设施施工；

2、墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用于超深围护结构，

也可用作主体结构；

3、连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好；

4、可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；

5、适用于多种地质条件。

缺点

1、弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染。

2、地质条件和施工的适应性问题。

3、槽壁坍塌问题。

4、现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进

行表面处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；

5、地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济。

3.地下连续墙的适用条件。

1基坑深度大于10m;2软土地基或砂土地基；3在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。4围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格要求时；5采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。

4.了解槽段设计内容。（略）

5.地下连续墙设计计算的主要内容。

1、确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土

压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。

2、确定地下连续墙所需的入土深度，以满足抗管涌、抗隆起，防基

坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。

3、验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、深度的

尺寸。

4、地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑)的内力分析和变形验算。

5、地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的配筋设计、截面

强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。

6.地下连续墙的计算理论及假设条件。

（一）较古典的计算方法：

?假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。

?方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法

（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变：

?假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。

?方法：山肩帮男法

（三）横撑轴向力、墙体弯矩可变：

?假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。

?方法：日本弹塑性法、有限元法

（四）共同变形理论：

?假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支撑变形。

?方法：森重龙马法、有限元法

7.山肩帮男法精确解的基本假定和计算图式。

基本假定：

1、在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；

2墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；

3开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑性区，高度为l，以及

反力与墙体变形成直线关系的弹性区；

4横撑设置后，即作为不动支点；

5下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道横撑点以上的墙体仍

然保持原来的位置。

7. 山肩帮男法计算图示8.同济大学弹性法计算图示

8.同济大学弹性法基本假定和计算图式。

基本假定：

1)墙体作无限长的弹性体；

2)已知水、土压力，并假定为三角形分布；

3)开挖面以下作用在墙体上的土抗力，假定与墙体的变位成正比例；

4)横撑（楼板）设置以后，即把横撑支点作为不动支点；

5)下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，其上部的墙体也保持以前的变位。

9. 了解山肩帮男简化解和同济大学弹性法的计算方法。

课本：P211-220，课件：P44-57

10. 了解地下连续墙的接头形式。（P228）

接头类型：施工接头 结构接头

施工接头：浇注地下连续墙时连接两相邻单元墙间的接头。

形式：直接连接构成接头，接头管，接头箱，隔板，预制构件

结构接头：已竣工的地下连续墙墙体与地下结构的其它构件相连接的接头

形式： 1.直接连接：预埋钢筋

2.间接连接：植筋法，钢筋接驳器，剪力块，预埋钢板。

第八章：盾构法隧道结构

1. 概念：盾构法

盾构法是在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法。这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护下进行，并需随时排除地下水和控制地面沉降，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。

2. 装配式衬砌和挤压混凝土衬砌的特点。

装配式衬砌:

1) 直接承受荷载；

2) 工厂生产，质量易保证，安装方便；

3) 接缝防水需采取措施

挤压式混凝土衬砌:

1) 自动化程度高，施工速度快；

2) 整体式衬砌结构，满足受力和防水要求；

3) 适用于多种地层，但对渗透性的的砂砾层中要达到防水要求困难。

3. 衬砌基本荷载计算公式(（衬砌环宽按1m 考虑） 1.自重: 2.竖向土压

3．拱背土压 4．地面超载

当隧道埋深较浅时必须考虑地面荷载的影响，一般取20kN/m 2 5．侧向均匀主动土压 6．侧向三角形主动土压 7．侧向土壤抗力 8．水压 : 按静水压考虑 9．拱底反力 4. 施工阶段的荷载对衬砌结构的影响。

隧道衬砌结构在到达基本使用阶段前，已经历了一系列的施工阶段荷载的考验。 衬砌结构在施工阶段有可能碰到比基本使用阶段更为不利的工作条件，产生了极为不利的内力状态，导致出现了衬砌结构的开裂、破碎、变形、沉陷和、漏水等严重情况。这种情况尤以在盾构推进过程为甚，必须进行现场观测和相应的附加验算，并提出改进措施。

)/(2m kN g h δγ?=)/(21m kN h q n

i i i ∑=?=γ)/(43.0)41(222m kN R R G H H γγπ=?-=)/()245(2)245(221m kN ctg tg q p ??---?= )/()245(2222m kN tg R p H ?γ-??= )

/(2m kN y k P k ?=)/(22146.02m kN R R g q p H H R πγπ-++=

5.衬砌的计算模型及其假设。

1）均质衬砌圆环：饱和含水软土地层，错缝拼接

?等刚度均质圆环：按自由变形的匀质（等刚度）圆环计算，而接缝上的刚度不足采用衬砌环的错缝拼装予以弥补。

?平均等刚度圆环：接头刚度的降低等效为圆环刚度的降低。圆环的刚度为μEI

2）多铰圆环:经济，但需周围地层好，能提供足够的抗力。

接头铰接，属超静定结构，依靠地层提供的附加约束和因变形受到地层抗力，处于稳定状态，适用地层条件较好的情况。

3）梁-弹簧模型:可准确分析管片和接头的内力和变形。

管片为梁（直梁或曲梁），管片接头为旋转弹簧，环间接头为剪切弹簧，两环视为一单元，采用有限元法计算截面内力，该模型可计算管片接头的刚度降低和错缝效应。

6.考虑土层抗力的日本惯用法计算图式和土抗力表达式。

土壤抗力:

7. 了解日本修正惯用法的计算要点。(略) 8. 山本法的计算原理和假定

山本法的计算原理:在于圆环多铰衬砌在主动土压和被动土压作用下产生，圆环由一不稳定结构逐渐转变成稳定结构，圆环变形过程中，铰不发生突变。这样多铰衬砌环在地层中就不会引起破坏，能发挥稳定结构的机能。

假定:

1) 适用于圆形结构

2) 衬砌环在转动时，管片或砌块视作刚体处理

3) 衬砌环外围土抗力按均变形式分布，土抗力的计算要满足砌环稳定性的要求，

土抗力作用方向全部朝向圆心

4) 计算中不计及圆环与土壤介质间的摩擦力，这对于满足结构稳定性是偏于安全

的

5) 土抗力和变位间关系按文克勒公式计算

9. 盾构法隧道防水的综合处理措施

1、 衬砌的抗渗要求

1)合理提出衬砌本身的抗渗指标

2)经过抗渗试验的混凝土的合适配合比；严格控制水灰比，一般不大于0.4，另加

塑化剂以增加混凝土的和易性。

3)衬砌构件的最小混凝土厚度和钢筋保护层。

4)管片生产工艺：振捣方式和养护条件的选择。

5)严格的产品质量检验制度。

6)减少管片在堆放、运输和拼装过程中的损坏率。

2、管片制作精度要求

管片尺寸偏差和水平拼装偏差满足《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50-2003）要求。

3、接缝防水的基本技术要求

1）防水密封材料的要求

? 保持永久的弹性状态和具有足够的承压能力，使之适应隧道长期处于“蠕动”状态而产生的接 缝张开和错动。

? 具有令人满意的弹性期龄和工作效能。

? 与混凝土构件具有一定的粘结力。

)

/()cos 21(2m kN ky P K α-=

能适应地下水的侵蚀。

2）环缝密封垫

要有足够的承压能力和弹性复原力，能承受和均布盾构千斤顶顶力，防止管片顶碎。并在千斤顶顶下，密封垫仍保持良好的弹性变形性能。

3）纵缝密封垫

具有比环缝密封垫相对较低的承压能力，能对管片的纵缝初始缝隙进行填平衬齐，并对局部的集中应力具有一定的缓冲和抑制作用。

4、二次衬砌

在目前隧道接缝防水尚未能完全满足要求情况下，在地铁区间隧道内较多的是用双层衬砌。在外层装配式衬砌已趋基本稳定的情况下，进行二次内衬浇捣，在内衬混凝土浇筑前应对隧道内侧的渗漏点进行修衬堵漏，污泥以高压水部浇、清理。

双层衬砌的做法不一，有在外层衬砌结构内直接浇捣两次内衬混凝土的，也有在外层衬砌的内侧面先喷注20mm厚的找平层，再铺设油毡或合成橡胶类的防水层，在防水层上浇注内衬混凝土层的。

内衬混凝土一般者采用混凝土泵再加钢模台车配合分段进行，也有用喷射混凝土进行二次衬砌。

5、其它

隧道防水还有其它的一些附加措施可以采用，诸如隧道外围的压浆，以及地层注浆等，视不同情况予以采用。

第九章：沉管结构

1.沉管施工法干舷水力压接法

（1）沉管施工法: 先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其拖运至隧址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。用这种方法修建的隧道又称水下隧道或沉管隧道。

（2）干舷：管段浮运时，为保持稳定使管顶露出水面的高度。

（3）水力压接法：是利用作用在管段上的巨大水压力，使安装在管段前端面(靠近既设管段的那一端)周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当良好可靠的接头。其具体方法是先将新设管段拉向既设管段并紧密靠上，这时接头胶垫产生了第一次压缩变形，并具有初步止水作用。随即将既设管段后端的封端墙与新设管段前端的封端墙之间的水(此时已与管段外侧的水隔离)排走。排水之前，作用在新设管段前、后两端封端墙上的水压力是相互平衡的，排水之后，作用在前封端墙的压力变成了大气压力，于是作用在后封端墙上的巨大水压力（数万kN）就将管段推向前方，使接头胶垫产生第二次压缩变形。经两次压缩变形的胶垫，使管段接头具有非常可靠的水密性。

2.沉管隧道的特点

1) 对地质水文条件适应性强，施工方法简单。

2) 施工工期短，对航运干扰最小，施工质量容易保证。

3) 工程造价较低。

4) 有利于多车道和大断面布置。

5) 接头少、密实度高、隧道防渗效果好。

6) 具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。

3.了解沉管按材料的分类及优缺点

沉管按材料分为钢壳沉管和钢筋混凝土沉管

（1）钢壳沉管是钢壳与混凝土的组合结构。钢壳有单层和双层两种，单层钢壳管段的外层为钢板，内层为钢筋混凝土环；双层钢壳管段的内层为圆形钢壳，外层为多边形钢壳，内外层之间浇注抗浮压重混凝土。钢壳管段的内断面为圆形，外轮廓有圆形、八角形等多种，一般用于双车道，若需设4车道，则可采用双筒双圆形组合式断面。

优点：外轮廓断面为圆形或接近圆形，沉没完毕后，荷载作用下所产生的弯矩较小；管段的底宽较小，基础处理的难度不大；管段外壳为钢板，浮运过程中不易碰损；钢壳可在造船厂的船台上制作，充分利用船厂设备，工期较短。

缺点：管段的规模较小，一般为2车道，内径一般不超过10m；圆形断面的空间利用率低，且由于车道上方必须空出一个限界之外的空间，车道的路面高程不得不相应压低，使隧道的深度增加，基槽浚挖的量加大；管段耗钢量大，造价较高；钢壳存在焊接拼装的问题，防水质量不保证；钢壳本身的防锈问题尚未完善解决。

（2）钢筋混凝土沉管横断面多为矩形，可同时容纳2～8个车道，有的还设置有维修、避险、排水设施等的专用管廊。。矩形管段一般比圆形管段经济，故目前国内外多采用矩形沉管。

优点：隧道横断面空间利用率高，建造多车道（4～8车道）隧道时，优势显著；车道路面最低点的高程较高，隧道的全长相应较短，所需浚挖的土方量亦较小；不用钢壳防水，节约大量钢材；利用管段自身防水的性能，能做到隧道内无渗漏水。

缺点：需要修建临时干坞，征地搬迁及施工费用高；制作管段时，对混凝土施工要求严格，保证干舷和抗浮安全系数；须另加混凝土防水措施。

4.沉管结构浮力设计内容及计算要点

设计内容干舷选定和抗浮安全系数验算，目的是最终确定沉管结构的高度和外廓尺寸。（1）干舷计算方法：按最大的砼容重，最大的砼体积和最小的河水比重计算干舷

（2）抗浮安全系数K＝管段总重／管段排水重

K=1.05～1.10 管段沉放阶段K=1.2～1.5 管段使用阶段

设计计算时，应按最小的混凝土容重和体积，最大的河水比重计算各阶段的抗浮安全系数。

5.沉管变形缝设置要求

1)能适应一定幅度的线变形和角变形；

2)施工阶段能传递弯矩，使用阶段能传递剪力；

3)变形前后均能防水；

6.沉管基础处理方法

(一)先铺法：刮铺砂或石垫层。缺点是须有专用设备；须以设计高程和坡度在水底架设导轨；

刮铺完成后，回淤土和坍坡的泥土常覆盖在铺好的垫层上；在流速大、回淤快的河道上施工困难。适用于底宽较小的垫层。

(二)后填法：挖沟槽时，先超挖100cm，在沟槽底面安设临时支座，沉管沉设到支座上，待

对接完毕后，在沉管底部回填垫料。方法常见方法有灌砂法、喷砂法、灌囊法、压砂浆法、压混凝土法.适用于底宽较大的沉管工程。

7.软弱土层中的基础处理方法

1)砂置换软弱地层，缺点地震液化。

2)打砂桩并加荷预压：固结时间长，影响工期。

3)减轻沉管重量：不实用。

4)采用桩基：解决桩顶与管底接触问题。

第十章：基坑围护结构

1、桩墙围护体系:围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体厚度较小，通过墙体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系统平衡墙后的水土压力和维持边坡稳定。

重力式维护体系：一般指不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体厚度较大，通过墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。

2、基坑工程设计内容：（1）环境调查和基坑安全等级确定（2）围护结构选型

（3）围护结构设计计算（4）围护结构稳定性验算(5)节点设计

（5）降水设计（7）土方开挖方案（8）基坑监测要求及方案

3、围护结构选型的依据和布置应满足的要求：

依据：

1、规范规程

2、岩土工程勘察资料

3、工程环境条件：临近建筑、道路、地下管线、障碍物

4、主体工程设计资料：规模、特点、设计图纸

5、场地施工条件

6、地区工程经验

经综合比较，确保安全可靠前提下，选择切实可行、经济合理的方案。

遵循原则：

1、基坑围护结构构件不应超出用工程地范围；

2、基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常施工；

3、有条件时基坑平面形状尽可能采用受力性能好的圆形、正多边形和矩形。

4、了解弹性地基杆系有限单元法的计算原理

弹性杆系有限元法：围护结构作为一空间二维结构体来计算，土的作用则像弹簧地基梁

法一样，用土压力和土弹簧来代替．支撑或钳杆也用弹簧来代替，特点是可以考虑空间

结构的作用；

弹性地基法：围护结构简化为一单位宽度的竖放的弹性地基梁，梁受墙后土压力的作用，

土的作用则用一系列的土弹簧来代替，计算土弹簧刚度方法则可有e法、m法、c法等，

支撑或锚杆也可用一系列的弹簧来代替。山肩帮男法、弹性法和弹塑性法，该方法考虑了土、结构和支撑或锚杆的共同作用，结合增量法可以考虑复杂的施工过程，方法简便，关

键是土体弹簧刚度的确定，该方法是目前工程应用的主流方法，已足可以满足工程设计的

需要。

5、围护结构的形式：边坡支护结构、重力式支护结构、支（锚）撑式支护结构、中心岛支护结构、逆作法支护结构、中心岛、逆作混合支护结构、盖挖法支护结构（参考书P304）

6、基坑失稳破坏形式：（1）整体失稳破坏（2）承载力不足导致的破坏（3）基底滑动破坏（4）基地潜蚀、管涌（5）渗流（6）支档结构破坏（7）被动土压力丧失

7、桩式和重力式挡墙的稳定性验算内容。

桩式挡土墙：1围护结构和地基的整体抗滑稳定；2抗隆起稳定性验算；3抗渗流管涌稳定性；

4围护结构内力和变形计算

重力式挡墙：

1 、滑动稳定性验算；

2 、倾覆稳定性验算；3、土体整体滑动验算；4、坑底隆起验算；5.、管涌验算