地下结构工程-浅埋
的地下结构
主讲教师 ： 穆保岗
第05章
5 浅埋的地下结构
当垂直土压力和水平土压力均随着深度
增加而增加时，则为浅埋式结构.
浅埋的地下结构包括附建式的地下室结
构（防空地下室）、隧道的引道结构和
一般的浅埋结构.
本章着重讨论矩形浅埋式结构的设计与
计算原理 .
防空地下室
大量的住宅和公共建筑物在修建时，按
照国家的规定，按比例修建的具有一定
防护要求的建筑物地下室。
承受上部地面建筑传来的静荷载,承受核
爆炸冲击波的动力荷载;
平战结合；
一般采用梁板结构、板柱结构、箱形结
构、壳体结构等结构形式。
地道
引道结构
城市道路系统中立交地道、水底隧道的峒
门与地面间的连接段 ，是一种纵向变高度
的堑壕。
（1）.墙型支挡结构
应用广泛的是薄壁型挡墙，又可分为悬臂
式和扶壁式挡墙。
（2）.槽形支挡结构
(a)悬臂式挡墙 （b）扶壁式挡墙
图5－1 薄壁型挡墙
其他：
重力型、半重力型（块石、素混凝土制
成）、钢筋混凝土薄壁挡墙、加筋土型
支挡结构、拉锚型支挡结构、地下连续
墙型支挡结构。
槽形支挡结构 （整体式引道结构）
静定结构，其形状与船坞类似，
其设计需要先进行抗浮稳定计算，然后进行结构的强度计算。
一般浅埋结构
浅埋的地铁车站、地铁通道、地下工厂、
地下医院、指挥所等，应用广泛。
一般采用明挖法施工。
为直墙拱、矩形框架和梁板式结构 。
一般浅埋结构结构形式
直墙拱
半圆拱、割圆拱和抛物线拱
矩形闭合框架
(a)单跨(b)双跨(c)隔墙开设孔洞
(d)梁柱体系(e)多层多跨地下厂房
梁板式结构
矩形闭合框架的计算
矩形闭合框架的结构计算通常包括荷载、内
力及截面计算，必要时尚应进行抗浮计算。
荷载计算
静荷载:自重土压力和地下水头压力；
活荷载:施工活荷载、车辆设备等荷载 ；
特定荷载 :常规武器甚至核武器作用下的冲
击荷载。
顶板荷载：
(1). 上部覆土重力
(2). 水压力：
(3). 顶板自重：
(4). 特载
顶板总荷载为三者与特载之和：
底板荷载
直线分布，底板上的荷载为结构整体自
重、顶板传下的荷载与特载之和，即:
侧墙荷载
侧墙上的荷载包括有水平向土压力，水
压力和特载。
——折减系数，依土体透水性而定；对于砂土
对于粘土
图5－5荷载示意图
内力计算
可将地基视作弹性半无限平面，作为弹
性地基上的框架进行分析。
简化，本节将弹性地基上的反力作为荷
载作用在闭合框架底部，按照一般平面
框架计算 。
1）计算简图视为平面应变问题，
图5－7 计算简图及简化
框架的顶底板厚度都比内隔墙大得多，中隔
墙的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承
受轴力的二力杆，
图5－8 纵梁和柱计算简图
本讲要点
了解浅埋结构的结构形式；
掌握矩形闭合框架的计算简图。
2）截面选择
计算超静定结构内力时需要知道截面尺
寸，这在设计前是不知道的。所以只有
根据经验假定各个截面的尺寸，进行内
力计算，然后验算截面是否合适。若不
合格，重复上述过程，直至所设截面合
适为止
3)计算方法
采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，
则以力矩分配法为简便。
(1).当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点
上加设集中力.
(2).线位移的确定，一般情况下，框架有几孔
就有几个独立的线位移。
浅埋式结构上特载的值远大于其他荷载，，而
且，特载的值的计算是非常粗略的，因此并非
非常精确。
集中力的施加
截面计算
以现行钢筋混凝土结构设计规范为准。
特载与其他荷载组合：
按照弯矩和轴力对构件承载力进行验算时，
需要考虑动力荷载作用下材料强度的提高；
按剪力和扭力对构件进行承载力验算时，
则不考虑材料强度的提高。
设有支托的框架结构
地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底
板均按照偏压构件进行截面验算。
抗浮计算
为结构自重、设备重量及上部覆土
重之和，但对箱体施工完毕后工况，仅
考虑结构自重；
为浮力。
构造要求
配筋形式
混凝土保护层厚度
保护层最小厚度常比地面结构增加5-
10mm。通常可按照“混凝土结构设计规
范”（GB50010-2002）规定采用，其环
境类别应属b类。
横向受力钢筋
钢筋直径选取32mm以下，钢筋的间距一
般不大于200mm，不小于70mm，以方
便施工。表5－1 最小钢筋配筋率(%)
项
次
分类
混凝土强度等级
<C20 C25-C40 C50-C60
1
轴心受压构件的全部
受压钢筋
2
偏心受压及偏心受拉构件
的受压钢筋
3
受弯构件偏心受压及偏心
受拉构件的受拉钢筋
纵向分布钢筋
.4纵向分布钢筋
在纵向截面，一般配置分布钢筋，以减少混凝
土的收缩、温差和不均匀沉降的影响。
纵向分布钢筋的截面面积，一般不应小于受力
钢筋截面积的10％，同时，纵向分布钢筋的配
筋率对顶底板不宜小于%；侧墙不宜小于
％。
箍筋
一般可不配置箍筋
项次
板和墙厚
（mm）
1
2
3
4
150
200
250
300
200
300
350
500
刚性节点构造
增加斜托，斜托的斜度控制在1：3左右比较
合适。转角部分的钢筋布置如图。
变形缝的设置
伸缩缝和沉降缝 ，
变形缝的间距在
30m左右。
嵌缝式：结构内部
槽中填以沥青胶或
由环氧树脂和煤焦
油合成的环煤涂料
等，也可以在外部
贴防水层。
贴附式
将厚度为6～8mm的橡胶平板用钢板条及螺栓固定在
结构上即可。
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。
埋入式
大型工程中普遍采用
埋入式变形缝 ，在
浇捣混凝土时，把橡
胶或塑料止水带埋入
结构中，防水效果可
靠，但橡胶老化问题
需要改进。
如果防水要求很高，承受较大水压时，
可以采用上述三种方法的组合，称为混
合式，效果良好，但施工程序多，造价
高。
本讲要点
了解构造要求；
理解变形缝的设置方法。
