钢筋混凝土

第一章地面建筑部分一栋建筑的施工是一个复杂的过程，为了便于组织施工，我们常将建筑的施工划分为若干分部和分项工程。地面建筑是日常寄居和生活的场所，我们所建造的地基和基础等都是为这一部分服务的，为这一部分服务的，所以这一部分的结构和质量对我们建筑设计和施工来说很重要。第一节概述地面建筑部分是由很多部分及工程部位组成。其中建筑地面和地面建筑是其中最重要的部分。建筑地面是指建筑物底层地面（地面）和楼面地面（楼面）的总称，其中还包括室外散水、明沟、踏步、台阶和坡道等附属工程。
建筑地面是人们进行生活、工作、生产等各种活动直接接触和视觉能直接触及到的部位，对人们的心理感受和健康有着重要影响。地面承受着各种物理、化学作用。因此要满足人们的使用要求，建筑地面必须具有保护结构层、提供良好的使用功能、满足一定的装饰要求等特点。
建筑地面工程是建筑装饰装修工程的重要部位。地面由基层和面层两部分组成。基层包括基土、垫层或为了找坡、隔声、保温、防水或敷设管线等功能需要而设置的找平层、隔离层、填充层等。
地面工程除面层外各构造层均为隐蔽工程，工程量大、工序多，在实际操作过程中，因其危害性小而检查工作量大雨经常被忽视：因此对地面工程施工工序、产品、工序交接及隐蔽工程质量检查等环节上要加强巡视监督控制，以避免出现工程质量问题。例如检查各层的强度等级、密实度等试验报告和测定记录；有防水等要求的重要部位检查蓄水检验记录，并抽查复验认定，防水层施工时宜设旁站监督控制点。
第二节建筑结构
建筑结构是工程的重要施工部分，建筑的结构变化无穷，形式多样，随着在美观和用途及安全上的要求而形成风格和结构上的不同。一个建筑的完成要经过实地勘察，计算分析，规划设计，现场施工，建筑装修，质量检测等程序才能完工。这次我们是认识实习，我们也只是从表面上去了解建筑的外部结构和特征。这次我们所看到的结构类型只有三种及框架结构，砖混承重墙结构和框架砖混混合结构。框架结构一般都用于商业和公众设施建筑，有比较大的空间和安全要求。而砖混结构是生活小区家庭寄居的主要房屋结构，没有比较大的空间要求，另一方面它也没有承重方面的高要求，因为他的承重面上只有一般的固定载荷和较轻动载荷。混合结构是为了适应两方面的需要，一般是酒店和宾馆的建筑。底下几层是大厅，餐厅和客厅以及娱乐厅等，上面是客房或者写字间等，因此这样的结构及经济又安全。我们实习的地点建筑

结构框架结构有河南理工大学4#餐厅，体育馆和图书馆。我们学校的教学楼和礼堂超市都也是抗八级地震的框架结构。砖混结构有我们学校新校区学生宿舍，教师公寓解放中路原市委南院，南通远大南苑住宅小区和中森小区。混合结构有北校区临街学生宿舍，南苑小区和中森小区的临街楼房以及云达国贸工程。
框架结构一般是比较大的建筑和大厦以及国防工程。他们是由桩基础支撑柱，柱支撑梁，梁支撑板。梁上是隔离墙或者玻璃等轻型材料，仅仅起一种隔离作用，并不支撑上部结构。
3.2砖墙构造
3.2.1砖墙材料
砖墙是用砂浆将一块块砖按一定技术要求砌筑而成的砌体，其材料是砖和砂浆。
1、砖
砖按材料不同，有粘土砖、页岩砖、粉煤灰砖、灰砂砖、炉渣砖等；按形状分有实心砖、多孔砖和空心砖等。其中常用的是普通粘土砖。
普通粘土砖以粘土为主要原料，经成型、干燥焙烧而成。有红砖和青砖之分。青砖比红砖强度高，耐久性好。
我国标准砖的规格为240mm×115mm×53mm砖长：宽：厚=4：2：1(包括10mm宽灰缝），标准砖砌筑墙体时是以砖宽度的倍数，即115+10=125mm为模数。
2、砂浆
砂浆是砌块的胶结材料。常用的砂浆有水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆和粘土砂浆。
（1）水泥砂浆由水泥、砂加水拌和而成，属水硬性材料，强度高，但可塑性和保水性较差，适应砌筑湿环境下的砌体，如地下室、砖基础等。
（2）石灰砂浆由石灰膏、砂加水拌和而成。由于石灰膏为塑性掺合料，所以石灰砂浆的可塑性很好，但它的强度较低，且属于气硬性材料，遇水强度即降低，所以适宜砌筑次要的民用建筑的地上砌体。
（3）混合砂浆由水泥、石灰膏、砂加水拌和而成。既有较高的强度，也有良好的可塑性和保水性，故民用建筑地上砌体中被广泛采用。
（4）粘土砂浆是由粘土加砂加水拌和而成，强度很低，仅适于土坯墙的砌筑，多用于乡村民居。它们的配合比取决于结构要求的强度。3.2.2砖墙的组砌方式
为了保证墙体的强度，砖砌体的砖缝必须横平竖直，错缝搭接，避免通缝。同时砖缝砂浆必须饱满，厚薄均匀。常用的错缝方法是将顶砖和顺砖上下皮交错砌筑。每排列一层砖称为一皮。常见的砖墙砌式有全顺式（120墙）[如图]，一顺一顶式、三顺一顶式或多顺一顶式、每皮顶顺相间式也叫十字式（240墙），两平一侧式（180墙）等（砖墙的组砌方式如图）。砖墙的组砌方式3.2.3墙体细部构造
墙体的细部构造包括门窗过梁、窗台、勒脚、散水、明沟、变形缝、圈梁、构造柱和防火墙等。
一、门窗过梁
过梁的形式有砖拱过梁、钢筋砖过梁和钢筋

混凝土过梁三种。
1、砖拱过梁
砖拱过梁分为平拱和弧拱。由竖砌的砖作拱圈，一般将砂浆灰缝做成上宽下窄，上宽不大于20mm，下宽不小于5mm。砖不低于MU7.5，砂浆不能低于M2.5，砖砌平拱过梁净跨宜小于1.2m，不应超过1.8m，中部起拱高约为1/50L。
2、钢筋砖过梁
钢筋砖过梁用砖不低于MU7.5，砌筑砂浆不低于M2.5。一般在洞口上方先支木模，砖平砌，下设3~4根φ6钢筋要求伸人两端墙内不少于240mm，梁高砌5~7皮砖或≥L/4，钢筋砖过梁净跨宜为1.5~2m（如图）。钢筋砖过梁构造示意3、钢筋混凝土过梁
钢筋混凝土过梁有现浇和预制两种，梁高及配筋由计算确定。为了施工方便，梁高应与砖的皮数相适应，以方便墙体连续砌筑，故常见梁高为60mm、120mm、180mm、240mm，即60mm的整倍数。梁宽一般同墙厚，梁两端支承在墙上的长度不少于240mm，以保证足够的承压面积。
过梁断面形式有矩形和L形。为简化构造，节约材料，可将过梁与圈梁、悬挑雨篷、窗楣板或遮阳板等结合起来设计。如在南方炎热多雨地区，常从过梁上挑出300~500mm宽的窗楣板，既保护窗户不淋雨，又可遮挡部分直射太阳光（如图）。钢筋混凝土过梁的形式
二、窗台（如图）
窗台构造三、墙脚
底层室内地面以下，基础以上的墙体常称为墙脚。墙脚包括墙身防潮层、勒脚、散水和明沟等。
1、勒脚
勒脚是外墙墙身接近室外地面的部分，为防止雨水上溅墙身和机械力等的影响，所以要求墙脚坚固耐久和防潮。一般采用以下几种构造做法（如图3-12）。
（1）抹灰：可采用20厚1：3水泥砂浆抹面，1：2水泥白石子浆水刷石或斩假石抹面。此法多用于一般建筑。
（2）贴面：可采用天然石材或人工石材，如花岗石、水磨石板等。其耐久性、装饰效果好，用于高标准建筑。
（3）勒脚采用石材，如条石等。
2、防潮层
（1）防潮层的位置（如图）：墙身防潮层的位置（2）墙身水平防潮层的构造做法常用的有以下三种：
第一，防水砂浆防潮层，采用1：2水泥砂浆加水泥用量3%-5％防水剂，厚度为20~25mm或用防水砂浆砌三皮砖作防潮层。此种做法构造简单，但砂浆开裂或不饱满时影响防潮效果。
第二，细石混凝土防潮层，采用60mm厚的细石混凝土带，内配三根φ6钢筋，其防潮性能好。
第三，油毡防潮层，先抹20mm厚水泥砂浆找平层，上铺一毡二油，此种做法防水效果好，但有油毡隔离，削弱了砖墙的整体性，不应在刚度要求高或地震区采用。
如果墙脚采用不透水的材料（如条石或混凝土等），或设有钢筋混凝土地圈梁时，可以不设防潮层。
3、散水与明沟
房屋四周可采取散水或明沟排除雨水。当

屋面为有组织排水时一般设明沟或暗沟，也可设散水。屋面为无组织排水时一般设散水，但应加滴水砖（石）带。散水的做法通常是在素土夯实上铺三合土、混凝土等材料，厚度60~70mm。散水应设不小于3%的排水坡。散水宽度一般0.6~1.0m。散水与外墙交接处应设分格缝，分格缝用弹性材料嵌缝，防止外墙下沉时将散水拉裂。散水整体面层纵向距离每隔6~12m做一道伸缩缝。
明沟的构造做法可用砖砌、石砌、混凝土现浇，沟底应做纵坡，坡度为0.5%~1%，宽度为220~350mm。
四、变形缝（构造如图）变形缝构造图变形缝有伸缩缝、沉降缝、防震缝三种。
1、伸缩缝（或温度缝）
伸缩缝是在长度或宽度较大的建筑物中，为避免由于温度变化引起材料的热胀冷缩导致构件开裂，而沿建筑物的竖向将基础以上部分全部断开的垂直缝隙。有关规范规定砌体结构和钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距一般为50~75mm。伸缩缝的宽度一般为20~40mm。
2、沉降缝
为减少地基不均匀沉降对建筑物造成危害，在建筑物某些部位设置从基础到屋面全部断开的垂直缝称为沉降缝。
（1）沉降缝一般在下列部位设置：
当同一建筑物建造在地基承载力相差很大时；建筑物高度或荷载相差很大，或结构形式不同处；新建、扩建的建筑物与原有建筑物紧相毗连时。
（2）沉降缝的缝宽
沉降缝的缝宽与地基情况和建筑物高度有关，其沉降缝宽度一般为30~70mm，在软弱地基上其缝宽应适当增加。
3、防震缝
防震缝是为了防止建筑物的各部分在地震时相互撞击造成变形和破坏而设置的垂直缝。防震缝应将建筑物分成若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。
（1）防震缝的位置
建筑平面体型复杂，有较长的突出部分，应用防震缝将其分简单规整的独立单元；
建筑物（砌体结构）立面高差超过6m，在高差变化处须设防震缝；
建筑物毗连部分结构的刚度、重量相差悬殊处；
建筑物有错层且楼板高差较大时，须在高度变化处设防震缝。
防震缝应与伸缩缝、沉降缝协调布置。
（2）防震缝宽
防震缝宽与结构形式、设防烈度、建筑物高度有关。在砖混结构中，缝宽一般取50~100mm，多（高）层钢筋混凝土结构防震缝最小宽度（见下表）。多（高）层钢筋混凝土结构防震缝最小宽度
结构体系建筑高度H≤15m建筑高度H＞15m，每增高5m加宽
7度8度9度
框架结构、框--剪结构70203350
剪力墙结构50142335五、墙身的加固
1、壁柱和门垛
当墙体的窗间墙上出现集中荷载，而墙厚又不足以承担其荷载；或当墙体的长度和高度超过一定限度并影响到墙体稳定性时，常在墙身局部适当位置增设凸出墙面的壁柱以

提高墙体刚度。壁柱突出墙面的尺寸一般为120mm×370mm、240mm×370mm、240mm×490mm或根据结构计算确定。
当在较薄的墙体上开设门洞时，为便于门框的安置和保证墙体的稳定，须在门靠墙转角处或丁字接头墙体的一边设置门垛，门垛凸出墙面不少于120mm，宽度同墙厚（如图）。壁柱和门垛2、圈梁
（1）圈梁的设置要求
圈梁是沿外墙四周及部分内墙设置在楼板处的连续闭合的梁，可提高建筑物的空间刚度及整体性，增加墙体的稳定性。减少由于地基不均匀沉降而引起的墙身开裂。对于抗震设防地区，利用圈梁加固墙身更加必要。
（2）圈梁的构造
圈梁有钢筋砖圈梁和钢筋混凝土圈梁两种。
钢筋砖圈梁就是将前述的钢筋砖过梁沿外墙和部分内墙一周连通砌筑而成。钢筋混凝土圈梁的高度不小于120mm，宽度与墙厚相同（圈梁的构造如图）。
圈梁构造
当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁，其配筋和混凝土强度等级均不变（如图）。
附加圈梁3、构造柱
钢筋混凝土构造柱是从构造角度考虑设置的，是防止房屋倒塌的一种有效措施。构造柱必须与圈梁及墙体紧密相连，从而加强建筑物的整体刚度，提高墙体抗变形的能力。
（1）构造柱的设置要求
由于建筑物的层数和地震烈度不同，构造柱的设置要求也不相同。
（2）构造柱的构造（如图）
构造柱的构造构造柱马牙槎构造图
a.构造柱最小截面为180mm×240mm，纵向钢筋宜用4φ12，箍筋间距不大于250mm，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过六层、8度时超过五层和九度时，纵向钢筋宜用4φ14，箍筋间距不大于200mm；房屋角的构造柱可适当加大截面及配筋。
b.构造柱与墙连结处宜砌成马牙槎，并应沿墙高每500mm设2φ6拉接筋，每边伸人墙内不少于1m（如构造柱马牙槎构造图）。
c.构造柱可不单独设基础，但应伸入室外地坪下500mm，或锚入浅于500mm的基础梁内。过梁类型作用设置位置构造要点
①门垛保证墙身稳定和门框安装门洞一般应设门垛，特别是在墙体转折处或丁字墙处门垛宽度同墙厚，门垛长度一般为120mm或240mm(不计灰缝)
②壁柱使之与墙体共同承担荷载和稳定墙身墙体受到集中荷载或墙体过长(如240mm厚，长超过6m)时，应增设壁柱尺寸应符合砖规格而且应考虑到灰缝的错缝要求
③圈梁增加房屋的整体刚度和稳定性，减轻地基不均匀沉降对房屋的破坏，抵抗地震力的影响屋盖处必须设置，楼板处隔层设置，当地基不好时在基础顶面也应设置截面不小于120mm×240mm
主要沿纵墙设置，内横墙大约10～15m设置一道
④构造柱增强房屋刚度、防止房屋倒塌的一种加固措施。外墙四

角、错层部位横墙与外纵墙交接处、较大洞口两侧、大房间内外墙交接处最小截面尺寸为240mm×180mm，竖向钢筋一般用4φ12，钢箍间距不大于250mm
第二章基础工程第一节概论
第二节浅基础
浅基础类型
一般而言，基础多埋置于地面以下，但诸如码头桩基础、桥梁基础、半地下室箱形基础等均有一部分在地表之上。通常把位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋置深度虽超过5m，但小于基础宽度的大尺寸基础（如箱形基础），统称为天然地基上的浅基础。
在桥梁结构中，对于无冲刷河流，埋置深度是指河底或地面至基础底面的距离；有冲刷河流是指局部冲刷线至基础底面的距离。
如果地基属于软弱土层（通常指承载力低于100kPa的土层），或者上部有较厚的软弱土层，不适于做天然地基上的浅基础时，也可将浅基础做在人工地基上。
天然地基上的浅基础埋置深度较浅，用料较省，无需复杂的施工设备，在开挖基坑、必要时支护坑壁和排水疏干后对地基不加处理即可修建，工期短、造价低，因而设计时宜优先选用天然地基。当这类基础及上部结构难以适应较差的地基条件时才考虑采用大型或复杂的基础形式，如连续基础、桩基础或人工处理地基。
按基础刚度分类1、刚性基础
刚性基础是由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。
2．扩展基础
当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础。
墙下钢筋混凝土扩展基础示意图
柱下扩展基础和墙下扩展基础一般做成锥形和台阶形。对于墙下扩展基础，当地基不均匀时，还要考虑墙体纵向弯曲的影响。这种情况下，为了增加基础的整体性和加强基础纵向抗弯能力，墙下扩展基础可采用有肋的基础形式。(c)有肋的扩展基础
(b)台阶形
(a)锥形
扩展基础的形式
　二、按构造分类
浅基础按构造类型可分为四种：
1．单独基础：在建筑中，柱的基础一般都是单独基础。柱下单独基础
2．条形基础：墙的基础通常连续设置成长条形，称为条形基础。墙下条形基础
　3．筏板基础和箱形基础：当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力要求时，往往需要把整个房屋底面（或地下室部分）做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏板基础。为了增加基础板的刚度，以减小不均匀沉降，高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称为箱形基础。筏板基础
(a)、(b)平板式；(c)、(d)肋梁式箱形基础
4．

壳体基础：为改善基础的受力性能，基础的形式可不做成台阶状，而做成各种形式的壳体，称做壳体基础。
、倒锥组合壳基础
第三章基础工程第二节浅基础减少不均匀沉降的措施
　地基的不均匀沉降会造成建筑物的开裂，影响其使用功能的发挥，因此，设计中必须考虑如何防止或减轻不均匀沉降造成的危害。
浅基础设计和计算应该兼顾地基和基础两方面进行，主要内容包括：
1．天然地基设计：选择基础埋置深度；确定地基承载力；验算地基变形和地基稳定性。
2．基础设计：选择基础类型和材料；计算基础内力；确定基础各部分尺寸、配筋和构造。
一、建筑措施
1．建筑物体型应力求简单建筑物高差太大而开裂
当地基软弱时，建筑物的紧接高差以不超过一层为宜 2．控制建筑物的长高比
二层以上的砌体承重房屋，当预估的最大沉降量超过120mm时，长高比不宜大于2.5。建筑物开裂实例
——纵墙的长高比达7.6的过长建筑物
　3．合理布置纵横墙——外纵墙多次转折，内纵墙中断的建筑物
地基不良时，应尽量使内、外纵墙都贯通
4．设置沉降缝沉降缝构造示意图
(a)、(b)适用于砌体承重结构房屋；(c)适用于框架结构房屋
　5．合理安排建筑物间的距离
　6．控制与调整建筑物的各部分标高
二、结构措施
1．减轻建筑物的自重
2．在墙体内设置圈梁圈梁中断时的处理
　3．减小和调整基础底面附加应力基础尺寸不妥当引起的损坏
4．采用非敏感结构
三、施工措施
1．保持地基土的原状结构
2．选择合理的施工方法
3．合理安排施工顺序
第三章基础工程第三节深基础
　位于地基深处承载力较高的土层上，埋置深度大于5m或大于基础宽度的基础，称为深基础，如桩基、地下连续墙、墩基和沉井等。深基础的两种类型——桩基础与墩基础
桩基础
　桩的分类
桩可根据桩身材料、施工方法、成桩过程中挤土效应、承载性状及使用功能等进行分类。
1．按桩身材料分类
按桩身材料不同，可将桩划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其它组合材料桩。
a.木桩b.预制混凝土桩c.预制混凝土管桩g.复合桩
　2．按施工方法分类
按施工方法可分为预制桩、灌注桩两大类。d.e.f.混凝土灌注桩
3．按成桩过程中挤土效应分类
随着桩的设置方法（打入或钻孔成桩等）的不同，桩周土所受的排挤作用也很不相同。挤土作用会引起桩周土天然结构、应力状态和性质的变化，从而影响土的性质和桩的承载力。
对桩按设置效应分为三类：挤土桩、小

量挤土桩和非挤土桩。
4．按承载性状分类
轴向荷载作用下的竖直桩，按达到承载力极限状态时的荷载传递主要方式，可分为(a)端承型桩和(b)摩擦型桩两大类，如下图所示。
沉管灌注桩施工过程:就位——沉套管——开始灌注混凝土——下钢筋骨架继续浇灌混凝土——拔管成型
地下连续墙
　地下连续墙的优点是刚度大,既挡土又挡水,施工时无振动,噪音低,可用于任何土质。施工过程：利用专用的挖槽机械在泥浆护壁下开挖一定长度（一个单元槽段）——挖至设计深度并清除沉渣——插入接头管——吊入钢筋笼——导管浇注混凝土——待混凝土初凝后拔出接头管——逐段施工。
　地下连续墙在成槽之前先要沿设计轴线施工导墙，导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口塌方、存蓄泥浆和作为测量的基准。
第三章基础工程第三节深基础沉井基础
为了满足结构物的要求，适应地基的特点，在土木工程结构的实践中形成了各种类型的深基础，其中沉井基础，尤其是重型沉井、深水浮运钢筋混凝土沉井和钢沉井，在国内外已有广泛的应用和发展，如我国的南京长江大桥。
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公路铁路两用双层钢架连续桥梁，跨度160米，铁路桥总长6,772米，
1968年建成，该桥的建成是中国修建深水基础桥梁工程的一项重大突破。
　沉井按下沉方式分类
（1）就地制造下沉的沉井
这种沉井是在基础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基础位置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉。水上筑岛下沉沉井
　（2）浮运沉井
在深水地区，筑岛有困难或不经济，或有碍通航，或河流流速大，可在岸边制筑沉井拖运到设计位置下沉，这类沉井叫浮运沉井。
沉井按外观形状分类
沉井按外观形状分类，在平面上可分为单孔或多孔的圆形、矩形、圆端沉井及网格形沉井。圆形沉井受力好，适用于河水主流方向易变的河流。矩形沉井制作方便，但四角处的土不易挖除，河流水流也不顺。圆端形沉井兼有两者的优点也在一定程度上兼有两者的缺点，是土木工程中常用的基础类型。沉井平面形式
沉井竖直剖面外形主要有竖直式、倾斜式及阶梯式等。采用哪种形式主要视沉井需要通过的土层性质和下沉深度而定。沉井竖直剖面形式
第三章地下工程
下建筑的地下室部分也归为地下建筑。一小部分露出地面，大部分处于岩石或土层中的建筑物和构造物常称为半地下工程。地下工程的主体是地下建筑。地下建筑包括交通运输方面的城市地下铁道、铁路隧道、公路隧道、地下停车场、过街或穿越障碍的各种地下通道，工业与民用的各

种地下车间、电站、矿井、储藏库、商店、人防与市政地下工程，以及文化、体育、娱乐与生活等方面的地下建筑体，还包括军事方面的地下设施。
由于人们对地下空间的要求越来越大，地下建筑得到迅猛发展，但也造成地下空间的匮乏，故从20世纪后期，人们将地下空间列为一种资源，并象其它资源一样加以规划、保护和利用。地下空间资源包括三方面的含义：1天然存在的资源蕴藏总量；2在一定条件下可供合理开发的资源总量；3在一定历史时期内可供有效利用的地下空间总量。
我们在实习期间也同样见到了这方面的实例.有9月2号实习地南苑小区的人防工程和地下车库，赵固一矿的三个矿井和云达国贸的地下室工程。
地下建筑工程一般有以下部分组成：
洞室开挖工程、洞室支护工程、室内建筑及防排水工程、专业设备安装工程和洞口设施及配套工程等。
地下建筑的类型有多种分类，常见的有：
1按使用功能分类：军事建筑、交通建筑、城市基础设施、地下采掘空间、地下工厂或车间、地下仓储设施和地下民用设施。
2按断面形状分类：直墙拱形、曲墙拱形、其他有矩形、方形等。
3按所处的地质条件分类：岩体地下洞室和土体地下洞室。
4按埋置深度分类：当h/b=a时为深埋地下建筑，当h/b=a时为浅埋地下建筑。
地下建筑有下列优特点：
优点：提高土地利用率，提高交通通行率，具备特殊的防护能力和隔音和隔振。
缺点：景观和自然光线受限制，出入和通行受限制，可视性受限制，不良的心里反应，受场地限制，防水问题和施工较困难。
第一节地下工程概论
地下工程是在岩土中建设的不同用途的工程，包括各类隧道和洞室工程。他们是修建在岩体与土体中的地下建筑。一项建筑工程的建设要经过可行性研究、设计、施工、投产等阶段，其中设计是一项涉及科学、技术、经济和方针政策等各方面内容的工作。一个工程建设项目在建设时期和生产时期的效果，在很大程度上取决于其设计和施工的质量。
同地面工程结构物的区别是，地下建筑工程，不但要用建筑材料，而且首先要在承载的且变化难测的岩体中靠开挖地下空间，这无疑增加设计和施工的难度。所以无论设计还是施工都特别重视支护系统。地下建筑工程施工，是在地下作业，其工作面狭小，且作业场所不断延伸，工作对象是称作岩体的地质体，不稳定的客观因素多。施工过程是一个技术难度不断增加，作业条件逐渐恶化的复杂过程。虽受外界气候条件影响较小，可受地质条件的影响较大。
第二节地下建筑工程的施工程序
施工程序问题涉及到整个地下建筑物

施工的全过程，要求在总体规划的基础上，安排各部位、各工种的先后施工顺序，以保证均衡、连续、有节奏地完成各项作业。
一、平洞的施工程序
开挖和衬砌（支护）是平洞施工的两个主要施工过程。处理好平洞开挖与临时支撑、平洞开挖与衬砌或支护的关系，以便各项工作在狭小的工作面上有条不紊地进行。
(一)平洞施工工作面（一）平洞的开挖程序
平洞开挖有全断面开挖、断面分部开挖和导洞开挖等方法。
（1）全断面开挖
全断面开挖是将平洞整个断面一次开挖成洞。衬砌或支护施工，须待全洞贯通以后或掘进相当距离以后进行，并视围岩开挖后允许暴露时间和总的施工安排而定。
全断面开挖一般适用于围岩坚固稳定，对应f≥8～10，有大型开挖衬砌设备的情况。目前国内外的全断面开挖高度一般为8~10m，主要由使用的多臂钻凿岩机或全断面掘进机的工作高度（直径）控制。采用全断面开挖方法，洞内工作场面比较大，施工组织因工作面宽而比较容易安排，施工干扰也较易解决，有利于提高平洞施工速度。
（2）断面分部开挖
断面分部开挖是将整个断面分成若干层（通常为二层或三层），分层开挖推进，分部开挖适用于围岩较差、洞径过大的平洞开挖。
如果围岩比较稳定，洞线又不太长，可先分部开挖掘进，贯通以后再进行衬砌；在地质条件较差，围岩允许暴露时间不宜过久条件下，可以采用上部开挖一段以后，将顶拱衬砌支护好，再进行下部开挖，以策安全。
分部开挖的主要优点是不一定需要大型设备，就能进行大断面洞室的开挖，比较机动灵活，能适应地质条件的变化。采用分部开挖、分部衬砌支护的措施，使施工组织比较复杂，施工速度受到影响。
断面分部开挖从开挖形态上通常分为台阶法开挖和导洞法开挖。
（二）平洞衬砌或支护施工
平洞开挖以后，除地质条件特别好，一般都要进行衬砌或支护。
若地质和设备条件允许，应尽量减少断面衬砌的分缝分块数目。
断面衬砌的顺序，常见的有自下而上、自上而下两种方式。前者先衬砌底拱（底板），后衬砌边拱（边墙）、顶拱，或边顶拱一次衬砌；后者先衬砌顶拱，在顶拱防护下衬砌边拱（边墙）、底拱（底板）。自下而上衬砌多用于地质条件较好的场合，自上而下衬砌适合于围岩自承能力较差的情况。
一般说来，当平洞沿线地质条件较好，断面不大，洞线不长时，多采用一次开挖或分部开挖成洞，然后进行衬砌支护的方式。如果开挖时遇到局部危岩，可用锚杆、挂网、喷混凝土或其它措施如木支架进行临时支撑。对于围岩较差的平洞，通常是按先拱

后墙，先分部开挖拱部，随即在拱部断面中修筑拱圈，然后在拱圈的防护下开挖中部断面，修筑（边墙）和底拱（底板）。
三、地下厂房的施工程序
上世纪70年代以前，大断面地下厂房开挖多采取多导洞分层施工方法。自从鲁布革水电站地下厂房开始，大都采用喷锚支护技术、岩锚吊车梁结构和大型施工机械，简化了分部开挖程序，加快了施工进度。
地下厂房施工时通常可分为顶拱、主体和交叉洞等三大部分。
在松散破碎的不良地层中施工时，宜采用插钎、插板、喷锚支护或预灌浆等方法，先加固以后，再分部开挖，分部衬砌，并注意尽量减少对岩体的扰动。
四、竖井和斜井的施工程序
水利水电工程中的竖井和斜井包括调压井、闸门井、出线井、通风井、压力管道和运输井等。
1．竖井
竖井施工有全断面法和导井法。
（1）全断面法竖井的全断面施工方法一般按照自上而下的程序进行，该法施工程序简单，但施工时要注意：①做好竖井锁口，确保井口稳定；②起重提升设备应有专门设计，确保人员、设备和石渣等的安全提升；③涌水和淋水地段要做好井内外防水排水设施；④围岩稳定性较差或在不良地层中修筑竖井，宜开挖一段衬砌一段，或采用预灌浆方法加固后再进行开挖、衬砌；⑤井壁有不利的节理裂隙组合时，要及时进行锚固。
(2)导井法导井法施工是在竖井的中部先开挖导井，其断面一般为4～5m2，然后再扩大开挖。扩大开挖时的石碴，经导井落入井底，由井底水平通道运出洞外，以减轻出碴的工作量。
2．斜井
斜井是指倾角为6o～48o的斜洞。倾角小于6o的洞室，其施工条件与平洞相近，可按平洞的方法施工；倾角大于48o的洞室，施工条件与竖井相近，可按竖井的要求考虑。
第二节钻孔爆破法开挖
地下建筑物开挖,目前广泛采用钻孔爆破法.
一、钻孔爆破设计
钻爆设计的主要任务是：
①确定开挖断面的炮孔布置，包括各类炮孔的位置、深度及方向；
②确定各类炮孔的装药量、装药结构及堵孔方式；
③确定各类炮孔的起爆方法和起爆顺序。
1.炮孔类型
开挖断面上的炮孔，按作用的不同，分为：
①淘槽孔；②崩落孔；③周边孔。2.炮孔深度
炮孔深度的确定，主要与开挖断面的尺寸、掏槽型式、岩层性质、钻机型式、自有面数目和循环作业时间的分配等因素有关。
合理的炮孔深度，能提高爆破效果，降低开挖费用和加快掘进速度。
二、钻孔爆破开挖轮廓的控制
地下建筑物采用钻孔爆破法开挖，其轮廓控制主要取决于周边孔的布置及其爆破参数的选择。为了降低糙率，减少回填和整修工程量，目前洞挖作

业的轮廓控制普遍推广光面爆破。其施工方法是沿设计开挖线布置小孔径、密间距的周边孔，采用低密度、低爆速、低猛度和高爆力的光爆炸药，不耦合连续装药或间隔装药，进行弱震爆破，炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的光爆层，形成光面。
三、钻孔爆破循环作业
循环作业的主要工序一般有：钻孔准备、钻孔、装药、设备撤离、起爆、通风排烟、安全检查、临时支撑、出渣准备、出渣、延长运输线路和风水电管线等。
第三节掘进机开挖
全断面隧道掘进机(TunnelBoringMachine,简写为TBM)是一种专用的开挖设备。它利用机械破碎岩石的原理，完成开挖、出碴及混凝土（钢）管片安装的联合作业，连续不断地进行掘进。
一、掘进机的类型和工作原理
根据破碎岩石的方法，掘进机大致可分为挤压式和切削式两种类型。
根据掘进机的作业面是否封闭可分为开敞式、单护盾和双护盾掘进机。
掘进机一般由刀盘、机架、推进缸、套架、支撑缸、皮带机及动力间等部分组成。掘进时，通过推进缸给刀盘施加压力滚刀旋转切碎岩体，由装在刀盘山的集料斗转至顶部通过皮带机将岩渣运至机尾，卸入其它运输设备运走。为了避免粉尘危害，掘进机头部装有喷水及吸尘设备，在掘进过程中连续喷水、吸尘。掘进机开挖方向的控制，多采用激光制导。
二、掘进机的应用及其优缺点
目前已生产的掘进机大多适用于圆形断面，地质条件良好、岩石硬度适中、岩性变化不大的隧洞。对于非圆形断面隧洞的开挖，通常通过调整刀盘倾角来实现的。掘进机一般多用于平洞的全断面开挖。
掘进机开挖与传统钻爆法比较，具有许多优点。它利用机械切割、挤压破碎，一能使掘进、出碴、衬砌支护等作业平行连续地进行，工作条件比较安全，节省劳力，整个施工程能较好地实现机械化和自动控制；在地质条件单一、岩石硬度适宜的情况下，可以提高掘进速度；掘进机挖掘的洞壁比较平整，断面均匀，超欠挖量少，围岩扰动少，对衬砌支护有利。
掘进机开挖的主要缺点有：
（a）设备复杂，设备昂贵，设备安装费时。
（b）掘进机不能灵活适应洞径、洞轴线的走向、地质条件与岩性等方面的变化。
（c）刀具更换、风管送进、电缆延伸、机器调整等辅助工作等占用时间较长。
（d）掘进机掘进时释放大量热量，工作面上环境温度较高，因此要求有较大的通风设备。
由此可见，选择掘进机掘进方案，必须结合工程具体条件，通过技术经济比较确定
第四节衬砌施工
混凝土和钢筋混凝土衬砌的施工，有现浇、预填骨料压浆和预制安装等方法。
现浇衬砌施工

，和一般混凝土及钢筋混凝土施工基本相同。下面仅就洞室施工的特点，作一些说明。1．平洞衬砌的分缝分块及浇筑顺序
平洞由于很长，纵向通常要分段进行浇筑。当结构上设有永久伸缩缝时，可以利用永久缝分段。当永久缝间距过大或无永久缝时，则应设施工缝分段。分段长度一般为4－18m，视平洞断面大小、围岩约束特性以及施工浇筑能力等因素而定。
分段浇筑的顺序有：①跳仓浇筑；②分段流水浇筑；③分段留空档浇筑等不同方式。
衬砌施工在横断面上也常分块进行。一般分成底拱（底板）、边拱（边墙）和顶拱。横断面上浇筑的顺序，正常情况是先底拱（底板），后边拱（边墙）和顶拱，其中边拱（边墙）和顶拱，可以连续浇筑，也可以分块浇筑，视模板型式和浇筑能力而定。后两种饶筑顺序，由于在浇筑顶拱、边拱（边墙）时，混凝土体下方无支托，应注意防止衬砌的位移和变形，并做好分块接头处反缝的处理，必要时反缝要进行灌浆。
2．平洞衬砌模板
平洞衬砌模板的型式依隧洞洞型、断面尺寸、施工方法和浇筑部位等因素而定。
对底拱而言，当中心角较小时，可以象底板浇筑那样，不用表面模板，只立端部挡板，混凝土浇筑后用型板将混凝土表面刮成弧形即可。当中心角较大时，一般采用悬挂式弧型模板。
浇筑边拱（边墙）、顶拱时，常用桁架式或钢模台车。
3．衬砌的浇筑
隧洞衬砌多采用二级配混凝土。对中小型隧洞，一般采用斗车或轨式混凝土搅拌运输车将混凝土运至浇筑部位；对大中型隧洞，则多采用3~6m3的轮式混凝土搅拌运输车运输。在浇筑部位，通常用混凝土泵将混凝土压送并浇入仓内。
4衬砌的封拱
平洞的衬砌封拱是指顶拱混凝土即将浇筑完毕前将顶拱范围内未充满混凝土的空隙和预留的进出口窗口予以浇筑、封堵填实的过程。
封拱方法多采用封拱盒法和混凝土泵封拱。
封拱盒封拱，在封拱前，先在拱顶预留一小窗口，尽量把能浇筑的两侧部分浇好，然后从窗口退出人和机具，并在窗口四周立侧模，待混凝土达到规定强度后，将侧模拆除凿毛之后安装封拱盒。封堵时，先将混凝土料从盒侧活门转入，再用千斤顶顶起活动封门板，将盒内混凝土压入待封部位即告完成。
混凝土泵封拱的施工程序是：①当混凝土浇至顶拱仓面时，撤出仓内各种器材，尽量筑高两端混凝土；②当混凝土达到与进人孔齐平时，仓内人员全部撤离，封闭进人孔，同时增大混凝土的坍落度（达14～16cm），加快混凝土泵的压进速度，连续压送混凝土；③当排气管开始漏浆或压入的混凝土量已超过预计方量

时，停止压送混凝土；④去掉尾管上包住预留孔眼的铁箍，从孔眼中插入防止混凝土塌落的钢筋；⑤拆除导管；③待顶拱混凝土凝固后，将外伸的尾管割除，并用灰浆抹平。
５．压浆混凝土施工压浆混凝土又称预填骨料压浆混凝土，它是将组成混凝土的粗骨料预先填入立好的模板中，尽可能振实以后，再利用灌浆泵把水泥砂浆压入，凝固而成结石。这种施工方法适用于钢筋稠密、预埋件复杂、不容易浇筑和捣固的部位。洞室衬砌封拱或钢板衬砌回填混凝土时，用这种方法施工，可以明显减轻仓内作业的工作强度和干扰
第五节喷锚支护
喷锚支护是喷混凝土支护、锚杆支护、喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等不同支护型式的统称。它是地下工程支护的一种新型式，亦是新奥地利隧道工程法（新奥法）的主要支护措施。
一、喷锚支护原理
喷锚支护是充分利用围岩的自承能力和具有弹塑变形的特点，有效控制和维护围岩稳定的新型支护。它的原理是把岩体视为具有粘性、弹性、塑性等物理性质的连续介质，同时利用岩体中开挖洞室后产生变形的时间效应这一动态特性，适时采用既有一定刚度又有一定柔性的薄层支护结构与围岩紧密粘结成一个整体，以期既能对围岩变形起到某种抑制作用，又可与围岩“同步变形”来加固和保护围岩，使围岩成为支护的主体，充分发挥围岩自身承载能力，从而增加了围岩的稳定性。
二、喷锚支护型式
根据围岩不同的破坏形态采用不同的支护型式。围岩的破坏形态主要可归纳为局部破坏和整体破坏。
1.局部破坏：通常采用锚杆支护，有时根据需要加作喷混凝土支护。
2.整体破坏：常采用喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等不同支护型式。
三、锚杆支护
锚杆是锚固在岩体中的杆件，用以加固围岩，提高围岩的自稳能力。工程中常用锚杆有金属锚杆和砂浆锚杆，其锚固方式基本分为集中锚固和全长锚固，锚杆的布置有局部锚杆和系统锚杆。
四、喷混凝土施工
喷混凝土是将水泥、砂、石等集料，按一定配比拌和后，装入喷射机中，用压缩空气将混合料压送到喷头处，与水混合后高速喷到作业面上，快速凝固而成一种薄层支护结构。
喷混凝土的施工方法有干喷和湿喷。
干喷时，将水泥、砂、石和速凝剂加微量水干拌后，用压缩空气输送到喷嘴处，再与适量水混合，喷射到岩石表面。也可以将干混合料压送到喷嘴处，再加液体速凝剂和水进行喷射。这种施工方法，便于调节水量，控制水灰比，但喷射时粉尘较大。湿喷是将

集料和水拌均以后送到喷嘴处，再添加液体速凝剂，并用压缩空气补给能量进行喷射。湿喷法主要改善了喷射时粉尘较大的缺点