岩土与地下工程专题第一部分岩土工程6.1 岩土工程概念《岩土工程基本术语标准》定义为：“土木工程中涉及岩石和土的利用、处理和改良的科学技术。

”中国大百科全书定义为：“土木工程的一个分支，以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础，涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。

”1. 地基由地壳中的物质（岩石或土）构成；它是土木工程的“根”，支承着上部结构。

●地壳：一般厚度为30~80km,构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。

●地基与地层（包括岩层）的区别地基是指受土木工程结构影响的那一部分地层。

2.土的基本工程特性土具有压缩性这是由土的三相组成决定的。

固相：固体颗粒（岩石碎屑、矿物颗粒）液相：孔隙中的水气相：孔隙中的气体；3 . 关于地基承载力的概念指保证在地基稳定条件下，地基压缩变形在房屋容许范围内时，地基单位面积上所能承受的最大荷载。

地基的强度条件要求是：4. 要计算地基即工程结构的最终沉降量，使其沉降量保证在规定的容许范围之内；地质勘察对建设场地的地质情况，认真进行勘察，通过钻孔取样了解土层、岩层的分布工程地质勘察报告的整理及阅读1勘察报告的内容 2场地地形图 3 勘探点的平面布置图 4工程地质剖面图 5地基各土层的物理力学性质总表 6提出有关地基基础设计参数如基础埋置深度、地基承载力、地下水位。

7根据场地地质资料进行综合分析，提出多种地基基础设计方案比较，为房屋结构设计和施工提供重要依据。

地基与基础工程深基础---桩基础桩Pile：指垂直或者稍倾斜布置于地基中，其断面相对其长度较小的杆状构件。

桩的功能：通过杆件的侧壁摩阻力和端阻力将上部结构的荷载传递到深处的地基上。

地基处理技术—强夯深基坑支护工程----排桩支护6.2 基础工程天然地基：天然土层，不对地基土做处理浅基础： (1)埋深小于5m的柱基或墙基， (2)埋深小于基础宽度的筏基、箱基，埋深大于5m， (3)不考虑侧面摩擦力人工地基：加固上部土层，提高承载力。

经过地基处理浅基础分类按基础的结构形式分类1) 单独基础: 柱下或墙下,土质较好独立基础的主要受力层深度 1.5b2) 条型基础墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连 3.0b3) 十字交叉基础 柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连4) 片筏基础 土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下有肋,板下处理5) 箱形基础 有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好6) 壳体基础6.3 地基处理一、 换土垫层法;二、压密法;三、排水固结法;四、 复合地基;五、加筋土机械压密静重碾压 冲击荷重压密夯板压密法：适用于填土、松砂荷湿陷性黄土,影响深度：1.5~2.5m强夯法:强夯设备：夯锤，起重机，脱钩装置加固机理：动态能量, 波的传播和密实固结加固效果：提高承载力、减小沉降量， 消除液化可能、消除湿陷性等优 缺 点：经济；噪音振动板压密 振动平板碾－级配砂或者砂、砾和粘性土的混合排水固结法 底层砂垫层铺设塑料排水板进场插塑板机定位安装插销上拔桩管至离地50cm下插桩管至标高移机至下一桩位回填桩孔切割排水板(外露30cm)插塑板机进场试插振冲桩复合地基振冲桩 (起源于德国,我国于70年代引入)(1)设备,振冲器d=270~420mm,l=2~3m, G=8~20KN(2)原理:振:偏心轮旋转,振动加密,使颗粒移动冲:高压水从中间穿过,土颗粒振浮液化固结4 深基坑工程第二部分 地下结构工程6.5 地下工程简介（1）概念：建造在岩石中、土中或水底下的建筑工程统称为地下工程。

⑵类型：按使用功能分为工业建筑工程（如工厂、电站）、民用建筑工程（如人民防空工程、地下商店、地下剧场）、交通运输工程（如地下铁道、铁路和公路隧道）、矿山建筑工程（如矿井）水工建筑工程（如输水道）、军事工程（如指挥所、通讯枢纽、军火库）和各种服务性设施。

⑶结构形式：地下建筑物可以构筑成隧道形式，也可以和地面房屋相似，在平面布局上采用棋盘式和房间式的布置，并可建成多层多跨的框架结构。

地下建筑物的横断面有各种不同形状。

最常见的有：圆形、矩形、拱顶直墙（包括厚拱薄墙）、拱顶曲墙、落地拱、穹顶直墙等平顶直墙;曲顶直墙⑷地下建筑物的特点：可作为有效的防空、防炸设施，形成恒温恒湿防震防振的环境，并能节约地面建筑占地。

但地质条件要求较高，施工困难、投资较高。

与岩（土）接触处必须有衬砌结构。

5)衬砌结构的作用：承受岩（土）层和爆炸等静力和动力荷载，并防止地下水和潮气的侵入。

⑹发展概况：●古代地下建筑：人类在原始时期就利用天然洞穴作为群居、活动场所和墓室。

●我国的地下储粮已有5000多年历史，敦煌、云岗、龙门三大石窟群也是我国古代杰出的地下建筑工程。

这个历史时期所谓地下建筑工程多局限于帝王贵人的陵墓和人类居住的窑洞。

●近代地下建筑●从英国1860年修建、1863年运营的第一条地下铁道算起，至今也只有140多年的历史。

由于战争频繁、城市人口增加、环境污染日益严重以及能源危机等因素的影响，地下建筑工程在一些国家得到迅速发展。

城市轨道交通：地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车⑵. 地铁的分类：按其所处的位置可分为:●浅埋地铁；将线路埋设在地面街道之下，线路走向受到城市地面建筑物的影响，线路顶部、地铁车站顶部要有最小的回填土层。

●深埋地铁；不受城市地面建筑物的影响，多数线路在平面上都为直线。

●地面地铁线路段:一般修建在居民较少的城郊。

●高架地铁线路段设置在用钢或钢筋混凝土建造的高架线路桥上。

⑶. 地铁建筑物的组成●地铁车站:类型有岛式车站、侧式车站、混合式车站。

●区间隧道:是连接各车站区的线路通道。

●出入口建筑物:有地面站厅、自动扶梯斜隧道、地面牵出线。

世界各国的大城市都非常重视地铁建设。

2000年前，距统计全世界已有81个城市的地铁投入运行，有30个城市的地铁正在修建和设计中。

我国除了北京有地铁外，改革开放后，上海、广州、深圳等城市的地铁建设也迅速发展起来。

到目前2015年，中国将有37座城市拥有地铁。

我国自50年代初开始，修建了大量的防空地下建筑工程。

这些工程可作为地下餐厅、商店、医院等。

战争时期则可改建为人防指挥所和民房掩蔽所。

6地下铁道⑴概念：地下铁道（地铁）是指在城市地下由电力机车牵引的铁路，是解决大城市交通拥挤的大量、快速、安全运送乘客的现代交通工具，在战时还起到防护的作用。

上海规划在2020年将建成10条轻轨铁路和6条地铁，共同组成市区和近郊的快速便捷的交通网。

6.7 隧道工程包括：铁路隧道,道路隧道,水底隧道特点：穿越天然障碍,地质条件复杂多变,施工技术要求高、难度大主要施工方法●明挖法或围堤明挖法（敞口开挖基坑，修建隧道后覆填）●钻眼爆破法（适用于硬岩中开挖隧道）●盾构法：盾构为一钢制圆筒，周边设置千斤顶推向前方。

●顶管法●沉管法：多用于水底隧道。

著名铁路隧道●狮球岭隧道是中国最早建成的铁路隧道，位于台湾省基隆经台北至新竹窄轨铁路的基隆与七堵之间，全长261米。

隧道于1887年从南北两端同时开工。

●八达岭隧道是中国自行设计和施工的第一座越岭隧道，位于（北）京包（头）铁路青龙桥车站附近。

这座单线隧道全长1091米，由我国杰出的工程师詹天佑亲自规划督造，1907年开工，在中国技术人员和工人的努力下，仅用18个月，于1908年竣工。

●关角隧道青藏铁路开通前已开通运营的海拔最高的铁路隧道以“难”著称的隧道：南岭隧道（湖南）中国已通车的最长双线电气化铁路隧道:大瑶山隧道中国第一座重载铁路双线隧道：军都山隧道，位于北京市延庆县东南，燕山北麓米花岭隧道是中国已通车的最长单线电气化铁路隧道，位于南昆铁路经过的广西壮族自治区田林县板桃乡境内，全长9392米。

中国铁路瓦斯含量最高的长大隧道：家竹箐隧道,位于南昆铁路秦岭隧道中国最长的铁路隧道，位于西（安）（安）康铁路青岔车站和营盘车站之间，由两座基本平行的单线隧道组成，两线间距为30米，其中Ⅰ线隧道全长18460米；Ⅱ线隧道全长18456米。

风火山隧道是世界海拔第一高的铁路隧道，位于青藏铁路青海境内青藏高原可可西里“无人区”边缘，全长1338米，轨面海拔4905米，是世界上海拔最高的隧道，也是青藏铁路重点控制工程。

著名海底隧道目前，全世界已建成和计划建设的海底隧道有20多条，主要分布在日本、美国、西欧、中国的香港九龙等地区。

从工程规模和现代化程度上看，当今世界最有代表性的跨海隧道工程，莫过于英法隧道和日本青函隧道。

英法隧道横贯多佛尔海峡，从英国的福克斯通到法国的桑加特，把英伦三岛与欧洲大陆连接起来。

隧道由两股火车隧道和一股工作隧道构成，全长53公里，海底部分37公里。

该隧道已于1995年建成通车青岛胶州湾海底隧道南接黄岛区的薛家岛街道办事处，北连青岛主城区的团岛，下穿胶州湾湾口海域。

隧道全长约7800米，其中海底段隧道长约3950米。

设双向六车道，设计车速80公里/小时。

由于英伦海峡隧道把欧洲大陆与英伦三岛联系起来,再乘座高速列车(E u r o s t a r欧洲之星),从伦敦到巴黎仅需要3小时,穿越英吉利海峡仅需要20分钟.。