搜索
3．根据围岩特性曲线和支护特性曲线，说明支护刚度和支护时间对围岩稳定性的影响规律。2．（18分）某深基坑工程，基坑开挖深度7.0m，采用板桩墙+锚杆支护结构形式，如下图所示，板桩墙墙高H=7.2m，墙背垂直，墙背外摩擦角δ=20°。墙后地表倾斜，倾斜角β=8°，上有均布荷载pk=8kN/m2，墙后土体重度γt=18kN/m3，内摩擦角φ=36°，黏聚力c=0kN/m2。由于板桩墙嵌固深度有限，板桩墙底端按照自由端考虑。分别在2.4m和4.8m深度处设置两排锚杆（即A、B两点距墙后地层表面的竖直距离分别为2.4m和4.8m），锚杆为普通砂浆锚杆，倾角为20°，锚杆水平间距为1.5m，锚杆钻孔直径为15cm。主动破裂面范围内考虑为自由段，主动破裂面范围外考虑为锚固段。锚杆截面抗拉强度足够，且锚杆与砂浆体之间的黏结强度足够。假定锚杆砂浆体与周围地层之间的界面的平均抗剪强度为100kPa。（1）（6分）试计算锚固点处单位宽度板桩墙的弯矩。（2）（6分）试计算两排锚杆的设计拉力。（3）（6分）试确定下排锚杆的最小长度（为了便于计算，该步中板桩墙的厚度忽略不计）。（单位：mm）地下结构工程试题和答案（一）地下结构工程试卷院(系)班级学号姓名一、填空题（每空1分，共20分）：1、地下结构的计算理论中以文克尔假定的基础局部变形理论以及弹性理论为基础的方法叫做。文克尔理论2、土层地下建筑结构的计算方法有：、、等。（写出3种即可）荷载结构法、地层结构法、工程类比法3、在无支护基坑竖直开挖分析中，坑壁自然稳定的最大临界深度与土的、、等力学性质有关。压缩性、抗剪能力、含水率4、地下水的处理方法可归结为两种：一种是，另一种是。排水法、堵水法5、全长粘结锚杆的锚固剂主要有：、和水泥卷等。树脂锚杆、聚氨酯锚杆、砂浆锚杆6、锚杆对围岩的加固作用主要体现在它的、、。悬吊作用、组合作用、挤压作用7、一般浅埋地下结构主要有：、、等结构形式。直墙拱形结构、矩形闭合结构和梁板式结构.8、沉管隧道基础处理方法的后填法有、、等。喷砂法、砂流法、压浆法二、简答题（每题5分，共40分）1、什么是SMW工法？此工法有何特点？答：SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法，即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等)，将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。特点：（1）施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。（2）钻杆具有螺旋推进翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，它比传统的连续墙具有更可靠的止水性。（3）它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。（4）可成墙厚度550-1300毫米，常用厚度600毫米；成墙最大深度目前为65米，视地质条件尚可施工至更深。（5）所需工期较其他工法短。在一般地质条件下，为地下连续墙的三分之一。（6）废土外运量远比其他工法少。2、简述沉井分类。P128答：沉井基础的分类：（1）按平面形状分为圆形沉井、矩形沉井、圆端形沉井；(2)按立面形状分为柱形、阶梯形；（3）按沉井的建筑材料分为混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井等。3、什么是盾构法施工？答：是一种较为先进的顶涵施工方法，是在保留传统顶涵施工，桥涵结构路侧预制工艺的基础上，对结构顶进支护方法进行了重大改革，将明挖开槽改为地下暗挖盾构支护，暗挖推进减低了施工对行车的影响。得分得分盾构由钢柱、钢梁、盾壳、子盾构、液压推进系统、辅助机构六大部分组成。装配在第一节框架桥前端的盾构，作为带土顶进时掘进面与路基的施工支护，同时也担负顶推导向。4、逆作法工艺优、缺点。答：逆作法工艺优点：（1）可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、上下层次多时，大约可节省工时1/3。（2）受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。（3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期。（4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。（5）一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。（6）由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。逆作法工艺缺点：逆作法支撑位置受地下室层高的限制，无法调整高度，如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。由于挖土是在顶部封闭状态下进行，基坑中还分布有一定数量的中间支承柱和降水用井点管，目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械,使挖土的难度增大。但这些技术问题相信很快会得到解决。5、软土深、大基坑开挖引起的土层位移有哪几部分组成？答：包括基坑深层土层水平位移、周边建筑物和地下管线向坑内发生水平位移等。6、基坑施工稳定和变形除了取决于土的特性外还与哪些因素有关？答：包括支护结构形式、支护结构的倾角、工程地质、水文地质、基坑环境、开挖深度、施工技术（工艺流程）、天气条件等。7、顶管法施工中，中继环作用机理是什么？答：中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。8、什么是深埋结构，什么是浅埋结构？答：埋深大于等于5米或埋深大于等于基础宽度的4倍的基础结构称为深埋结构；埋深在0.5米~5米之间或埋深小于基础宽度的4倍的基础结构称为浅埋结构。三、论述题（每题10分，共40分）1、写出无支护基坑竖直开挖临界深度的计算公式，并分析其临界深度与土体的什么性质有关？答：桩底端进入持力砂土层或硬粘土层时，桩底的极限阻力随着进入持力层的深度线性增加。达到一定深度后，桩底阻力的极限值保持稳值。这一深度称为临界深度.临界深度计算公式:临界深度临界深度与土的抗剪强度、土质、含水率、地基承载力、基坑的放坡等相关。2、分析新奥法和锚喷支护的联系和区别？答：新奥法和锚喷支护两者都可以增加围岩的稳定性，在地下工程中应用广泛。新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和得分喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。喷锚支护是指借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用(根据地质情况也可分别单独采用)加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、分离。3、沉井基础的特点是什么？简述沉井施工的主要步骤。答：沉井基础的特点：将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，先在地表制作成一个沉井，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自由作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。沉井施工步骤：（1）场地平整，铺垫木、制作底节沉井；（2）拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木；（3）均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕；（4）建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁；（5）下沉至设计标高，清基；（6）沉井封底处理；（7）施工井内设计和封顶等。4、地下水位的上升和下降分别会引起什么样的不良岩土工程问题？答：地下水位的上升的影响：（1）随着地下水位的上升，地下水与岩土体之间相互作用加强，导致地基岩土体承载力及抗碱性能的减弱，由此引发了诸如承载力降低、砂土液化、震陷加剧、土壤盐泽沼泽化、冻胀等一系列不良岩土工程问题，浅基础地基承载力降低；砂土地震液化加剧；建筑物震陷加剧。（2）岩土体产生变形、滑坡、崩塌、失稳等不良地质现象地下水位的下降往往会引起地表塌陷、地面沉降、海(咸)水入侵、地裂缝的复活与产生以及地下水源枯竭、水质恶化等一系列不良地质问题，并对建筑物产生不良影响。2、地下工程规划的原则是什么？（P31-32）答：1、基本原则人们在开发利用地下空间的过程中，所遵循的一些传统的原则，如：“人在地上，物在地下”，“人的长时间活动在地上，短时间活动在地下”、“人在地上，车辆在地下”等。2、适应原则适应原则是指城市地下空间开发利用的功能，亦即转入地下空间的城市功能，应当与地下空间的环境特性相适应，如与地下空间的热稳定性、环境易控性、高防护性等特点相适应。3、协调原则城市地下空间开发利用功能规划的协调原则有两个方面的含义，首先城市地下空间开发利用的总体功能，应与城市的职能相协调，其次，各种地下空间设施的功能应与其所处的城市功能区及周围的城市职能相协调。3、深埋隧道和浅埋隧道在顶部荷载计算上有什么不同？普氏理论和太沙基理论的基本假定是什么？他们有什么异同？（P63-71）答：假定：P63-P64浅埋：P67-P69深埋：P63-P654、直墙拱隧道和曲墙拱隧道各用于什么地层？答：直墙拱适用于岩石坚固系数3~7的坚硬地层，也可用于软土中小跨度的人防通道。直墙拱通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。一般适用于V，IV类围岩，有时也可用于III类围岩。曲墙拱适用于岩石坚固系数小于等于2，松散破碎，易于坍塌的地层。通常在III类以下围岩中，水平压力较大，地基条件较差，为了抵抗较大的水平压力可使用曲墙拱。如果岩石比较坚硬，又无涌水现象，底板可做成平板并与边墙分开。5、请你举出越江隧道修建的方法。答：修建越江隧道的常用工法有盾构法(或TBM法)、沉管法、钻爆法(包括矿山法和新奥法)、明挖围堰法，其中岩体水底隧道工法有钻爆法、TBM法，软土水底隧道通常采用明挖法、盾构法或沉管法施工。6、地下工程施工组织设计的原则和主要内容是什么？（P101）答：在施工组织设计中应遵循以下几项基本原则：1、保证重点，统筹安排，信守合同工期；2、科学、合理地安排施工程序，尽量多地采用新工艺、新材料、新设备和新技术；3、组织流水施工，合理地使用人力、物力和财力；4、恰当安排施工项目，增加有效的施工作业日数，以保证施工的连续和均衡；5、提高施工技术方案的工业化、机械化水平；6、采用先进的施工技术和施工管理方法；7、减少施工临时设备的投入，合理布置施工总平面图，节约施工用地和费用。内容：绘制场地施工平面图，确定分项工程的施工方法、施工流程和工艺标准；制定各级保证工程质量的技术措施，并加以贯彻执行以保证工程质量；制定安全施工技术措施，提出需设置的安全防火用电措施，确保建筑施工的安全；根据施工合同编制各分项工程进度计划，综合组织施工，控制总进度工期。7、试述地下工程施工平面图设计的内容和步骤。（P105）答：设计内容：1、建筑总平面上已建和拟建的地上和地下的一切建筑物、构筑物及其他设施、管线的位置和尺寸；2、为施工服务的临时性设施，包括施工用地范围，道路运输系统，材料仓库系统，预制品加工系统，行政管理和生活福利设施系统，水电管网系统，压缩空气和通风系统，取土和弃土地点，大型机械设备位置，安全、防火设施。3、永久性和半永久性建筑物的坐标位置或测量放线坐标。4、必要的图例、比例尺、方向和风向标记。设计步骤：1、确定运输道路、弃土地点、运输方式；2、确定为施工对象服务的大型垂直运输机械的布置位置；3、确定搅拌站、仓库和材料、构件堆场的位置；4、布置场内各种临时加工厂；5、布置场内临时道路并与场外道路接通；6、布置各种临时建筑物；7、布置水、电、风和压缩空气的管网；8、选择弃土地点；9、布置工地围墙和出入口，计算施工占地面积。8、试述山岭隧道的矿山法的优缺点，主要的开挖方法，开挖方法选用的主要依据是什么。（P109）答：优点：1、对于各种地质和几何形状的适应性，尤其是在交叉点、横通道、渡线和洞室处