某地下通道设计

目录1、概述……………………1工程地质与水文地质…………13、主要技术标准……………14、采用的主要设计规范和标准…………………15、主要设计原则……………26、隧道结构设计……………26.1衬砌结构拟定………26.2荷载计算………………36.3内力计算………………36.4截面验算，确定截面尺寸与钢筋配置………………67、基坑支挡结构设计……………………97.1板桩入土深度计算……………………97.2顶撑计算与选择……………………107.3板桩厚度计算……………………118、结构防排水设计……………………119、土建结构主要建筑材料……………………1110、通道施工方案…………………1111、施工过程……………1112、施工场地布置……………1213、主要工种与劳动力组织……………………1214、通道施工注意事项…………131、概述1、将某浅埋地下通道结构进行结构设计。2、确定结构构件的截面尺寸。3、确定结构的计算简图。4、各构件的荷载、内力及配筋计算。5、手绘和计算机绘制结构配筋图。2、工程地质与水文地质隧道处于地下水位以上，上覆土层分三层，分别为土层容重（N/）粘结力（kPa）内摩擦角（。）杂填土砂质粘土黄土1030454235323、主要技术标准通行界限：通道净宽5M，净高3.5M，隧道基础垫层300mm，隧道底离地面9.5m主要设计荷载：公路Ⅰ级汽车荷载，人群荷载。安全等级：主体结构安全等级为一级。主体结构设计使用年限为100年。结构防水等级：主体结构防水等级为一级。结构不允许渗水，表面无湿渍4、采用的主要设计规范和标准1)城市人行天桥与人行地道设计规范CJJ69-982)城市道路设计规范CJJ37-903)城市桥梁设计荷载标准CLL77-984)混凝土结构设计规范GB50010-20025)建筑地基基础设计规范GB50007-20026)《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-20077)《公路隧道设计规范》JTGD70-20048)《地下工程防水技术规范》GB50108-20089)建筑基坑支护技术规程JGJ120-9910)《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-19995、主要设计原则人行过街通道的平面布置、梯道走向、出口位置、施工方法、建成后的管理等设计应本着"以人为本"的设计理念，并按以下原则进行设计：1）整体布置合理、通行顺畅舒适、功能完备。2）路口道路人行道范围内市政管线较多，通道出口应尽量避开管线，以保持人行道、绿化带的完整，减少管线迁改。3）沿包河大道的梯道纵坡应考虑推行自行车的需要。4）通道内设水泵房，出口雨水汇集至集水井后抽排至地面市政管网。5)通道内设一般照明和应急照明。6）通道内进行必要的装修，通道口不设雨棚，保持路口范围通视良好。6、隧道结构设计6.1衬砌结构拟定拟定衬砌结构断面，如图1所示衬砌采用钢筋混凝土结构。混凝土用C30级，自重γ0=25KN/m3，立方体抗压强度设计值fc=14.3N/mm2，抗拉强度设计值ft=1.43N/mm2。受力钢筋采用HRB335级，抗拉强度设计值fy=300N/mm2，抗压强度设计值fy′=300N/mm2，构造筋采用HPB235级。6.2荷载计算6.2.1竖向荷载计算地面超载取KPa垂直土压力KPa顶板自重KPa顶板压力KPa底板压力KPa6.2.2水平荷载计算根据朗肯土压力公式计算水平荷载，顶板处水平压力KPa底板处水平压力KPa6.3内力计算衬砌结构采用对称配筋，使顶板与底板配筋对称，左右墙配筋对称。用结构力学求解器进行内力计算，计算简图如图2所示。计算程序如下：结点,1,0,0结点,2,-2.75,0结点,3,-2.75,4.65结点,4,0,4.65单元,1,2,1,1,1,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,1单元,3,4,1,1,1,1,1,1结点支承,4,5,90,0,0结点支承,1,6,90,0,0,0单元荷载,3,3,106250,0,1,90单元荷载,2,5,13170,0,0,185/465,90单元荷载,1,3,110650,0,1,90单元材料性质,1,3,-1,-1,0,-1,-1图SEQ图\*ARABIC2 衬砌结构计算简图弯矩图、剪力图、轴力图分别见图3、4、5。图SEQ图\*ARABIC3 衬砌结构弯矩图图SEQ图\*ARABIC4 衬砌结构剪力图图SEQ图\*ARABIC5 衬砌结构轴力图6.4截面验算，确定截面尺寸与钢筋配置6.4.1正截面抗弯承载力验算隧道顶板与底板跨中设计弯矩为253.9KN·m，支座处设计弯矩为：KN·m。隧道侧墙设计弯矩为148.6KN·m。取混凝土保护层厚度mm，则mm。查表得，，。最小配筋率%正截面抗弯设计计算见表1。表SEQ表\*ARABIC1 正截面抗弯设计计算表位置顶板跨中顶板支座侧墙外侧设计弯矩M（KN·m）253.9148.6148.60.0710.0410.0410.9630.9790.9790.074<0.5500.042<0.5500.042<0.550计算配筋面积（mm2）175710121124实配钢筋Φ25@250Φ25@300Φ25@300实配钢筋面积（mm2）196414731473配筋率0.49%>0.22%0.29%>0.22%0.29%>0.22%根据规范，侧墙内侧竖向受力钢筋及水平分布钢筋按构造要求配，选用φ16钢筋。墙水平和竖向分布钢筋配筋率不宜小于0.20%，则：竖向分布筋间距mm，取mm。水平分布钢筋间距mm，取mm。根据规范，板纵向分布钢筋根据构造配，选用φ16钢筋。单位宽度内配筋面积不宜小于受力方向跨中板底钢筋截面面积的1/3，则板纵向分布钢筋间距mm，取mm。6.4.2斜截面抗剪承载力验算由剪力图可知板的剪力设计值为389.34KN。根据混凝土结构设计规范（GB50010—2010）6.3.3条规定，（<800，取=800），KN>V=389.34KN，故抗剪承载力满足要求。6.4.3正截面抗压承载力验算根据轴力图，顶板与底板轴力非常小，故仅对侧墙进行抗压验算即可。侧墙所受轴力设计值为292.19KN。m=509mmmmmm，取，取mm<（满足要求）mm<mmmm<mm故不考虑墙内侧钢筋的受压承载力进行验算。<（满足要求）=51.33mm<mm（满足要求）故抗压承载力满足要求。综上所述，截面配筋满足要求，衬砌结构配筋图见附图。7、基坑支挡结构设计基坑采用连续钢板桩支护。7.1板桩入土深度计算先假设板桩入土深度为2m。基坑支护计算简图见图6作用在支护上的附加荷载为2kPaKPaKPaKPaKPa=-29.84KPaKPa=15.51KPaKPaKPa基坑底面以下始终有：=31.99KPa>0故取基坑底面为设计弯矩零点。取1m宽的支护结构进行计算。图SEQ图\*ARABIC6 基坑支护计算简图KN，KN，m，m，m，m，m，mKNKN·m>0满足要求，故钢板桩入土深度取2.0m。7.2顶撑计算与选择作用在顶撑上的轴力为40.84KN/m。顶撑选择为9mm厚φ500的钢管，间距取5m。则顶撑的正应力为N/mm2远远小于钢材的屈服应力，故顶撑满足要求。7.2板桩厚度计算由板桩弯矩图可以看出，最大正弯矩出现在的作用点，则支护结构所受最大弯矩为KN·m板桩设计弯矩KN·m钢板桩选择6505409的热轧U型钢板桩，钢材牌号为Q235级，强度设计值为215N/mm2，每延米板面抗弯刚度为2318cm3。则N/mm2<215/mm2故钢板桩强度满足要求。8、结构防排水设计通道结构防水等级为一级，结构不允许渗水，表面无湿渍。结构防排水设计原则：“以防为主，多道设防”。结构防水强调衬砌混凝土结构自防水，为此应采取有效技术措施，保证混凝土达到规范规定的密实性、抗裂性、耐久性。通道结构防排水具体措施如下：隧道外围设置两毡两油防水层，内部墙，顶涂料粉刷，底板为料石铺面。结构变形缝、施工缝采用专门的防水措施。9、土建结构主要建筑材料主体结构：C30、P8防水混凝土明挖基坑支护：连续钢板桩，拉森式钢板桩钢筋：ＨＰＢ２３５钢筋（Ｉ级钢筋）、ＨＲＢ３３５级（ＩＩ级钢筋）10、通道施工方案经现场踏勘通道采用“明挖法”施工，结构衬砌采用钢筋混凝土矩形断面结构，现浇模注施工，结构外全包铺设自粘性防水卷材。施工期间明挖基坑范围的既有道路需向两侧临时改移，隧道施工结束后回填基坑，既有道路恢复原位。明挖基坑范围的部分埋深较大的雨、污管线需迁改至道路两侧，路口范围部分管线埋深较浅但位于施工开挖基坑范围，施工时需进行悬吊或临时加固。11、施工过程本工程采用明挖顺做法施工。主要的步骤为：开挖基坑（同时施作基坑支护）施作底版垫层施作地板及部分侧墙防水层和保护层浇注底版混凝土施作侧墙混凝土浇注顶板混凝土施作顶板防水层和保护层回填土并恢复路面12、施工场地布置平面布置力求科学、合理，充分利用有限的场地资源，最大限度的满足施工需要，确保既定的质量、工期、安全生产、文明施工四大目标的实现。根据现场平面布置图和现场的实际情况，按场地内原来的排水坡向，对场地进行平整，修筑宽3.5米现场临时道路。现场路基铺100毫米厚砂夹石，压路机压实，路面浇100毫米厚C15混凝土，纵向坡高2%。为了保证现场材料堆放有序，堆放场地将进行硬化处理，即钢筋、模板、砂石料、砖、周转料场等浇成一块面积较大的砼场地。材料尽可能按计划分期、分批、分层供应，以减少二次搬运。主要材料的堆放，应严格按照《施工现场平面布置图》确定的位置堆放整齐。13、主要工种与劳动力组织序号工种数量备注1木工152钢筋工103混凝土工204电焊工3有证5架工6有证6普通工107机械工28机修工29起重工2有证10电工311测量放线312工地气焊工213管理人员8有证14总计8614、通道施工注意事项施工前应对地下管线及地面设施作充分调查核实，尤其对影响地道埋深和出口布置的控制管线，应逐一核实其类型、埋深、位置、尺寸。对施工过程中需迁改、加固保护的管线应事先和主管部门取得联系。如通道施工开挖遇到富水砂层地段，建议采取预注浆加固地层措施封堵地下水，不宜采取抽排降水措施，以控制地面沉降。衬砌混凝土施工要做到捣固密实，防止出现蜂窝麻面，并特别注意变形缝、施工缝的施工质量，衬砌混凝土的质量是结构防水体系的基础。通道施工应贯彻"安全、优质、快速、文明"。安全：即把安全