体育文化公园配套排水管网施工图变更工作井消能井深基坑支护设计

体育文化公园配套排水管网施工图变更工作井消能井深基坑支护设计第一册(共一册)（岩土工程）工程项目名称：体育文化公园配套排水管网工程工程设计阶段：施工图变更工作井消能井深基坑支护方案设计33241概述 页共45页2.4.4地基持力层评价场地土层厚度一般0.0～5.00m，最大厚度13.00n，填土主要为松散～稍密状，地基均匀性较差，大多素填土堆积年限一般在1～5年左右，填土具有一定的承载力，若采用填土作为持力层，应进行换填或夯实处理，承载力应满足设计要求。粉质粘土遇水易软化，均匀较差，若粉质粘土作为持力层，应进行换填或夯实处理，承载力应满足设计要求。强风化基岩风化裂隙发育，均匀性较差，但强风化基岩具有一定的承载力，拟建管道承载力较小，强风化基岩可作为管道和竖井基座的基础持力层。下部中风化基岩为砂岩、砂质泥岩、页岩，均匀性较好，是较为理想的基础持力层。2.4.5地下水作用评价场区内地下水分为松散层孔隙水、基岩裂隙水。地下水主要接受大气降水、给、排水管网破损渗漏及附近施工用水入渗补给，具有补给条件复杂、短途径流、就近排泄、无一定的方向性的特点。地层地下水位及开挖涌水量受季节及降水作用影响明显。场地沿线人工填土厚薄不均，透水性好，易形成上层滞水，在雨季地下水位将抬升，易造成填土湿陷沉降，降低地基土层的承载力。施工时应做好地表排水措施，完善场区内地表水及地下水的疏排放系统，防止其渗入地下软化基础持力层。表2.4-2各深基坑工点地下水形式建筑物底标高m平场后最大土层厚度m地下水形式1#工作井219.1813松散层孔隙水8#消能井203.9013松散层孔隙水和基岩裂隙水3基坑开挖支护方案设计3.1设计标准井壁采用C30混凝土浇筑，钢筋采用HRB400。边坡及基坑安全等级均为一级；根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表5.3.2，该项目边坡稳定安全系数Fst取1.25；结构重要性系数γ0取1.1；抗震设防烈度为6度。考虑到结构计算时混凝土强度达不到设计强度，养护周期比较短，混凝土的强度达不到设计强度就要开挖下一节，故计算时将混凝土强度进行折减，采用C15强度混凝土。3.2结构分析接收井或者工作井护壁采用逆做法施工，工作井内空尺寸为6.6m，最小壁厚450mm。消能井的内空尺寸为3.9*2.9m，最小壁厚450mm。根据地勘资料，开挖后将形成土质边坡及岩土混合边坡。土质井井壁受土体静止土压力作用，选取直径2m，深度11.14m的8#消能井（2#竖井）进行分析算。岩土混合井井壁受岩土界面土体下滑力作用，取直径7.6m，深度12.81m的1#工作井（1#竖井）进行分析算。计算断面选取纵剖面。3.2.1岩土混合井井壁分析验算3.2.1.11#工作井局部纵断面图如图3.2-1所示：图3.2-1#1竖井局部纵断面图1°岩土下滑力分析采用传递系数隐式解计算剩余下滑力，安全系数Fst取1.25。最右土条块的剩余下滑力可按照下式计算：其中：Ei—第i条块的剩余下滑力（kN）；Ti—第i条块自重引起的下滑力（kN）；Ri—第i条块抗滑力（kN），包括自重分力在滑面引起的摩擦阻力和黏聚阻力；ψi—传递系数；L—滑面长度（m）；θ—滑面倾角（°）。列表计算#6竖井周围土条块的剩余下滑力：表3.2-1#6竖井周围土条块剩余下滑力计算表土条编号ΣGLθcΦTRψFstEkNm°kPa°kNkNkN1499.15.98142512120.74252.4361.011.25-81.2122309.517.0392512361.29910.610.961.25-449.33904.884.99192512294.6306.611.25-379.92°井壁土层段侧向土压力计算根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），主动土压力按下式进行计算：其中：Ea—相应于荷载标准组合的主动土压力合力（kN/m）；Ka—主动土压力系数；H—挡土墙高度（m）；γ—土体重度（kN/m3）；g—地表均布荷载标准值（kN/m2）；δ—土对挡土墙墙背的摩擦角（°），可取1/2内摩擦角；β—填土表面与水平面的夹角（°）；α—支挡结构墙背与水平面的夹角。图3.2-2土压力计算简图表3.2-2#6竖井周围土压力计算表αβφδcHγKqηKaEak°°°°kPamkN/m3kN/m9002713.51012.3120.8100.575906.11经计算，侧向土压力为906.11N/m，其水平向分力大于剩余下滑力379.9kN/m的水平向分力。故此井受侧向土压力控制。3.2.2土质井井壁分析验算图3.2-3#2竖井局部纵断面图8#消能井属于土质基坑，井护壁主要受水平荷载为主动土压力，按三角形分布模型分析。3.3工作井及接收井结构计算3.3.1#1工作井1设计资料1.1基本信息圆形水池形式:敞口浮托力折减系数1.00裂缝宽度限值0.20mm抗浮安全系数1.10水池的几何尺寸如下图所示:1.2荷载信息地面活荷载:5.00kN/m2活荷载组合系数:0.90荷载分项系数:自重:1.20其它恒载:1.27地下水压:1.27其它活载:1.40荷载准永久值系数:顶板活荷载:0.40地面堆积荷载:0.50地下水压:1.00温(湿)度作用:1.00活载调整系数:地下水压:1.00其它活载:1.00不考虑温度作用不考虑温度材料强度折减1.3混凝土与土信息土天然重度:21.00kN/m3土饱和重度:21.50kN/m3土内摩擦角ψ:27.0度地基承载力特征值fak=200.00kPa基础宽度和埋深的地基承载力修正系数ηb=0.00、ηd=1.00混凝土等级:C10纵筋级别:HRB400混凝土重度:25.00kN/m3配筋调整系数:1.20纵筋保护层厚度:位置顶板(mm)池壁(mm)底板(mm)上侧(内侧)-4040下侧(外侧)-40402计算内容（1）荷载标准值计算（2）抗浮验算（3）地基承载力计算（4）内力及配筋计算（5）裂缝计算（6）混凝土工程量计算3荷载标准值计算底板：荷载计算按地基净反力底板面积Ab=π(R＋t＋Le)2=3.14×(3.300＋0.50＋0.00)2=45.36m2池壁面积As=π((R＋t)2－R2)=3.14×((3.300＋0.50)2－3.3002)=11.15m2池壁外圆面积At=45.36m2恒荷载:池壁自重pk=(γc×H×As)/Ab=(25.00×12.010×11.15)/45.36=73.81kN/m2活荷载:池壁静止土压力系数K0=1-sinψ=0.45恒荷载:池内水作用pw=γw×hw=10.00×1.500=15.00kN/m2池外土作用(池底)pep=γ土×(Hb－t2)×K0=21.00×(12.810－0.80)×0.45=94.71kN/m2活荷载:地面活荷载qm=q×Ka=10.00×0.38=3.76kN/m24地基承载力验算:计算基础底面的压力：池壁内壁圆面积:Aic=πR2=3.14×3.3002=34.21m2池壁外壁圆面积:At=π(R＋t)2=3.14×(3.300＋0.50)2=45.36m2池壁自重Gs=γc×As×H=25.00×11.15×12.010=3348.58kN底板自重Gb=γc×Ab×t2=25.00×45.36×0.80=907.29kN水池自重Gp=Gs＋Gb=3348.58＋907.29=4255.88kN池内水自重Gw=pw×Aic=15.00×34.21=513.18kN基础底面的压力pk=(Gp＋Gw)/Ab=4769.06/45.36=105.13kPa基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m，需修正承载力特征值计算地基承载力特征值修正值：fa=fak＋ηbγ(b-3)＋ηdγm(d-0.5)地下水位位于底板下1m以下，不考虑地下水水池底板底下的土的重度γ=γ土=21.00kN/m3水池底板底以上土的加权平均重度γm=γ土=21.00kN/m3fa=200.00＋0.00×21.00×(6.000－3)＋1.00×21.00×(12.810－0.5)=458.51kPapk=105.13kPa<fa=458.51kPa地基承载力满足5抗浮验算:地下水位位于基底以下,无需验算6内力及配筋计算:(轴力:kN弯矩:kN.m面积:mm2配筋面积:mm2/m)池壁:弯矩外侧受拉为正，轴力受拉为正顶板:下侧受拉为正,底板:上侧受拉为正按《给水排水工程结构设计手册》静力计算查表池壁的约束条件:上端自由,下端固定池壁内力计算查表系数H2/dt=12.0102/7.100×0.50=40.63荷载组合:使用时池内无水：池内无水，池外有土基本组合:1.27×池外土作用＋1.40×地面活荷载标准组合:1.00×池外土作用＋1.00×地面活荷载准永久组合:1.00×池外土作用＋0.50×地面活荷载设计值/标准值/准永久值位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0.00H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.000.00/0.00/0.000.10H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.006.76/5.32/5.320.20H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.0013.53/10.65/10.650.30H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.0020.29/15.98/15.980.40H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.0026.99/21.25/21.250.50H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.0033.74/26.57/26.570.60H0.00/0.00/0.000.00/0.00/0.0041.15/32.40/32.400.70H0.25/0.20/0.200.04/0.03/0.0349.86/39.26/39.260.75H0.53/0.42/0.420.09/0.07/0.0753.57/42.18/42.180.80H1.33/1.05/1.050.22/0.17/0.1754.43/42.86/42.860.85H1.90/1.50/1.500.32/0.25/0.2549.35/38.86/38.860.90H1.65/1.30/1.300.27/0.22/0.2235.27/27.77/27.770.95H-1.06/-0.83/-0.83-0.18/-0.14/-0.1413.97/11.00/11.001.00H-8.96/-7.05/-7.05-1.49/-1.18/-1.180.00/0.00/0.00池壁配筋及裂缝验算:位置计算As配筋实际As裂缝宽度抗裂度竖向内侧1000.0E16@1601256.60.11竖向外侧1000.0E16@1601256.60.11环向内侧1000.0E16@1601256.60.020.09环向外侧1000.0E16@1601256.60.020.09池壁的竖向最大裂缝宽度:0.11<=0.20裂缝满足要求池壁的环向最大抗裂度:0.09<=act×ftk=1.10抗裂度满足要求池壁的环向最大裂缝宽度:0.02<=0.20裂缝满足要求底板内力计算方法:按《水池结构规程》6.2.4或6.2.5计算底板的计算半径:R=3.550m底板的约束条件:周边固定荷载组合：使用时池内无水：基本组合:1.20×自重S=1.20×73.81=88.58kN/m2准永久组合:自重S=73.81=73.81kN/m2底板配筋及裂缝验算:位置设计值/准永久值计算As配筋实际As裂缝宽度径向板中上81.40/67.831600.0E18@1301957.50.06径向板中下0.00/0.001600.0E18@1301957.50.00径向板边上0.00/0.001600.0E18@1301957.50.00径向板边下-139.54/-116.281600.0E18@1301957.50.11环向板中上81.40/67.831600.0E18@1301957.50.06环向板中下0.00/0.001600.0E18@1301957.50.00环向板边上0.00/0.001600.0E18@1301957.50.00环向板边下-23.26/-19.381600.0E18@1301957.50.027混凝土工程量计算池壁面积:As=π((R＋t)2－R2)=3.14×((3.300＋0.50)2－3.3002)=11.15m2底板面积:Ab=π(R＋t＋Le)2=3.14×(3.300＋0.50＋0.00)2=45.36m2池外表面积:A外=2×π×(R+t)×H+2×Ab-πR2+2×π×(R＋t＋Le)×t2=2×3.14×(3.300+0.500)×12.010+2×45.365-34.212+2×3.14×(3.300＋0.500＋0.000)×0.800=362.370m2池内表面积:A内=π×R2+2×π×R×H=34.212+2×3.14×3.300×12.010=283.233m2水池混凝土总方量=As×H＋Ab×t2=11.15×12.010＋45.36×0.80=170.24m33.3.28#消能井1设计资料1.1基本信息水池类型:无顶盖半地上长度L=4.900m,宽度B=3.900m,高度H=11.140m,底板底标高=-11.140m池底厚h3=600mm,池壁厚t1=450mm注：地面标高为±0.000。浮托力折减系数1.00裂缝宽度限值0.20mm抗浮安全系数1.101.2土水信息土天然重度21.00kN/m3,土饱和重度21.50kN/m3,土内摩擦角27度地基承载力特征值fak=60.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高-15.000m,池内水深2.000m,池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.051.3荷载信息活荷载:地面10.00kN/m2,组合值系数0.90恒荷载分项系数:水池自重1.20,其它1.27活荷载分项系数:地下水压1.27,其它1.40活载调整系数:其它1.00活荷载准永久值系数:顶板0.40,地面0.50,地下水1.00,温湿度1.00不考虑温湿度作用.不考虑温度材料强度折减1.4钢筋砼信息混凝土:等级C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm):池壁(内40,外40),底板(上40,下40)钢筋级别:HRB400,裂缝宽度限值:0.20mm,配筋调整系数:1.00按裂缝控制配筋计算构造配筋采用混凝土规范GB50010-20102计算内容(1)地基承载力验算(2)抗浮验算(3)荷载计算(4)内力(不考虑温度作用)计算(5)配筋计算(6)裂缝验算(7)混凝土工程量计算3计算过程及结果单位说明:弯矩:kN.m/m钢筋面积:mm2裂缝宽度:mm计算说明：双向板计算按查表恒荷载:水池结构自重,土的竖向及侧向压力,内部盛水压力.活荷载:顶板活荷载,地面活荷载,地下水压力,温湿度变化作用.裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合.水池方位定义如下：3.1地基承载力验算3.1.1基底压力计算(1)水池自重Gc计算池壁自重G2=2074.80kN底板自重G3=327.60kN水池结构自重Gc=G2+G3=2402.40kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=226.20kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1=0kN池顶地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=609.99kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=609.99kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN(4)活荷载作用Gh地面活荷载作用力Gh2=27.30kN活荷载作用力总和Gh=Gh2=27.30kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.200×4.200=21.84m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(2402.40+226.20+609.99+0.00+27.30)/21.840=149.54kN/m23.1.2修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=21.00kN/m3(2)计算基础底面以下土的重度r地下水位于底板下1m以下，不考虑地下水作用，r=21.00kN/m3(3)根据《地基规范》的要求，修正地基承载力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=60.00+0.00×21.00×(4.200-3)+1.00×21.00×(11.140-0.5)=285.54kPa3.1.3结论:Pk=149.54<fa=285.54kPa,地基承载力满足要求。3.2抗浮验算由于地下水位低于池底标高,不需要进行本项验算3.3荷载计算3.3.1池壁荷载计算:(1)池外荷载:静止土压力系数K0=0.45侧向土压力荷载组合(kN/m2):部位(标高)土压力标准值水压力标准值活载标准值基本组合准永久组合地面(0.000)0.000.003.765.261.88池壁顶端(-0.000)0.000.003.765.261.88底板顶面(-10.640)83.910.003.76111.8285.78(2)池内底部水压力:标准值=20.00kN/m2,基本组合设计值=25.40kN/m23.3.2底板荷载计算(池内无水，池外填土):水池结构自重标准值Gc=2402.40kN基础底面以上土重标准值Gt=609.99kN基础底面以上水重标准值Gs=0.00kN基础底面以上活载标准值Gh=27.30kN水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=(2402.40×1.20+609.99×1.27+0.00×1.27+27.30×1.40×1.00)/21.840=169.22kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=(2402.40+609.99+0.00×1.00+10.00×2.730×0.50)/21.840=138.56kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=169.22-0.600×25.00×1.20=151.22kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=138.56-0.600×25.00=123.56kN/m23.3.3底板荷载计算(池内有水，池外无土):水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb=[2402.40×1.20+(3.900×2.900×2.000)×10.00×1.27]/21.840=145.15kN/m2板底均布净反力基本组合:Q=145.15-(0.600×25.00×1.20+2.000×10.00×1.27)=101.75kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe=[2402.40+(3.900×2.900×2.000)×10.00]/21.840=120.36kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe=120.36-(0.600×25.00+2.000×10.00)=85.36kN/m23.4内力,配筋及裂缝计算弯矩正负号规则:池壁:内侧受拉为正,外侧受拉为负底板:上侧受拉为正,下侧受拉为负荷载组合方式:1.池外土压力作用(池内无水，池外填土)2.池内水压力作用(池内有水，池外无土)(1)XZ(前后)侧池壁内力:弯矩示意图Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0x——平行于lx方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:lx=4.400m,lz=10.640m,三边固定,顶边简支池壁类型:深池壁计算方法:0<H<2L部分按照三边固定,顶边自由的双向板计算:Lx=4.400,Ly=8.800H>2L部分按照水平向单向板计算H=2L处池外土压力作用弯矩(kN.m/m):水平向跨中:基本组合:19.11,准永久组合:13.22水平向边缘:基本组合:-38.21,准永久组合:-26.44H=2L处池内水压力作用弯矩(kN.m/m):水平向跨中:基本组合:-0.00,准永久组合:-0.00水平向边缘:基本组合:0.00,准永久组合:0.00跨中弯矩按H>2L段，和0<H<2L段较大值取.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M53.7614.30-108.96-104.240.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力53.7614.30-108.96-104.240.00温湿度作用-----ΣM53.7614.30-108.96-104.240.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M40.5310.82-82.15-79.590.00池外土+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力40.5310.82-82.15-79.590.00温湿度作用-----ΣM40.5310.82-82.15-79.590.002.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-10.06-2.7920.4122.52-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-10.06-2.7920.4122.52-0.00温湿度作用-----ΣM-10.06-2.7920.4122.520.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-7.92-2.2016.0717.73-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中Mx跨中Mz边缘M0x边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-7.92-2.2016.0717.73-0.00温湿度作用-----ΣM-7.92-2.2016.0717.730.00(2)YZ(左右)侧池壁内力:弯矩示意图My——平行于ly方向板中心点的弯矩；Mz——平行于lz方向板中心点的弯矩；M0y——平行于ly方向板边缘弯矩；M0z——平行于lz方向板边缘弯矩。计算跨度:ly=3.400m,lz=10.640m,三边固定,顶边简支池壁类型:深池壁计算方法:0<H<2L部分按照三边固定,顶边自由的双向板计算:Lx=3.400,Ly=6.800H>2L部分按照水平向单向板计算H=2L处池外土压力作用弯矩(kN.m/m):水平向跨中:基本组合:21.06,准永久组合:15.49水平向边缘:基本组合:-42.11,准永久组合:-30.98H=2L处池内水压力作用弯矩(kN.m/m):水平向跨中:基本组合:-0.00,准永久组合:-0.00水平向边缘:基本组合:0.00,准永久组合:0.00跨中弯矩按H>2L段，和0<H<2L段较大值取.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M36.909.56-74.72-64.810.00池外土+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力36.909.56-74.72-64.810.00温湿度作用-----ΣM36.909.56-74.72-64.810.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M27.987.26-56.66-49.550.00池外土+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池外土压力27.987.26-56.66-49.550.00温湿度作用-----ΣM27.987.26-56.66-49.550.002.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-6.00-1.6712.1913.45-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-6.00-1.6712.1913.45-0.00温湿度作用-----ΣM-6.00-1.6712.1913.450.00②准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池内水内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)M-4.73-1.319.5910.59-0.00池内水+温湿度作用内力组合跨中My跨中Mz边缘M0y边缘M0z(底)边缘M0z(顶)池内水压力-4.73-1.319.5910.59-0.00温湿度作用-----ΣM-4.73-1.319.5910.590.00(3)底板内力:计算跨度:lx=4.400m,ly=3.400m,四边简支+池壁传递弯矩按双向板计算.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力77.58114.740.000.00池壁传递弯矩-38.23-50.21-64.81-104.24ΣM39.3564.53-64.81-104.24②准永久组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力63.3893.750.000.00池壁传递弯矩-29.19-38.35-49.55-79.59ΣM34.1955.40-49.55-79.592.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)①基本组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力52.2077.200.000.00池壁传递弯矩8.2310.7113.4522.52ΣM60.4387.9113.4522.52②准永久组合作用弯矩表内力组合跨中Mx跨中My边缘M0x边缘M0y简支基底反力43.7964.760.000.00池壁传递弯矩6.488.4310.5917.73ΣM50.2773.1910.5917.73(4)配筋及裂缝:配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋.裂缝计算根据《给排水结构规范》附录A公式计算.按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝,结果如下:①XZ(前后)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ax——平行于lx方向的板跨中钢筋；Az——平行于lz方向的板跨中钢筋；A0x——平行于lx方向的板边缘钢筋；A0z——平行于lz方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax内侧53.761000E14@15010260.11外侧-10.061000E14@15010260.02跨中Az内侧14.301000E14@15010260.03外侧-2.791000E14@15010260.01边缘A0x内侧20.411000E14@15010260.04外侧-108.961000E14@15010260.22边缘A0z(底)内侧22.521000E14@15010260.05外侧-104.241000E14@15010260.21边缘A0z(顶)内侧0.001000E14@15010260.00外侧0.001000E14@15010260.00②YZ(左右)侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋示意图Ay——平行于ly方向的板跨中钢筋；Az——平行于lz方向的板跨中钢筋；A0y——平行于ly方向的板边缘钢筋；A0z——平行于lz方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ay内侧36.901000E14@15010260.08外侧-6.001000E14@15010260.01跨中Az内侧9.561000E14@15010260.02外侧-1.671000E14@15010260.00边缘A0y内侧12.191000E14@15010260.03外侧-74.721000E14@15010260.15边缘A0z(底)内侧13.451000E14@15010260.03外侧-64.811000E14@15010260.13边缘A0z(顶)内侧0.001000E14@15010260.00外侧0.001000E14@15010260.00③底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m,面积:mm2/m,裂缝:mm)配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度跨中Ax上侧60.431200E14@12012830.09下侧0.001200E14@12012830.00跨中Ay上侧87.911200E14@12012830.13下侧0.001200E14@12012830.00边缘A0x上侧13.451200E14@12012830.02下侧-64.811200E14@12012830.08边缘A0y上侧22.521200E14@12012830.03下侧-104.241200E14@12012830.14裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算:(1)池壁:[(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2=[(4.900-0.500)+(3.900-0.500)]×2×0.500×10.640=82.99m3(2)底板:(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3=(4.900+2×0.150)×(3.900+2×0.150)×0.600=13.10m3(3)池外表面积:(L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)-(L-2×t1)×(b-2×t1)+(2×B+2×L+8×t2)×h3=(4.900+2×0.150)×(3.900+2×0.150)×2+(2×3.900+2×4.900)×(11.140-0.600)-(4.900-2×0.500)×(3.900-2×0.500)+(2×3.900+2×4.900+8×0.150)×0.600=230.91m2(3)池内表面积:(L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3)=(4.900-2×0.500)×(3.900-2×0.500)×2+(4.900+3.900-4×0.500)×2×(11.140-0.600)=167.32m2(4)水池混凝土总方量=82.99+13.10=96.10m33.3.3结论经结构分析计算，各深基坑所在岩基均能满足承载力要求。基坑衬砌采用的C30混凝土能满足裂缝要求。3.4施工设计3.4.1井护壁施工方案比选该井护壁位于土层区域，可采用逆做法施工和沉井施工，该两种方案均可用于本工程。逆作法采用边开挖，边支护施工工法；沉井采用预制井段，下沉，然后再在井内开挖开挖施工工法。表3.4-1施工方案对比逆做法施工沉井施工施工工法井开挖一段、支护一段，逐段开挖预制井段，下沉，然后在井内开挖适用地质条件使用各种地质土层使用土质均匀，下沉容易土层施工要点根据地质情况控制每段开挖深度，开挖后及时浇筑护壁混凝土根据地质情况控制下沉节段、施工速度、保证均匀下沉施工技术难度逐段开挖施工，施工难度较低下沉垂直度要求高，严格防止下沉不均匀、倾斜施工事故由于沉井下沉过程中不容易下沉，且容易出现倾斜的施工风险，根据逆做法和沉井法两种施工特点，结合本工程地质特点，推荐采用逆作法施工井护壁。施工前应按相关文件的要求，编制安全专项施工方案，并组织专家论证。3.4.2逆作法施工要点（1）井护壁采用动态信息法施工，施工过程中应加强监测。施工前，应对井四周坐标，高程进行复测，准确无误后方可实施。利用现场监测资料的相关信息，借助反分析等研究手段，尽量真实的、动态的模拟岩土体和基坑结构的信息，并将这些信息反馈于设计和施工，以逐步调整设计参数和施工工艺，从而保证基坑的安全。充分利用前期基坑开挖监测到的岩土及机构体变为、行为等大量信息，通过与勘察、设计的比较与分析，在判断前期设计与施工合理性的基础上，反馈分析与修正岩土力学参数，预测后续工程可能出现新行为与新动态，进行施工设计与施工组织再优化，以指导后续施工方案、方法和过程。（2）对井开挖前，应对井位现状管线进行复查。（3）井采用逆做法开挖，每次开挖深度不大于1.0m，应依据实际地质情况进行调整，搭纵向钢筋搭接长度0.4m。机械无法开挖部位采用人工开挖，清理。（4）每挖掘1.0m深，立模浇筑混凝土护壁，护壁采用C30钢筋混凝土浇筑在护壁上预留直径10cm泄水孔，在孔洞外侧设置一层土工布做滤水层。当遇到坚石时，采用风镐或水钻将石头破碎取出。（5）为保证井的垂直度，在开挖过程中应对井中心位置及垂直度测量。（6）在开挖过程中应加强对井内有无有毒气体和无氧检测；井下作业应加强通风和排水。（7）在井口外围设置截水沟和围栏，设置警示牌并且排专人看守。（8）井内土方采用吊机提升到地面（9）将制作好的钢筋在井内绑扎，钢筋直径≥22mm采用等强度机械连接，连接等级为Ⅰ级。（10）混凝土浇筑时，应对称浇筑，防止模板发生偏移，同时并且振捣密实，防止产生蜂窝漏浆现象。（11）护壁开孔应严格按设计预留，严禁后凿。（12）本井采用动态信息施工法施工，施工过程中应加强对井壁，变形，应力情况监测。（14）加强地下水位的监测，根据地下水的情况，工作井内无法排水时应采用降水井进行降水。（15）加强有毒有害气体的监测。（16）加强取土运土过程中的安全措施，防止土块下落。（17）井上设置安全护栏和施工警示牌，专人守护，预防人员坠落。（18）在施工过程中应采用有效措施加强井内通风和排水。3.5危大环节及安全意见根据建办质[2018]31号文和渝建安发[2019]27号文，基坑工程涉及危险性较大的分部分项工程包括：（一）深度超过3m（含3m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程；（二）开挖深度虽未超过3m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建、构筑物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。本工程中所有的基坑深度都在3m以上，均属于危险性较大的分部分项工程范畴。3.5.1重难点分析（1）基坑开挖需严格控制坡比并确保周边已完建的市政道路、地下管线、周边建、构筑物稳定。（2）基坑开挖深度较深，部分沟槽位于回填土上，边坡稳定性控制难度大，对边坡防护、排水要求高。（3）基坑开挖点位多，人员多，地形起伏较大，安全管理难度大，外界干扰大。3.5.2施工危险源通过对本项目顶管工程的设计图纸和施工环境的调查研究，并借鉴类似工程事故案例的类别、原因、发生部位等内容进行统计分析后确认：高处坠落（坠孔）、触电、物体打击（清孔出渣）、机械伤害、车辆伤害、坍塌事故等多种危险，是该分项工程施工过程中最容易发生事故的危险因素；此外，中毒和火灾也是易发性事故。所以，本方案针对以上危险源采取防护措施和相应的应急预案。施工危险源详下表。表3.5-2施工危险源清单序号危险源名称易发生危险部位及原因1高处坠落从基槽边坡坡顶或基坑顶等高处坠落2触电事故用电设备漏电保护失效，接零接地失效或对地下管线不明3机械伤害出渣卷扬机缠绕、吊绳断裂、砼施工机械故障等4坍塌事故边坡塌方或桩孔坍塌、护壁强度不够5中毒事故基坑内有毒气体或对地下管线不明、井下作业时间过长6噪音震动大型土方机械行走、作业和空压机使用7火灾事故闸具、插座等损坏，维修不及时；电焊机操作失当；气割、气焊残留物乱扔；在施工现场明火取暖；随处吸烟或乱掷烟头等引起火灾3.5.3技术保障条件3.5.3.1基坑内排水为防止雨水侵蚀边坡与基底，在基坑（槽）距坡顶3m处设置截水沟，在基槽两边沿线及基坑坑底周边设置排水边沟。基（槽）坑上方的流水通过截水沟排入沉淀池再排入管网，坑（槽）底流水通过明沟排入集水井后，用水泵将水抽至沉淀池再排入管网。3.5.3.2井顶安全防护在距基槽顶四周及工作井接收井坑边周围用ф48钢管设置防护栏杆，立杆间距2m，高1.5m，在立杆的上、下端各加一道水平杆，栏杆满挂密目安全网，工作井开挖前应对砂卵石地层进行深层注浆加固，确保开挖面安全后方可进行开挖。3.5.3.3抽排风及有害气体监测通风采用鼓风机形式，把鼓风机置于工作坑的地面上，把地面上的新鲜空气通过风管送到井内工作面，风管采用软胶管。当基坑（工作井、接收井）挖孔深度超过5m时，必须用四合一气体检测仪进行有毒有害气体的检测，以防施工作业人员中毒。同时应设鼓风机送风设备，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。3.5.4安全技术保障措施3.5.4.1基坑安全技术保证措施1、为了便于雨天作业，应在每个孔口周围搭设移动式防雨棚，四周挖好排水沟，防止雨水进入。2、基坑开挖后，在距坑边周围用ф48钢管设置防护栏杆，立杆间距2m，高1.5m，在立杆的上、下端各加一道水平杆，满挂密目安全网。3、孔内作业时工作井及沟槽边坡顶2m范围内禁止机动设备行驶或停放。2m以外车辆行走速度要小于10km/h；非操作人员和技术人员不能靠近挖孔口。4、按照安全要求，基坑有作业人员时，井口上必须有专人操作垂直运输设备并承担监护责任，发现问题及时采取相应安全措施。5、顶管工作井、接收井等开挖采用柱式悬臂吊提升，所有的提升装置必须要有制动装置且制动灵活，吊绳必须是钢丝绳且安全系数不小于5，起吊设备必须有限位器、防脱钩器等装置，吊具支架必须牢固，吊钩要有反扣。操作平台与起吊系统应分离。6、弃土点应远离孔口2.0m，堆放高度不得超过1.0m，防止其周围堆土量过大而引起孔口边缘场地下沉对挖孔不利，堆土达到1m后应立即组织车辆运走，弃土装车过程应设专人指挥，出渣口车辆行驶速度不得超过5km/h，避免引起孔口坍塌，并注意避让行人。7、每日作业前，由安全员对施工现场的设备、设施、装置、工具、配件及个人劳保防护用品等进行检查，确保完好和安全后，方可使用。8、每天开工前及每个人进入桩孔内施工前，必须用四合一气体检测仪进行有毒气体的检测，确认孔内无有毒气体后，方可下孔施工。9、顶管工作井、接收井等开挖深度超过5m时，应设鼓风机送风设备，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。风量不得少于25L/S。先送风5～10分钟方可下井施工操作，操作时上下人员轮换作业，安全员要监视，一切正常才能离开施工区。孔内连续作业时间不得超过2h，并每15min通话一次。本工程配备多台鼓风机送风，每个工作井1台，满足送风要求。10、为防止顶管工作井、接收井等土体塌滑和确保施工中操作安全，回填土层、杂土层、残坡积层及砂卵石层按500～800mm一节垂直下挖，并应对工作井、接收井开挖工作面进行深孔注浆加固处理，确保开挖面安全稳定。其它砂岩、泥岩等可按每层1.0m进行实施。操作进程要紧凑，随挖随验随浇砼,不留间隔空隙，避免塌孔。11、针对不良地质情况提前注浆加固后也应减少每节护壁的高度（可取0.3m-0.5m），开挖过程应该观察开挖面情况，若遇加固不充分有垮塌情况应立即停止开挖并回填土方至开挖面，垂直开挖面钻孔注浆加固后方可继续开挖。12、护壁节间钢筋搭接不少于35cm，护壁搭接不小于50mm，不良地质地段锁颈高度至少有100mm以上。保证护壁钢筋的间距、搭接长度，砼厚度、强度和浇筑质量。在护壁砼强度达到1.4Mpa前不得脱模，并派专人对护壁、地表变形进行观查，消除因护壁质量问题而产生的不安全因素。护壁应嵌入强风化岩层不少于50cm，以确保护壁的稳定。13、顶管工作井、接收井等作业人员上下必须使用钢爬梯，每8m要有梯间平台。同时孔内必须设置应急软爬梯（以供应急之用）。使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁缘上下，禁止利用提升支架直接上下。使用前必须检验其安全起吊能力。作业人员上下使用软梯时，应在顶管工作井、检查井等内壁设置尼龙保险绳（固定牢实、可靠），随挖孔桩深度增长至工作面。14、顶管工作井、接收等口设置移动式活动盖板，当装土吊桶提升至地面一定高度时推活动盖板封闭井口，等土运走后在开启盖板、下方吊桶。开挖深度达到5m以上时，应在桩孔底面以上3m左右处的护壁凸缘上设置半圆形的防护罩。防护罩可用钢（木）板做成。在吊桶上下时，作业人员必须站在防护罩下面，停止挖土，注意安全；若遇起吊大块石时，孔内作业人员必须全部撤离至地面后才能起吊。15、顶管工作井、接收等开挖中遇到复杂的土层结构时，每挖0.5-1m深时用手钻或不小于Φ16mm的钢筋探孔，检查孔底是否有洞穴、涌沙等，确认安全后，方可继续进行施工。16、井口作业人员应系安全带，井下作业人员应穿绝缘胶鞋，戴安全帽和绝缘手套并严防提桶掉土伤人，施工作业人员每工作4h必须轮换一次。17、施工现场的一切电器、电路的安装和拆除必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。顶管工作井、接收井等用电必须分闸，每一顶管工作井、接收井等配一个配电箱，严禁一闸多用和一闸多孔。顶管工作井、检查井等上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地和埋压土中，顶管工作井、检查井等内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46—2005)的规定。18、由于地下可能存在腐烂和化学物质，故施工时候要做好防毒措施。19、井底抽水时，必须在挖孔作业人员上到地面以后，再合闸抽水，抽水后即关闭电源，禁止带电作业。所有电设备均应采用“一电一箱、一漏一闸”，并在箱内表明设备编号。电缆采用YHS潜水电机，用完好的防水橡皮护套电缆，且架设敷设不承受外力，有防磨损、防潮、防断的保护措施。末级电箱装有可靠的漏电和接零保护；选用动作电流的动作时间范围为15mA和0.1S型号漏电保护器。20、顶管工作井、接收井等内作业应有可靠的联络手段，孔上孔下操作人员采用对讲机时刻保持密切联系，做到步调一致，孔内作业时不得再下人。20、雨季施工要作好平面布置，现场地面铺设级配砂石进行硬化处理，基坑四周砌30cm高挡水线，防雨水流入基坑，现场配备足够抽水泵，及时将现场雨水抽走。22、当暂停开挖作业或下班时以及完工工作井，井口要设置牢固可靠的覆盖，并设置醒目的安全标志牌。23、工作井锁口四周搭设钢管护栏，栏杆高度为1.2m，每1.2m立一根直杆，直杆采用φ48.3的普通钢管焊接锁口梁钢筋上，然后每隔0.5m设一道横杆，离地0.2m设扫地杆，横杆φ48.3的普通钢管使用扣件固定立杆上，最后围护一道密目防护网。24、对于紧邻市政道路的路口，在离井一定安全设反光锥形筒和水马，悬挂安全警示标志以及车辆限速牌，工作人员身穿反光背心。3.5.4.2临电安全保证措施1、应设置专用符合要求的配电箱，箱内必须设置漏电保护装置，漏电保护器必须灵敏有效。2、配电线路不得使用胶质线，必须采用电缆线，线路不得直接拉设，缠绕在钢管架上。3、基坑内应采用不大于36V低压电源作为照明，特别潮湿环境应采用12V电源照明，严禁碘钨灯照明。4、基坑内积水应使用潜水泵，不得使用内燃机放在孔内排水，排水过程中基坑内不得留人，排水结束，必须切断潜水泵电源后，