综合交通枢纽市政配套工程（新凤中路及内环改道）下穿道结构计算说明书-结构计算书

重庆西客站综合交通枢纽市政配套工程（新凤中路及内环改道）下穿道结构计算说明书工号：结构计算书 重庆西客站综合交通枢纽市政配套工程（新凤中路及内环改道）下穿道结构计算书工程名称：新凤中路下穿道设计阶段：施工图设计计算内容：结构计算书目录1 工程概况及地质条件 31.1工程概况 31.2地质条件 32 设计标准及主要设计参数 72.1设计采用的技术标准、规范 72.2计算软件 82.4主要结构设计参数 82.5明洞段荷载确定 82.6荷载结构法计算 82.7荷载分类 92.8内力计算 102.9计算结果 102.9.1SA型衬砌 112.9.2RA型衬砌 162.9.3SB型衬砌 222.9.4RB型衬砌 272.9.5SC型衬砌 332.9.6RC型衬砌 392.9.7SD型衬砌 452.9.8RD型衬砌 512.9.9RE型衬砌 572.9.10RF型衬砌 622.9.11RG型衬砌 672.9.12SE型衬砌 782.9.13EPS型衬砌 842.13小结 903 边坡计算 913.1、土质基坑边坡典型断面计算 913.2、岩质基坑边坡典型断面计算 954 重力式挡墙验算 985 衡重式挡土墙验算 1046 仰斜式路堑墙验算 1247 护肩验算 1318 悬臂式挡土墙验算 1419 扶壁式挡墙验算 16010 锚杆挡墙验算 19211 桩板挡墙典型断面计算 19311.1、1.2*1.5m方桩典型断面计算 19311.2、1.5*2.0m方桩典型断面计算 20011.3、2*2.5m方桩典型断面计算 2108.总结 227工程概况及地质条件1.1工程概况新凤中路下穿道位于新凤中路的正下方，下穿道进口里程K0+792.506,出口里程K2+239.726,全长1447.22m（不含敞口段），属长下穿道。设计车速50km/h，双向四车道。1.2地质条件勘察区所处位置属川东平行岭谷区，区域以构造剥蚀浅丘地貌为主。地貌类型受地层岩性、地质构造控制明显，以条状山脊、陡坡地形、斜坡、平台、沟谷等地形为主。经人类工程改造，拟建工程主要沿既有凤中路改造，沿线及周边多为居民房、学校、临街商业门面、工业厂房、市政道路以及建设形成的边坡、挡墙等人工地貌，极少部分原始地貌出露。地表覆盖有厚度不等的人工填土及粉质粘土，部分边坡未混凝土防护可见基岩出露。现状现地面高程298.38～321.46m，相对高差23.1m，地形坡角一般3º～8º，总体相对平坦，局部斜边坡坡度可达15º～40º。勘察区位于中梁山背斜东翼，岩层呈单斜产出，岩层产状95～12036～43，倾角由西至东变小，层间结构面结合差，属软弱结构面，结合差，场地内未见断层及次级褶皱。总之场地地质构造简单。根据实测岩芯，及露头测量，区内岩层优势产状为100°∠40°。据场地基岩露头调查，岩体中主要发育两组裂隙：J1：290～305∠42～75，优势产状310∠65，J1延伸3～5m，间距2～4m，微张1～3mm，舒缓波状，间距1.0～2.0m，偶见钙质充填，结合差，属硬性结构面；J2：200～210∠70～80，优势产状200∠75，J2延伸5～8m，间距3～5m，一般闭合～微张，平直，偶见倒转现象，偶见泥质充填，结合差，属硬性结构面。2地震据区域地质资料，喜山期的挽近构造活动，在区域上主要表现为间歇性的上升隆起，上升作用至今仍在进行，部分断裂重新活动，引起轻微地震现象。区域历史上地震活动较弱，地震震级低，强震活动弱，属地壳相对稳定区块。根据中国地震动峰值加速度区划图(1/400)万GB18306-2001之图A1及中国地震动反应谱特征周期区划图(1/400万)GB18306-2001之图B1，线路区所属区域的地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35S，地震基本烈度为Ⅵ度。根据地表调查及邻近场地资料，线路区主要出露地层为第四系人工堆积层、残坡积层，侏罗系的沙溪庙组（J2s）基岩，其岩性按新至老分述如下：1第四系=1\*GB3①素填土(Q4ml)：杂色，以灰色、灰白色、灰黑色为主，干至湿，结构松散至密实。主要由砂泥岩、灰岩碎块石及粉质粘土组成。碎块石粒径一般为2～500mm，土石比9:1～1:9，在既有凤中路路面范围以碎石含粉质粘土为主，粒径经过筛选及机械压实，多为密实状态，其余地段填土组成较为复杂，在不同地段差别大，人行道多含有碎砖块、混凝土块等，压实度较差，多为中密状，有局部架空现象。工业厂房地坪多含有工业垃圾等，密实度差异较大，以稍密至中密为主。区内填土堆填时间多为8年以上，极少部分新填土少于3年。=2\*GB3②粉质粘土（Q4el+dl）灰色、褐色、黄色、紫红色，局部地带含水量大，呈软塑～硬塑状态，压缩性中等，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，断面稍有光泽，由上而下块碎石含量渐增，残坡积，与下伏基岩强风化带呈渐变过渡。场地分布不连续，局部可见，最大厚度可达5.1m。根据土的室内试验报告，土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋以及钢结构有微腐蚀性。=3\*GB3③淤泥粉质粘土（Q4el+dl）灰色，软塑状，含腐殖质，有臭味，压缩性较高，力学性质差，主要分布在原为鱼塘、冲沟、水渠或地势低洼地段，为长期饱水淤积形成，后期建设未挖除在其上直接堆填覆盖，该地层地表未出露，皆分布于人工填土之下。现场钻孔揭露主要分布在下穿道出口段、入口及内环交叉段加油站及长风机械配件厂附近。2侏罗系③沙溪庙组（J2s）基岩为砂岩、砂质泥岩。砂质泥岩（J2S-Ms）：暗红色、红褐色、紫褐色，泥质结构，薄～厚层状构造，遇水易软化，脱水极易风化崩解，成份以粘土矿物为主，大多含粉砂质较重，含青灰色泥质、砂质条带，团块，局部含大量钙质结核，部分地段有砂岩夹层，厚度小。质软。整个场地皆有揭露，为本场地主要岩层。砂岩（J2s-Ss）：黄色、灰色、灰白色，中细粒结构，中～厚层状构造，钙质胶结，矿物成份主要为长石、石英等。质较硬。部分钻孔有揭露。局部含泥岩角砾。泥质粉砂岩（J2s-As）：黄色、浅灰色，细粒结构，薄～中厚层状构造，泥质胶结，矿物成份主要为长石、石英等。质极软～较软。遇水易软化。部分钻孔有揭露。基岩面及基岩风化带特征1基岩面特征根据野外调查及钻探成果，场地基岩面与现状地形起伏相近，局部陡坎段基岩面坡度较大，最大约90°，一般地段0-30°。2基岩风化带特征A强风化带风化裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈土状，碎块状、短柱状，风化后易崩解，手捏岩芯易碎散，质极软。砂质泥岩风化带厚度总体较均匀，厚度变化不大，局部较厚。砂岩风化带厚度受地形影响变化较大，在既有道路边坡段，风化层较厚，在未经开挖的的地段，厚度一般。泥质粉砂岩风化层总体较厚。B中等风化带裂隙较发育至不发育，砂质泥岩及含泥质较重的砂岩具有揭露后易风化崩解、遇水软化的特点。砂质泥岩岩芯呈短柱～柱状，岩质较软，锤击易碎；砂岩岩芯呈短柱～长柱状，岩质总体较软，局部软。泥质粉砂岩岩芯呈柱状，岩质软～极软。岩土参数建议表1.1岩土参数建议值岩土名称人工填土粉质粘土强风化岩层砂质泥岩砂岩泥质粉砂岩结构面层面天然重度(kN/m3)*20.519.7*23.525.124.323.5岩石抗压强度标准值(MPa)天然11.0621.338.45饱和7.2415.524.09地基承载力基本容许值(kPa)*120200～800500～10001500～2000500～1000地基承载力特征值(kPa)2100～33004500～64001200～2500变形模量E0(MPa)203835941030弹性模量Ee(MPa)240241771466泊松比μ0.320.20.27抗拉强度σt(kPa)*100520*250内聚力C(kPa)*29（综合）26.51340670212*70*35内摩擦角Ф(°)13.78333933*20*15岩土体与锚固体极限粘结强度标准值frbk(kPa)*30～60*40～60*90*500*800-1400*450水平抗力系数（比例系数）(MN/m3（4）)*15～20*5～10*50～60*130*220*100基底摩擦系数*0.2～0.3*0.25～0.3*0.40*0.4～0.5*0.5～0.6*0.4～0.5桩的极限侧阻力标准值（kPa）*20～28*70～80*140～200设计标准及主要设计参数2.1设计采用的技术标准、规范《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）《公路隧道设计细则》（JTG／TD70-2010）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ0261-1999）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）《公路隧道施工技术细则》（JTG／TF60-2009）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）2.2计算软件下穿道结构计算采用同济曙光有限元正分析20102.4主要结构设计参数表2.2隧道支护结构力学参数表项目弹性模量ES（MPa）面积A(m2)容重γ（kN/m3）备注二次衬砌335000.7~125C40钢筋砼2.5明洞段荷载确定下穿道均采用明洞结构，回填土重度按20KN/m3计。考虑到明洞回填在后期施做，且设计图中回填要求，在荷载计算时不考虑偏压作用。拱形明洞荷载计算简图同浅埋无偏压隧道计算简图。2.6荷载结构法计算采用荷载结构法计算时，隧道计算模型如下图所示。图2.1荷载结构法连拱隧道计算模型示意图—垂直土压力（包括地面超载）（kPa）；—侧向土压力（kPa）；隧道二次衬砌计算模型采用荷载—结构模型时，除考虑垂直土压力和侧向土压力外，还用一定刚度的弹簧（只能受压）模拟因地层对结构变形的约束作用产生的形变压力。2.7荷载分类地下结构设计，应根据结构型式、受力条件、地下水情况等因素，按下表所列荷载对结构整体可能出现的最不利组合进行计算。表2.3荷载分类表荷载分类荷载名称永久荷载结构自重地层压力结构上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力混凝土收缩及徐变作用地基下沉影响力水压力及浮力侧向地层抗力及地基反力可变荷载基本可变荷载地面车辆荷载地面车辆荷载引起的侧向土压力其它可变荷载施工荷载温度变化影响偶然荷载地震作用人防荷载 注：施工荷载指设备运输及吊装荷载、施工机具及人群荷载，相邻工程施工的影响等。2.8内力计算采用荷载结构法计算时，根据地勘资料，计算中不考虑水压。根据计算，均按浅埋隧道计算；明洞段考虑到所处位置，不考虑水压力作用，岩层弹抗系数取130MPa/m,浆砌片石抗系数取100MPa/m,土层弹抗系数取50MPa/m，侧压力系数取0.33，地面超载：20kN/m（车辆荷载）。各计算断面所受荷载标准值见下表：表2.4计算荷载标准值断面类型最大回填深度（m）围岩压力垂直荷载q(kN/m)水平荷载（kN/m）e1e2SA2.0m60-2067--SB4.0m100-4089--SC4.5m11094371013352SD1.0m80-2774--RA2.0m60-2067--RB4.0m100-4089--RC4.5m11094371013352RD4.5m11094371013352RE4.5m11094371013352RF4.0m100-4089--RB4.0m100-4089--EPS1m60-1766--2.9计算结果2.9.1SA型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.2.aSA型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧顶板692333边墙339261墙脚370409底板5913562）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.2.bSA型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C403.030.143.260边墙C404.280.102.042墙脚C404.480.101.422底板C404.610.072.610通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.2RA型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.6.aRA型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧顶板643150边墙383313墙脚4251012）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.6.bRA型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C406.490.053.017边墙C4015.420.041.026墙脚C405.710.056.616通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.3SB型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.3.aSB型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧顶板612251边墙603539墙脚330657底板9935972）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.3.bSB型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C404.180.083.825边墙C402.520.161.755墙脚C407.760.070.788底板C403.430.142.615通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.4RB型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.4.aRB型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧顶板589222边墙705288墙脚1356402）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.4.bRB型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C404.300.074.162边墙C402.720.163.840墙脚C4022.330.070.331通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.5SC型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.5.aSC型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部261403边墙279723墙脚730806底板13768272）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.5.bSC型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C403.890.151.016边墙C407.280.130.605墙脚C402.830.171.424底板C403.020.162.368通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.6RC型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.10.aRC型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部214478边墙253697墙脚2597872）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.10.bRC型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C407.280.110.702边墙C408.780.110.569墙脚C409.240.040.516通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.7SD型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.8.aSD型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧顶板829416边墙350315墙脚417370底板6894152）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.8.bSD型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C403.180.143.126边墙C4010.890.031.747墙脚C409.090.031.772底板C404.940.072.610通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.8RD型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.12.aRD型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部177.05394边墙220500墙脚1877612）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.9.bRD型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C407.280.110.702边墙C408.780.110.569墙脚C409.240.040.516通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.9RE型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.9.aRE型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部214478边墙253697墙脚2597872）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.10.bRE型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C407.280.110.702边墙C408.780.110.569墙脚C409.240.040.516通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.10RF型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.10.aRF型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部791326边墙880587墙脚5776612）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.10.bRF型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C407.280.110.702边墙C408.780.110.569墙脚C409.240.040.516通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.11RG型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.14.aRG型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部575502边墙489489墙脚2506752）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.14.bRF型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C405.240.061.636边墙C404.860.071.429墙脚C4012.450.050.529通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.11EPS型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.11.aRG型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧顶板1089400边墙510302墙脚810452底板10834712）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.11.bRG型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C402.890.174.281边墙C406.650.042.655墙脚C404.140.102.818底板C402.970.173.615通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.12SE型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.12.aSE型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部372308边墙279450墙脚824768底板9043292）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.12.bSE型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C403.890.151.016边墙C407.280.130.605墙脚C402.830.171.424底板C403.020.162.368通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.9.13EPS型衬砌计算简图1）内力衬砌弯矩图衬砌轴力图衬砌剪力图表2.13.aEPS型衬砌内力值构件计算内力弯矩（kN·m）轴力/剪力（kN）内侧外侧拱部152999边墙73193墙脚980150底板13702502）衬砌验算按破损阶段法验算衬砌截面强度，并计算正常使用状态下裂缝宽度，结果如下表所示。裂缝宽度验算：正截面强度验算：斜截面抗剪验算：表2.13.bEPS型衬砌结构强度及抗裂验算位置钢筋混凝土安全系数裂缝宽度（mm）e0/h0顶板C403.890.151.016边墙C407.280.130.605墙脚C402.830.171.424底板C403.020.162.368通过对衬砌断面内力计算分析可知，明洞衬砌各截面位置均满足安全系数K>2.4，截面e0/h0大于0.55，裂缝宽度小于0.2mm。下穿道洞身明洞衬砌结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。2.13小结通过对新风中路下穿道隧道衬砌断面内力计算分析可知，新风中路下穿隧道结构形式和配筋设计满足结构强度和抗裂要求。因此新凤中路下穿道的衬砌设计方案是合理的。边坡计算本工程深基坑设计计算使用软件：理正岩土6.5。1、锚喷支护：锚喷采用直径25mm锚杆，锚孔φ75mm，最下排锚杆与开挖底面距离约为1.5m，锚杆入射角15°，锚固长度3m，锚杆按横向间距2m，竖向间距2.5m布置，表层喷射15cm厚C20混凝土，钢筋网采用φ8mm@20×20cm。3.1、土质基坑边坡典型断面计算选取填土最深截面K1+559.997进行稳定性验算。该段基坑右侧开挖形成边坡最大高度为16.32m，坡体由填土和砂质泥岩组成。该段右侧基坑岩土界面较平缓，局部反倾，填方后不会在垂直于道路方向上沿岩土界面发生滑移。故采用圆弧滑动法计算该路段边坡的局部稳定性。计算项目①：凤中路k1+559右侧边坡稳定性[计算简图][控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状:圆弧滑动法[坡面信息]坡面线段数8坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数110.7470.0001超载1距离1.500(m)宽8.000(m)荷载(12.75--12.75kPa)270.00(度)20.0000.168030.0002.512041.5000.0000512.0008.000061.5000.000078.4705.6480825.0210.7720[土层信息]坡面节点数9编号X(m)Y(m)00.0000.000-110.7470.000-210.7470.168-310.7472.680-412.2472.680-524.24710.680-625.74710.680-734.21716.328-859.23817.100附加节点数7编号X(m)Y(m)129.2262.655238.2992.416359.2382.416437.3270.168559.2380.16860.000-12.901759.238-12.901不同土性区域数3区号重度饱和重度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)力系数编号120.50020.000(-8,-7,-6,-5,-4,-3,1,2,3,)223.50020.000(1,-3,-2,4,5,3,2,)325.10020.000(4,-2,-1,0,6,7,5,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00029.00010.00025.000230.00015.00010.00025.0003340.00033.00010.00025.000不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Bishop法土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(11.480,18.240)(m)滑动半径=15.557(m)滑动安全系数=1.313起始x终止xαliCiΦi条实重浮力地震力渗透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力mθi超载地震力竖向地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)12.28413.2814.8051.0015.00029.005.940.000.000.000.000.000.508.021.032130.000.0013.28114.2788.5051.0085.00029.0017.140.000.000.000.000.002.5313.771.051930.000.0014.27815.27512.2401.0205.00029.0026.990.000.000.000.000.005.7218.681.067480.000.0015.27516.27216.0301.0375.00029.0035.440.000.000.000.000.009.7922.831.078610.000.0016.27217.26919.8931.0605.00029.0042.410.000.000.000.000.0014.4326.261.085110.000.0017.26918.26623.8541.0905.00029.0047.800.000.000.000.000.0019.3328.971.086650.000.0018.26619.26327.9401.1295.00029.0051.480.000.000.000.000.0024.1230.961.082800.000.0019.26320.26032.1881.1785.00029.0053.240.000.000.000.000.0028.3632.151.072960.000.0020.26021.25736.6471.2435.00029.0052.840.000.000.000.000.0031.5432.451.056300.000.0021.25722.25441.3831.3295.00029.0049.860.000.000.000.000.0032.9631.631.031590.000.0022.25423.25146.4991.4495.00029.0043.730.000.000.000.000.0031.7229.320.997000.000.0023.25124.24752.1611.6265.00029.0033.470.000.000.000.000.0026.4324.790.949470.000.0024.24725.24258.6811.9155.00029.0013.540.000.000.000.000.0011.5714.130.883290.000.00总的下滑力=239.002(kN)总的抗滑力=313.941(kN)土体部分下滑力=239.002(kN)土体部分抗滑力=313.941(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力 =0.000(kN)经计算安全系数K=1.313＞1.25，该边坡稳定。3.2、岩质基坑边坡典型断面计算选取最不利截面K1+035.137进行稳定性验算。该段基坑右侧开挖形成边坡最大高度为23.57m，坡体由填土和砂质泥岩组成。计算项目:凤中路k1+035右侧边坡稳定分析[计算简图][计算条件][基本参数]计算方法：极限平衡法计算目标：计算安全系数边坡高度：22.889(m)结构面倾角：60.0(°)结构面粘聚力：0.0(kPa)结构面内摩擦角：55.0(°)[坡线参数]序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)10.0008.05090.021.5000.0000.034.0008.00063.441.5000.0000.052.3204.65063.563.0502.18935.7[岩层参数]层数3序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度(m)(kN/m3)frb(kPa)122.33220.530.0220.84723.590.03-20.00025.1300.0控制截面数量：4岩层序号控制截面1控制截面2控制截面3控制截面4截面坐标X(m)12.45420.05720.29534.912岩层1厚度(m)0.8321.4281.5004.000岩层2厚度(m)1.4065.0005.2009.500岩层3厚度(m)40.50036.50036.00029.000[锚杆(索)控制参数]边坡工程重要性系数： 1.0锚固体与地层粘结工作条件系数： 1.00锚杆钢筋抗拉工作条件系数： 0.69钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数： 0.60交互锚杆钢筋的抗拉强度： 否锚杆(索)配筋荷载分项系数： 1.30[锚杆(索)参数]锚杆(索)道数9序号支护类型水平间距竖向间距入射角锚固体直径自由段长度锚固段长度配筋钢筋与砂浆(m)(m)(°)(mm)(m)(m)fb(kPa)1锚杆2.0002.50015.0752.3003.0001D252100.02锚杆2.0002.50015.0752.2003.0001D252100.03锚杆2.0002.50015.0753.4003.0001D252100.04锚杆2.0002.50015.0753.2003.0001D252100.05锚杆2.0002.50015.0753.0003.0001D252100.06锚杆2.0002.50015.0753.9003.0001D252100.07锚杆2.0002.50015.0752.5003.0001D252100.08锚杆2.0002.50015.0751.3003.0001D252100.09锚杆2.0002.50015.0750.2003.0001D252100.0[计算结果]岩体重量：1536.8(kN)水平外荷载：0.0(kN)竖向外荷载：0.0(kN)侧面裂隙水压力：0.0(kN)底面裂隙水压力：0.0(kN)第1道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第2道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第3道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第4道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第5道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第6道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第7道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第8道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)第9道锚杆(索)的抗力：39.1(kN)结构面上正压力：1108.1(kN)总下滑力：1239.9(kN)总抗滑力：1582.6(kN)安全系数：1.276经计算安全系数K=1.276＞1.25，该边坡稳定。重力式挡墙验算（1）5m原始条件:墙身尺寸:墙身高:5.000(m)墙顶宽:1.400(m)面坡倾斜坡度:1:0.000背坡倾斜坡度:1:0.400采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.400(m)墙趾台阶h1:0.600(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.100:1物理参数:圬工砌体容重:23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.450墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)材料抗压极限强度:1.600(MPa)材料抗力分项系数:2.310系数醩:0.0040挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:30.000(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:15.000(度)地基土容重:24.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:170.000(kPa)地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.300地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:55.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数110.0000.0001第1个:定位距离0.000(m)城-A级坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:0.000(度)填土对横坡面的摩擦角:30.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m)=====================================================================第1种情况:组合1=============================================组合系数:1.1001.挡土墙结构重力分项系数=0.900√2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.200√3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.400√4.填土侧压力分项系数=1.400√5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√=============================================[土压力计算]计算高度为5.396(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=25.182(度)城-A级路基面总宽=10.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.600(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列布置宽度=4.695(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.0000.000033.7000.60070.00070.000045.5000.60070.0000.000053.7000.60070.00070.000065.5000.60070.0000.000073.7000.600100.000100.000085.5000.600100.0000.000093.7000.60080.00080.000105.5000.60080.0000.000布置宽度B0=4.695(m)分布长度L0=21.315(m)荷载值SG=1050.000(kN)换算土柱高度h0=0.552(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角：25.182(度)Ea=165.650(kN)Ex=132.639(kN)Ey=99.232(kN)作用点高度Zy=1.951(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积=12.992(m2)重量=298.818(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=297.335(kN)En=111.937(kN)Wt=29.733(kN)Et=122.107(kN)滑移力=92.373(kN)抗滑力=122.782(kN)滑移验算满足:Kc=1.329>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=6.926(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=132.639(kN)抗滑力=187.583(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.414>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.695(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.178(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.556(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=206.329(kN-m)抗倾覆力矩=821.940(kN-m)倾覆验算满足:K0=3.984>1.600倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=557.894(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的水平投影宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=398.049(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=615.612(kN-m)基础底面宽度B=3.958(m)偏心距e=0.433(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.547(m)基底压应力:趾部=166.499踵部=34.620(kPa)最大应力与最小应力之比=166.499/34.620=4.809作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.433<=0.167*3.958=0.660(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=166.499<=204.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=34.620<=221.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=100.560<=170.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=12.240(m2)重量=281.520(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.641(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=3.178(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.556(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=380.752(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=570.878(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.499(m)截面宽度B=3.800(m)偏心距e1=0.401(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.401<=0.250*3.800=0.950(m)截面上压应力:面坡=163.584背坡=36.811(kPa)压应力验算满足:计算值=163.584<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-5.174<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=431.522(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.855 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.800(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000 计算强度时: 强度验算满足:计算值=474.674<=2250.935(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=474.674<=2250.935(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为4.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=25.182(度)城-A级路基面总宽=10.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.600(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列布置宽度=3.829(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.0000.000033.7000.60070.00050.026045.5000.60070.0000.000053.7000.60070.00050.026065.5000.60070.0000.000073.7000.600100.00071.466085.5000.600100.0000.000093.7000.60080.00057.173105.5000.60080.0000.000布置宽度B0=3.829(m)分布长度L0=20.740(m)荷载值SG=958.690(kN)换算土柱高度h0=0.635(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角：25.182(度)Ea=117.843(kN)Ex=94.359(kN)Ey=70.593(kN)作用点高度Zy=1.631(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=10.032(m2)重量=230.736(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.197(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.508(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.631(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=301.329(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=299.220(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.993(m)截面宽度B=3.160(m)偏心距e1=0.587(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.587<=0.250*3.160=0.790(m)截面上压应力:面坡=201.638背坡=-10.924(kPa)压应力验算满足:计算值=201.638<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=10.924<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-8.282<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=337.142(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.653 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.160(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000 计算强度时: 强度验算满足:计算值=370.856<=1429.854(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=370.856<=1429.854(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=122.782(kN),滑移力=92.373(kN)。滑移验算满足:Kc=1.329>1.300滑动稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)滑动稳定方程满足:方程值=6.926(kN)>0.0安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=187.583(kN),滑移力=132.639(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.414>1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗倾覆力矩=821.940(kN-M),倾覆力矩=206.329(kN-m)。倾覆验算满足:K0=3.984>1.600倾覆稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)倾覆稳定方程满足:方程值=557.894(kN-m)>0.0(三)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(组合1)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.433<=0.167*3.958=0.660(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(组合1)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=166.499<=204.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(组合1)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=34.620<=221.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(组合1)地基平均承载力验算满足:压应力=100.560<=170.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)墙底截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(组合1)截面上偏心距验算满足:e1=0.401<=0.250*3.800=0.950(m)压应力验算最不利为：组合1(组合1)压应力验算满足:计算值=163.584<=21