保障性租赁住房改建项目(消防水池)基坑支护及降水工程施工图设计计算书

保障性租赁住房改建项目(消防水池)基坑支护及降水工程施工图设计计算书-8-第一部分基坑支护结构设计计算一、基坑AB段支护结构计算⑴本计算书适用于基坑1-1'剖面支护结构段，采用微型钢管桩支护，基坑开挖设计深度5.6m。⑵地层参数：土层厚度参照岩土工程勘察报告，地层岩体力学参数采用岩土工程勘察报告相关内容。⑶基坑顶面要求作砼硬化处理，砼硬化密实，沉砂池、排水沟等砌筑牢实，防止地表水渗漏，确保边坡安全。⑷若基坑实际开挖深度及边坡岩土特性等与设计有较大出入时应重新设计。⑸本段参照地勘zk9号钻孔地质资料，按最不利条件进行计算。[支护方案]钢管桩支护[基本信息]规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级一级支护结构重要性系数γ01.10基坑深度h(m)5.600嵌固深度(m)5.700桩顶标高(m)-0.300桩材料类型型钢├钢材牌号Q235└截面参数无缝钢管φ203×10.0└抗拉、抗压和抗弯f(MPa)215└抗剪fv(MPa)125└截面塑性发展系数1.05桩间距(m)0.500有无冠梁有├冠梁宽度(m)0.400├冠梁高度(m)0.400└水平侧向刚度(MN/m)2.000防水帷幕无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0[超载信息]超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)160.0002.00015.0001.500[土层信息]土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)6.500外侧水位深度(m)6.500弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法内力计算时坑外土压力计算方法主动[土层参数]层号土类名称层厚重度浮重度黏聚力内摩擦角黏聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1素填土0.8019.012.008.002粉土2.6019.113.0016.503卵石2.2021.05.0030.004卵石1.4022.012.05.0035.005.0035.005卵石10.0022.512.55.0040.00层号与锚固体摩水土计算方法m,c,K值极限承载力擦阻力(kPa)标准值(kPa)130.0m法1.68120.00260.0m法5.09120.00390.0m法15.50120.004150.0分算m法21.50120.005200.0分算m法28.50120.00层号有效内摩静止土压力静止土压擦角φ'(度)系数估算公式力系数Ko12345[土压力模型及系数调整] 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粉土合算1.0001.0001.00010000.0003卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0004卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0005卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工况信息]工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖5.600[设计参数]整体稳定计算方法瑞典条分法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算合算地层考虑孔隙水压力ㄨ条分法中的土条宽度(m)0.40刚度折减系数K0.850[设计结果][结构计算]各工况：内力位移包络图：地表沉降图：[冠梁选筋结果] 钢筋级别选筋As1HRB4003E16As2HRB4001E16As3HPB300d8@200[截面计算][截面参数]弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25[内力取值]段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)35.590.0037.8137.811基坑外侧最大弯矩(kN.m)29.67135.6831.5231.52最大剪力(kN)39.0751.9648.8448.84[截面验算]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei=Mn/(γ*Wx)=37.815/(1.050*278.890*10-6)=129.133(MPa)<f=215.000(MPa)满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai=Mw/(γ*Wx)=31.521/(1.050*278.890*10-6)=107.642(MPa)<f=215.000(MPa)满足式中: σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(MPa); σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(MPa); Mw———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m); Mn———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m); Wx———钢材对x轴的净截面模量(m3); f———钢材的抗弯强度设计值(MPa); γ———型钢截面塑性发展系数;[整体稳定验算]计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度:0.40m滑裂面数据圆弧半径(m)R=11.354圆心坐标X(m)X=-3.142圆心坐标Y(m)Y=5.150整体稳定安全系数Ks=2.140>1.35,满足规范要求。[抗倾覆稳定性验算]抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算: Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。工况1： Kov=1.757>=1.250,满足规范抗倾覆要求。[嵌固深度构造验算]根据公式:嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.800×5.600=4.480m嵌固深度采用值5.700m>=4.480m,满足构造要求。[嵌固段基坑内侧土反力验算]工况1： Ps=215.425≤Ep=675.475，土反力满足要求。 式中： Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）； Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。二、基坑GH段支护结构计算⑴本计算书适用于基坑2-2'剖面支护结构段，采用微型钢管桩支护，基坑开挖设计深度5.6m。⑵地层参数：土层厚度参照岩土工程勘察报告，地层岩体力学参数采用岩土工程勘察报告相关内容。⑶基坑顶面要求作砼硬化处理，砼硬化密实，沉砂池、排水沟等砌筑牢实，防止地表水渗漏，确保边坡安全。⑷若基坑实际开挖深度及边坡岩土特性等与设计有较大出入时应重新设计。⑸本段参照地勘zk9号钻孔地质资料，按最不利条件进行计算。[支护方案]钢管桩支护[基本信息]规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级一级支护结构重要性系数γ01.10基坑深度h(m)5.600嵌固深度(m)5.700桩顶标高(m)-0.300桩材料类型型钢├钢材牌号Q235└截面参数无缝钢管φ203×10.0└抗拉、抗压和抗弯f(MPa)215└抗剪fv(MPa)125└截面塑性发展系数1.05桩间距(m)0.500有无冠梁有├冠梁宽度(m)0.400├冠梁高度(m)0.400└水平侧向刚度(MN/m)2.000防水帷幕无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0[超载信息]超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)115.0000.00015.0001.500条形[土层信息]土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)6.500外侧水位深度(m)6.500弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法内力计算时坑外土压力计算方法主动[土层参数]层号土类名称层厚重度浮重度黏聚力内摩擦角黏聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1素填土0.8019.012.008.002粉土2.6019.113.0016.503卵石2.2021.05.0030.004卵石1.4022.012.05.0035.005.0035.005卵石10.0022.512.55.0040.00层号与锚固体摩水土计算方法m,c,K值极限承载力擦阻力(kPa)标准值(kPa)130.0m法1.68120.00260.0m法5.09120.00390.0m法15.50120.004150.0分算m法21.50120.005200.0分算m法28.50120.00层号有效内摩静止土压力静止土压擦角φ'(度)系数估算公式力系数Ko12345[土压力模型及系数调整] 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粉土合算1.0001.0001.00010000.0003卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0004卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0005卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工况信息]工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖5.600[设计参数]整体稳定计算方法瑞典条分法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算合算地层考虑孔隙水压力ㄨ条分法中的土条宽度(m)0.40刚度折减系数K0.850[设计结果][结构计算]各工况：内力位移包络图：地表沉降图：[冠梁选筋结果] 钢筋级别选筋As1HRB4003E16As2HRB4001E16As3HPB300d8@200[截面计算][截面参数]弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25[内力取值]段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)30.300.0032.1932.191基坑外侧最大弯矩(kN.m)24.72118.1526.2726.27最大剪力(kN)31.0243.5638.7738.77[截面验算]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei=Mn/(γ*Wx)=32.190/(1.050*278.890*10-6)=109.925(MPa)<f=215.000(MPa)满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai=Mw/(γ*Wx)=26.267/(1.050*278.890*10-6)=89.700(MPa)<f=215.000(MPa)满足式中: σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(MPa); σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(MPa); Mw———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m); Mn———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m); Wx———钢材对x轴的净截面模量(m3); f———钢材的抗弯强度设计值(MPa); γ———型钢截面塑性发展系数;[整体稳定验算]计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度:0.40m滑裂面数据圆弧半径(m)R=8.771圆心坐标X(m)X=-2.096圆心坐标Y(m)Y=2.764整体稳定安全系数Ks=2.588>1.35,满足规范要求。[抗倾覆稳定性验算]抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算: Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。工况1： Kov=2.052>=1.250,满足规范抗倾覆要求。[嵌固深度构造验算]根据公式:嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.800×5.600=4.480m嵌固深度采用值5.700m>=4.480m,满足构造要求。[嵌固段基坑内侧土反力验算]工况1： Ps=183.168≤Ep=675.475，土反力满足要求。 式中： Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）； Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。第二部分基坑降水设计计算一、降水设计计算1.1设计计算参数=1\*GB2⑴降水井点系统围合面积约（A）:A=197.50㎡。=2\*GB2⑵降水深度：按降至场平标高以下-6.5m。=3\*GB2⑶地下水静止水位HO：根据勘察时水位并结合施工期及场地历史最高水位埋深情况，综合取Ho=3.0m（场地整平后深度）。=4\*GB2⑷含水层厚度：H＝20.0m。=5\*GB2⑸渗透系数：K=25.00m/d（按地勘报告建议取值）。=6\*GB2⑹基坑设计水位降深(m)；s=6.5-3.0=3.5m。=7\*GB2⑺基坑等效半径（m）。=8\*GB2⑻降水影响半径(m)。1.2基坑涌水量基坑降水总涌水量按《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ111-2016）附录B.0.3潜水非完整井公式计算：式中：—基坑总涌水量（m3/d）；—含水层的渗透系数（m/d）；—潜水含水层厚度(m)；h—基坑动水位至含水层底板的距离(m)；—平均动力水位（m），；s—基坑水位降深(m)；—降水影响半径（m）；—基坑等效半径（m）；A—降水井点系统围合面积（m2）。经计算，基坑降水总涌水量：1.3单井出水量单井出水量q按《建筑与市政工程地下水位控制技术规（JGJ111-2016）附录C.0.5式估算：式中：r—过滤器半径（m）；l—过滤器进水部分长度(m)；k—含水层渗透系数（m/d）。则估算单井出水量m3/d1.4管井数及井间距=1\*GB2⑴管井数估算结合我司多年的降水设计、施工的经验，各单井出水量之和应大于基坑出水量，且单井出水量应小于单井出水能力，预估单井流量为550m3/d（前期估算抽水量，后期随抽排时间变化，可能会递减），并依据《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ111-2016）5.3.4式计算：式中：n—降水井数量（口）；Q—基坑涌水量（m3/d）；q—单井出水量（m3/d）；—调整系数（一级安全等级取1.2，二级安全等级取1.1，三级安全等级取1.0；本次设计取值1.1