横二路下穿地道 设计计算书

设计计算书项目名称：两江大道东侧（寨子路至五横线）片区道路（二期）子项或构筑物名称：横二路下穿地道两江大道东侧（寨子路至五横线）片区道路（二期）结构计算书PAGEI目录2687一工程概况 132208二主要参考规范及设计依据 1106772.1设计标准 137552.2设计依据及规范 230537三工程地质概况 3170573.1地层岩性 3117633.2水文条件 4115553.3不良地质作用 5124313.4土层岩土工程参数 55637四下穿地道结构计算 6323594.1结构基本数据 68034.2暗埋段结构断面验算（7~9m覆土） 9252714.3暗埋段结构断面验算（2~7m覆土） 1117495五下穿地道基坑计算 133395.1基坑支护设计 13153535.2基坑计算 13一工程概况两江大道东侧（寨子路至五横线）片区道路工程地处北部龙兴工业园龙兴核心聚居区内，位于两江大道以东、五横线以南、御临河以西及寨子路以北的围合区域，片区道路总共包含11条次、支路。根据片区内地块的开发进度和业主安排，本项目分四期实施。本次设计为本项目二期，项目二期共包含6条次、支路。本项目（二期）6条道路分别为:横一路、横二路、横三路、横四路、横五路、纵二路南，路线总长约4.46km。设计范围内包含地通道4座,分别为横二路下穿渝江路、横三路下穿渝江路、横四路下穿渝江路、纵二路下穿寨子路。所有下穿均为暗埋段。横二路下穿地道起点桩号为K0+420，终点桩号为K0+500,双向四车道，设计速度30km/h，长度80m，下穿地道采用单箱双室结构，下穿地道平面位于直线段。本册计算书包含横二路下穿地道结构设计、基坑支护设计内容。二主要参考规范及设计依据2.1设计标准1）设计速度：30km/h2）荷载等级：城-B级3）抗震设防标准：建设场区抗震设防烈度6度，设计基本地震动加速度峰值为0.05g4）设计使用年限：100年5）设计安全等级：一级6）隧道建筑限界：限宽，按道路横断面布置限高，车行道限高≥4.5m7）地下结构抗渗等级：P88）防水等级：二级2.2设计依据及规范1）设计依据（1）《两江大道东侧（寨子路至五横线）片区道路（二期）-初步设计》，上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，2021.06。（2）《两江大道东侧（寨子路至五横线）片区道路（二期）—横一路、横二路、横三路、横四路、横五路和纵二路南工程地质勘察报告（一次性详勘）》（2020.10）。（3）《重庆两江新区建设管理局关于两江大道东侧（寨子路至五横线）片区道路（二期）初步设计的批复》渝两江建审2022-38号。（4）初步设计评审意见。2）采用的主要设计规范《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-2008）《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）《城市地下道路工程设计规范》（CJJ211-2015）《混凝土结构设计规范（2015版）》（GB50010-2010）《混凝土结构耐久性规范》（GB/T50476-2008）《地下结构抗震设计标准》（GB/T51336-2018）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《工程结构通用规范》（GB55001-2021）《建筑与市政地基基础通用规范》（GB55003-2021）《混凝土结构通用规范》（GB55008-2021）《建筑与市政工程抗震通用规范》（GB55002-2021）重（16）重庆市工程建设标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ50-047-2016）三工程地质概况3.1地层岩性地表分布第四系全新统(Q4)素填土和粉质粘土，下伏基岩为侏罗系沙溪庙组(J2s)沉积岩层，沿线的岩层以砂岩和泥质泥岩为主。现依据地层的新老关系对岩性特征作简要介绍：1）第四系全新统(Q4)（1）素填土(Q4ml)：场地素填土主要为施工平场形成，褐红色，主要由砂、泥岩块石、碎石夹粘性土组成，局部夹少量杂填土（主要为建筑垃圾和生活垃圾），砂、泥岩块碎石含量25%～55%，粒径20～400mm，局部大于600mm。结构松散~稍密，大部分为新近回填，局部为道路路基，回填时间2~5年，钻探揭露厚度0.0～45.5m(2H43)，在道路沿线分段分布。（2）粉质粘土(Q4el+dl)：褐色、灰褐色，局部包含砂岩碎、块石（块石主要位于危岩带下方），块径0.5～2m，碎块石含量约占20~40％，干强度中等，韧性中等，切口无光泽～稍有光泽，局部有摇振反应。主要为残坡积成因，厚度约0.0～8.7m(2H62)，该层在沿线均有分布。2）侏罗系中统沙溪庙组（J2s）（1）砂质泥岩：褐红色、紫红色，粉砂泥质结构，中厚层状构造。表层强风化带厚度1.0～4.5m，强风化岩芯呈碎块状，风化裂隙发育；中风化岩芯呈柱状、长柱状，裂隙较发育～不发育，完整性较好。饱和抗压强度在2.7～10.5Mpa之间，标准值5.6Mpa。（2）砂岩：褐红色、灰色，细-中粒结构，中～厚层状构造，泥钙质胶结，局部含泥质较重。主要矿物成分有：石英、长石。砂岩强风化层厚度0.4～2.5m，强风化岩芯多呈黄色、黄灰色，碎块状、短柱状；中风化岩芯呈柱状、长柱状，裂隙较发育～不发育，完整性好，含泥质重。饱和抗压强度在15.7～48.4Mpa之间，标准值26.1Mpa。强风化层岩体破碎，风化裂隙发育，多呈土状、土夹石状和碎块状，岩体基本质量等级为V级，钻孔揭露厚度约为0.4～4.5m。3.2水文条件场地大部分为施工区，部分为原始地貌，地表被粉质粘土或素填土所覆盖，水文地质条件简单，场地内地下水富水性受地形地貌、岩性及裂隙发育程度控制，为排水管网、大气降雨和地面水体渗漏补给，水量大小与降水因素关系密切，受气候和季节性变化较大，在雨季松散层孔隙水量相对较大。沿线无统一地下水位，场区地下水主要为松散层孔隙水和基岩裂隙水。1）第四系松散层孔隙水该类型地下水不连续分布在人工填土层中，水量大小受原始地貌和覆盖层范围、厚度、透水性制约，受季节、气候影响大，水量大小不一，不稳定，水质成分由含水介质的性质决定，主要由大气降水补给。经钻孔揭露，其中地下水位标高176.57~180.76m，地下水埋深约5.0～43.0m；根据地区经验人工填土层属于中～强透水层；粉质粘土层厚度约0～8.7m，多呈软塑～可塑状，根据地区经验粉质粘土层属于弱透水层，为场地范围的相对隔水层；地下水接受补给后将沿基岩面及填土与粉质质粘土界面向地势较低处（场地东侧）排泄，最终汇入御临河；局部于场地地块以及原始地貌相对低洼处汇集，不，形成局部小区域潜水。2）基岩裂隙水包括风化裂隙水和构造裂隙水，风化裂隙水分布在浅表基岩强风化带中，为局部性上层滞水或小区域潜水，水量小，受季节性影响大，各含水层自成补给、径流、排泄系统。构造裂隙水分布于厚层块状砂岩层中，以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存，水量稍大，动态稍稳定，砂质泥岩为相对隔水层，水量小。在场地内主要表现为地势较高的斜坡及丘顶平台，地表水迳流条件较好，地下水补给范围小，表层土体较薄，松散层储存地下水条件差，地下水来源主要为大气降水，地下水不发育；在地势较低的斜坡地段，地表水迳流条件一般，地下水补给主要来源于地势较高地区的裂隙水及大气降水，地下水较少。结合重庆地区经验：场地人工填土(局部存在杂填土)的均匀性差，差异较大，为中等～强透水层；场地粉质粘土层、基岩(主要为基岩裂隙渗透)为微透水～弱透水层。后期回填后，若周边截排水条件较差，则在雨季或长时间下雨情况下，场地地下水会有较大的增加，涨幅约1～2m。建议场地内的人工填土层渗透系数可取1.5～13.5m/d，粉质粘土层渗透系数可取0.10～0.2m/d，砂质泥岩层渗透系数可取0.005～0.090m/d，砂岩层渗透系数可取0.05～0.30m/d。3.3不良地质作用1.不良地质作用根据地表地质调查、访问和综合分析场地的地质条件，拟建场地无滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷和采空区等不良地质作用，无不利的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等不利的埋藏物。场地现状基本稳定。2.特殊性岩土根据勘察，场地特殊性岩土为人工填土和强风化岩。场地人工填土主要由平场施工形成，褐红色，以素填土为主，主要由砂泥岩碎块石组成，含少量建筑垃圾和生活垃圾。砂、泥岩块碎石含量25%～55%，粒径20～400mm，局部大于600mm。结构以松散～稍密为主，大部分为新近回填，部分回填时间2~5年，钻探揭露厚度0.0～45.5m，在道路沿线分段分布。其厚度变化较大，均匀性差，级配一般。强风化岩分布于整个场地基岩表层，风化裂隙发育，岩质软，岩体破碎，力学性质较差。3.4土层岩土工程参数根据勘察报告资料，路线内各土层岩土工程参数建议列于下表3.4-1：表3.4-1岩土体物理力学参数推荐值一览表四下穿地道结构计算4.1结构基本数据1）明挖隧道典型横断面暗埋段采用钢筋砼箱型框架结构，结构尺寸根据框架结构计算确定。地下通道结构典型横断面布置如下：图4.1-1隧道典型横断面2）模型简化（1）将结构简化成平面框架问题进行分析。（2）结构底板外侧为岩土体，因此，结构底板可视为弹性地基梁。弹性地基采用“温克尔”模型，弹簧为单向受压弹簧。抗拔桩位置设置受拉弹簧，弹簧刚度根据抗拔桩抗拔特征值确定。3）计算软件采用MIDASCIVIL软件4）荷载分类作用在地下结构上荷载，按表4.1进行分类。表4.1荷载分类表荷载类型荷载名称永久荷载结构自重地层压力结构上部建构筑物压力水压力及浮力混凝土收缩及徐变固定设备重量地基下沉影响力可变荷载基本可变荷载地面汽车荷载及其动力作用地面汽车荷载引起的侧向土压力隧道内部汽车荷载及其动力作用轨道交通车辆荷载及其动力作用其它可变荷载人群荷载温度变化荷载施工荷载偶然荷载地震荷载人防荷载5）计算参数本工程中采取的计算参数如下表所示。计算参数表岩土参数岩土平均重度（kN/m3）20水重度（kN/m3）10侧压力系数0.5土体竖向基床系数（kN/m3）15000土体水平基床系数（kN/m3）10000结构参数主体结构钢筋砼重度（kN/m3）25铺装层钢筋混凝土重度（kN/m3）23受力钢筋保护层最小厚度顶、底板（外侧/内侧）（mm）50/40侧墙（外侧/内侧）（mm）50/406）计算模型地下结构的计算采用平面杆系计算模型。沿纵向截取单位长度，模拟为弹性地基上的框架进行内力分析。4.2暗埋段结构断面验算（7~9m覆土）1）计算结构参数侧墙厚度1200mm，底板厚度1400mm~1700mm，顶板1400mm，中隔墙800mm混凝土等级：C40顶板最大覆土厚度约9m。2）主要荷载计算侧向水土压力计算模式：水土分算采用侧向土压力类型：静止土压力，侧压力系数0.53）结构内力计算考虑自重工况和浮力工况取包络值，按基本组合和标准组合计算结果，选取侧墙外侧，底板下侧等部位弯矩最大处Mmax作为控制配筋、裂缝的主要验算部位，内力取值适当考虑腋角作用。基本组合-弯矩(kN﹒m)基本组合-轴力(kN)基本组合-剪力(kN)标准组合-弯矩(kN﹒m)4）配筋及裂缝验算5）抗剪验算4.3暗埋段结构断面验算（2~7m覆土）1）计算结构参数侧墙厚度1200mm，底板厚度1400mm~1700mm，顶板1400mm，中隔墙800mm混凝土等级：C40顶板最大覆土厚度约7m。2）主要荷载计算侧向水土压力计算模式：水土分算采用侧向土压力类型：静止土压力，侧压力系数0.53）结构内力计算考虑自重工况和浮力工况取包络值，按基本组合和标准组合计算结果，选取侧墙外侧，底板下侧等部位弯矩最大处Mmax作为控制配筋、裂缝的主要验算部位，内力取值适当考虑腋角作用。基本组合-弯矩(kN﹒m)基本组合-轴力(kN)基本组合-剪力(kN)标准组合-弯矩(kN﹒m)4）配筋及裂缝验算5）抗剪验算五下穿地道基坑计算5.1基坑支护设计根据上述地勘评价及现状地形，该段为现状渝江路填方边坡，边坡最大高度约18.0m，边坡安全等级为一级。基坑两侧地块为待开发地块，具备放坡开挖条件，因此考虑采用放坡开挖施工，放坡开挖土质边坡坡率1：1.75，坡高每6m设置2m宽平台一处。边坡坡脚、坡顶均设置排水沟。坡面设置100mm厚C20钢筋砼网喷，并设置泄水管。横二路下穿地道基坑支护设计见图4.1。图4.1横二路下穿地道基坑开挖断面图5.2基坑计算（1）、计算软件：理正岩土7.0（2）、计算结果：[计算简图][控制参数]:采用规范: 建筑边坡工程技术规范(50330--2013)计算目标: 安全系数计算滑裂面形状:圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数6坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数110.5006.000022.0000.0000310.5006.000042.0000.0000510.5006.0000610.0000.0001超载1距离2.000(m)宽5.000(m)荷载(20.00--20.00kPa)270.00(度)[土层信息]上部土层数1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)力系数118.00021.00040.000层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00026.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1================================================================下部土层数3层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)力系数121.00021.00040.00021.20025.000400.00034.50025.6001200.000层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00026.0002436.00030.60031415.00037.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值123不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:瑞典条分法稳定计算目标: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:[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(1.537,28.240)(m)滑动半径=28.282(m)滑动安全系数=1.283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下滑力抗滑力超载竖向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)0.0000.769-2.3360.7695.00026.003.800.000.000.000.000.00-0.155.700.000.000.7691.537-0.7790.7695.00026.0011.220.000.000.000.000.00-0.159.320.000.001.5372.5331.0090.9965.00026.0025.010.000.000.000.000.000.4417.180.000.002.5333.5293.0280.9975.00026.0036.220.000.000.000.000.001.9122.630.000.003.5294.5255.0511.0005.00026.0046.610.000.000.000.000.004.1027.640.000.004.5255.5217.0801.0045.00026.0056.290.000.000.000.000.006.9432.270.000.005.5216.5179.1191.0095.00026.0065.230.000.000.000.000.0010.3436.460.000.006.5177.51211.1691.0155.00026.0073.410.000.000.000.000.0014.2240.200.000.007.5128.50813.2331.0235.00026.0080.800.000.000.000.000.0018.5043.480.000.008.5089.50415.3161.0335.00026.0087.400.000.000.000.000.0023.0946.280.000.009.50410.50017.4191.0445.00026.0093.180.000.000.000.000.0027.8948.580.000.0010.50011.50019.5511.0615.00026.0092.540.000.000.000.000.0030.9747.840.000.0011.50012.50021.7171.0765.00026.0084.620.000.000.000.000.0031.3143.730.000.0012.50013.45523.8641.0445.00026.0078.020.000.000.000.000.0031.5740.020.000.0013.45514.40925.9981.0625.00026.0080.060.000.000.000.000.0035.0940.410.000.0014.40915.36428.1701.0835.00026.0081.200.000.000.000.000.0038.3340.330.000.0015.36416.31830.3881.1075.00026.0081.400.000.000.000.000.0041.1839.780.000.0016.31817.27332.6581.1345.00026.0080.590.000.000.000.000.0043.4938.760.000.0017.27318.22734.9861.1655