城区雨污分流治理及市政道路提档升级工程（龙溪片区）结构计算书

城区雨污分流治理及市政道路提档升

级工程（龙溪片区）

结构计算书

【全一册】

目录

1设计遵循的主要规范及标准...................................................1

2本次设计基坑支护范围.......................................................1

3岩土设计参数...............................................................1

3.1岩土体物理力学参数.......................................................1

4支护结构计算................................................................1

4.1设计标准.................................................................1

4.21#调节池.................................................................1

4.3桩水平承载力验算....................................................7

5调节池结构计算................................................................8

5.1调节池顶板设计参数.......................................................8

5.2调节池池壁及底板........................................................18

6排水结构计算.................................................................49

6.1钢管桩支护（嵌入土体）.....................................................49

6.2钢管桩支护（嵌入岩体）.....................................................63

6.3围橡结构验算.............................................................78

6.4内支撑验算...............................................................82

6.5检查井盖板...............................................................85

6.6顶管工作井护壁...........................................................88

6.7顶管接收井护壁...........................................................95

6.8分流井结构..............................................................102

6.9闸门井结构..............................................................114

7总结........................................................................125

1设计遵循的主要规范及标准

(1).《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)；

(2).《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)；

(3).《混凝土质量控制标准》(GB50164—2011)；

(4).《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(2015年版);

(5).《工程结构通用规范》(GB55001-2021)；

(6).《建筑与市政工程抗震通用规范》(GB55002-2021)；

(7).《建筑与市政地基基础通用规范》(GB55003-2021)；

(8).《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)；

(9).《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)；

(10).《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268—2008)；

2本次设计基坑支护范围

本项目共设置1个调节池基坑，基坑具体布置详见下表：

表27龙溪1#调节池深基坑段落表

基坑边坡最大坡高边坡破坏破坏

基坑边坡类型坡向坡长/m防护形式

段落/m模式

AB段土质边坡133°12.19.88圆弧滑移破坏排桩6L8m@3m

BC段土质边坡43°21.210.88圆弧滑移破坏排桩61.8m@3m

CD段土质边坡313°12.110.88圆弧滑移破坏排桩61.8m@3m

DA段土质边坡223°21.210.75圆弧滑移破坏放坡

3岩土设计参数

3.1岩土体物理力学参数

根据试验成果并结合地区经验，本次勘察岩土体物理力学参数建议值见表

桩的极限桩周极岩石或

重度压缩模地基承载端阻力标限侧阻土体与

抗拉强岩石抗压强度标基底摩岩土层地基系数

内聚力内摩擦角量或变力特征值准值（机力标准锚固体岩体（KN/m5）、土

岩土名度准值（MPa）擦系数

状态形模量[fak]械）（泥浆值（机极限粘体（KN/m4）

称

护壁械）（泥结强度（水平地基系数/竖

KN/m3

向地基系数）

KPaOMPaMPa天然饱和fak(kPa)kPakPa/KPa

素填土天然19.6*5.00*27*

现场试验

（压实23*0.30*25*2000^74000*

确定

后）饱和20.4*3.00*23*

强风

23.60*200*1400*140*0.36*140*10000*/15000*

砂质泥化

岩U-4中风

24.80*54333.30.167.964.932889().42*500*60000*/100000*

化

强风

23.90*300*1700*165*0.39*200*12000*/18000*

化

砂岩

中风

192338.250.7429.9124.087946().45*900*200000*/300000*

化25.00*

天然5*天然25*

饱和3*饱和23*

石l_Lj层

50*18*

层面

裂隙结

29*15*

构面

通过室内试验并结合当地经验知，中风化砂质泥岩岩体内摩擦角由砂质泥岩岩石的内摩擦角按0.90折减而得到；砂质泥岩岩体内聚

力由砂质泥岩岩石的内聚力按0.30折减而得到；砂质泥岩岩体抗拉强度由砂质泥岩岩石的抗拉强度按0.40折减后抗拉强度标准值为

160Kpa；同理较完整中风化砂岩岩体也按此折减系数计算而得，中风化砂岩岩体抗拉强度标准值为740Kpa。

临时放坡坡率：在坡高小于10m,无整体滑动可能性前提下，填土1:1.50,粉质粘土1:1.50,强风化基岩1:1.0,中风化基岩1：0.50o

永久放坡坡率：在坡高小于10m,无整体滑动可能性前提下，填土1:1.75,粉质粘土1:1.75,强风化基岩1:1.25,中风化基岩1：0.750

表中带“*”为依据当地经验及参照相应规范取值，对桩的极限侧阻力、端阻力等力学参数建议现场通过载荷试验予以最终确定。

填土负摩阻力系数取0.25。IV级围岩围岩弹性抗力系数取2.0(MPa/cm),V级围岩围岩弹性抗力系数取0.5(MPa/cm)

2

4支护结构计算

4.1设计标准

（1）基坑安全等级：二级

（2）基坑设计工作年限：2年

（3）抗震设防烈度：6度（0.05g）。

（4）设计荷载：地面车辆荷载20kpa,人行荷载4kpa

本次边坡设计遵循“安全、经济、实用”的指导思想，应用工程地质类比法，综合经济性

等因素确定基坑设计方案。

4.21#调节池

1#调节池各段基坑为一级边坡，按临时边坡设计，稳定安全系数为1.25。由于本段基坑

AB段、BC段、CD段无放坡条件，采用排桩的方式进行垂直支护；DA段有放坡条件采用放

坡开挖，放坡坡率按填土1:1.50,粉质粘土1:1.50,强风化基岩1:1.0,中风化基岩1：0.50执

行。排桩直径61.8m,排桩间距3.0m,桩间采用8cm厚挂网喷性封闭。坡顶坡底设置截、排

水沟。经验算边坡稳定性满足相关规范要求。

其中BC段基坑边坡最高，约为10.88m,本次选取BC段基坑12号桩进行计算。

4.2.1BC段基坑12号桩（排桩）

61.避收I3Q

――sz—

球g~~4口

原始条件:

墙身尺寸：

桩总长：20.880(m)

嵌入深度：10.000(m)

截面形状：圆桩

桩径：1.800(m)

桩间距：3.000(m)

挡土板的类型数：1

板类型号板厚(m)板宽(m)板块数

10.1501.00012

嵌入段土层数：3

柱底支承条件：自由

计算方法：K法

土层序号土层厚(m)重度度N/m3)K(MN/m3)

11.75020.4001.500

22.74023.60020.000

320.00025.000200.000

物理参数：

桩混凝土强度等级：C30

桩纵筋合力点到外皮距离：100(mm)

桩纵筋级别：HRB400

桩箍筋级别：HRB400

桩箍筋间距：200(mm)

桩配筋形式：纵筋非均匀配筋

2

桩拉区纵筋配筋范围：90.000(度)

桩压区，拉区纵筋比：0.500

板混凝土强度等级：C30

板纵筋合力点到外皮距离：35(mm)

板纵筋级别：HRB400

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：20.400(kN/m3)

墙背与墙后填土摩擦角：15.000(度)

地基土容重：18.000(kN/m3)

地基土浮容重：10.000(kN/m3)

地基土内摩擦角：30.000(度)

地基土粘聚力：10.000(kPa)

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(仇)换算土柱数

120.0000.5001

第1个：距离0.000(m),宽度20.000(加)，高度1.000(m)

地面横坡角度：0.000(度)

填土对横坡面的摩擦角：35.000(度)

墙顶标高：0.000(in)

计算参数：

稳定计算目标：给定圆心，半径计算安全系数

圆心X坐标：0.000(m)

圆心Y坐标：0.000(m)

半径：21.000(m)

筋带对稳定的作用：筋带力沿圆弧切线

钢筋混凝土配筋计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数=1.350

3

第1种情况：一般情况

［土压力计算］计算高度为10.880(m)处的库仑主动土压力

第1破裂角：33.498(度)

Ea=438.056(kN)Ex=423.130(kN)Ey=113.377(kN)作用点高度Zy=3.904(m)

(-)桩身内力计算

计算方法：K法

背侧——为挡土侧：面侧——为非挡土侧。

背侧最大弯矩=8370.681(kN-m)距离桩顶15.047(m)

面侧最大弯矩=0.OOO(kN-m)距离桩顶-0.000(m)

最大剪力=2210.656(kN)距离桩顶17.547(m)

桩顶位移=68(mm)

点号距顶距离弯矩剪力位移土反力

(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)

1-0.0000.0000.000-68-0.000

20.4180.743-5.328-66-0.000

30.8375.424-17.574-64-0.000

41.25515.895-33.000-62-0.000

51.67433.486-51.607-60-0.000

62.09259.529-73.395-58-0.000

72.51195.355-98.363-56-0.000

82.929142.295-126.512-54-0.000

93.348201.679-157.841-52-0.000

103.766274.839-192.351-50-0.000

114.185363.106-230.041-48-0.000

124,603467.810-270.913-46-0.000

135.022590.282-314.964-44-0.000

145.440731.854-362.197-42-0.000

155.858893.857-412.609-40-0.000

166.2771077.620-466.203-38-0.000

176.6951284.476-522.977-36-0.000

187.1141515.755-582.932-34-0.000

197.5321772.789-646.067-32-0.000

207.9512056.908-712.383-30-0.000

4

218.3692369.443-781.880-28-0.000

228.7882711.724-854.557-26-0.000

239.2063085.084-930.414-24-0.000

249.6253490.853-1009.453-22-0.000

2510.0433930.361-1091.671-20-0.000

2610.4624404.941-1177.071-19-0.000

2710.8804915.923-1265.651-17-12.581

2811.2975437.762-1240.468-15-22.752

2911.7135949.646-1217.823-14-20.380

3012.1306452.614-1197.617-12-18.108

3112.5476947.661-1179.739-11-15.945

3212.9637435.730-1025.432-9-277.973

3313.3807802.187-753.734-8-239.547

3413.7978063.842-521.007-7-203.743

3514,2138236.359-324.450-6-170.651

3614.6308334.217-161.185-5-140.330

3715.0478370.681-28.285-4-112.813

3815.4638357.788416.440-3-734.282

3915.8808023.6471091.617-2-551.770

4016.2977448.1081586.924-2-391.672

4116.7136701.2091925.064-1-252.405

4217.1305843.8872126.825-1-131.901

4317.5474928.8582210.656-0-27.777

4417.9634001.6722192.418062.514

4518.3803101.8412085.2811141.558

4618.7972263.9411899.7351211.863

4719.2131518.7271643.7281275.769

4819.630894.1661322.8881335.355

4920.047416.322940.8382392.361

5020.463110.135499.5862448.118

5120.8800.000132.1622503.474

（二）桩身配筋计算

点号距顶距离面侧纵筋背侧纵筋箍筋

5

(m)(mm2)(mm2)(mm2)

1-0.00025455089302

20.41825455089302

30.83725455089302

41.25525455089302

51.67425455089302

62.09225455089302

72.51125455089302

82.92925455089302

93.34825455089302

103.76625455089302

114.18525455089302

124.60325455089302

135.02225455089302

145.44025455089302

155.85825455089302

166.27725455089302

176.69525455089302

187.11425455089302

197.53225455089302

207.95125455089302

218.36929045808302

228.78833326664302

239.20638017603302

249.62543148628302

2510.04348719742302

2610.462547710953302

2710.880613212264302

2811.297677213543302

2911.713733914679302

3012.130784215685302

3112.547828716574302

3212.963868017361302

6

3313.380893817876302

3413.797907518150302

3514.213911118223302

3614.630906318126302

3715.047894417888302

3815.463877017540302

3915.880830516611302

4016.297762515251302

4116.713679613593302

4217.130587911757302

4317.54749219842302

4417.96339697938302

4518.38030576113302

4618.79725455089302

4719,21325455089302

4819.63025455089302

4920.04725455089302

5020.46325455089302

5120.88025455089302

(三)整体稳定验算

圆心：(0.00000,0.00000)

半径=21.00000(m)

安全系数=2.171

总的下滑力=2397.441(kN)

总的抗滑力=5205.601(kN)

土体部分下滑力=2397.441(kN)

土体部分抗滑力=5205.601(kN)

筋带的抗滑力=0.000(kN)

整体稳定验算满足：最小安全系数=2.171>=1.250

4.3桩水平承载力验算

根据上述各调节池最不利工况的计算结果，岩石天然单轴极限抗压强度标准值为

7.96MPa,按《建筑边坡工程技术规范》(GB5O33O-2O13)第13.2.8条计算地基横向承载力特征值:

7

12号桩：

1.75m土层处：土反力为：15.9kpa

该处的横向承载力特征值为：fH=4*20*1.75*0.67-10.88*20*0.33=22kpa>15.9kpa

岩层最大反力为：734kpa

该处的横向承载力特征值为：fH=KH*n*Ek=0.5*0.3*7.96*1000=l194kpa>734kpa

经计算，桩嵌固段地基水平承载力均满足强度要求。

5调节池结构计算

调节池顶板与池壁底板分别建模计算。顶板采用PKPMV5.2.1建模验算，计算结果详计

算书附图；池壁底板采用理正工具箱7.0建模计算。

5.1调节池顶板设计参数

设计依据

本工程按照如下规范、规程进行设计：

1.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

2.《钢结构设计标准》(GB50017-2017)

3.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)

4.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

5.《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)

6.《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)

7.《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)

8.《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28-2012)

9.《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2017)

10.《钢板剪力墙技术规程》(JGJ/T380-2015)

11.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)

12.《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018)

二.计算软件信息

本工程计算软件为SATWEV5.2.0版。

8

三.结构模型概况

1.系统总信息

（一）总信息：

水平力与整体坐标夹角（度）0.00

混凝土容重（kN/m3）25.00

钢材容重（kN/m3）78.00

裙房层数0

转换层所在层号0

嵌固端所在层号1

地上部分层数1

地下室层数0

墙元细分最大控制长度（m）1.00

弹性板细分最大控制长度（m）1.00

转换层指定为薄弱层是

墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点是

高位转换结构等效侧向刚度比计算传统方法

墙倾覆力矩计算方法考虑墙的所有内力贡献

考虑梁板顶面对齐否

构件偏心方式传统移动节点方式

结构材料信息钢筋混凝土结构

结构体系框架结构

恒活荷载计算信息模拟施工加载1

风荷载计算信息计算水平风荷载

地震作用计算信息计算水平地震作用

结构所在地区全国

规定水平力的确定方式楼层剪力差方法（规范方法）

墙梁转杆单元，当跨高比＞=0.00

框架梁转壳元，当跨高比＜0.00

扣除构件重叠质量和重量否

全楼强制刚性楼板假定不采用

整体计算考虑楼梯刚度不考虑

采用指定的刚重比计算模型否

墙柱刚度折减系数1.00

9

自动计算现浇楼板自重是

弹性板按有限元方式进行面外设计否

（二）风荷载信息：

地面粗糙度类别A

修正后的基本风压（kN/m2）0.0

X向结构基本周期（秒）0.27

Y向结构基本周期（秒）0.27

风荷载作用下结构的阻尼比（％）5.00

承教力设计时风荷载效应放大系数1.00

用于舒适度验算的风压（kN/m2）0.55

用于舒适度验算的结构阻尼比（%）2.00

考虑顺风向风振影响是

考虑横风向风振影响否

考虑扭转风振影响否

水平风体型系数：

体型分段数1

第一段：

最高层号1

X向体型系数1.30

Y向体型系数1.30

设缝多塔背风面体型系数0.50

（三）地震信息：

设防地震分组第一组

设防烈度6（0.05g）

场地类别III类

建筑抗震设防类别丙类

碎框架抗震等级4四级

剪力墙抗震等级4四级

钢框架抗震等级4四级

抗震构造措施的抗震等级不改变

悬挑梁默认取框梁抗震等级否

10

按主振型确定地震内力符号否

降低嵌固端以下抗震构造措施的抗震等级否

部分框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震

等级自动提高一级是

程序自动考虑最不利水平地震作用否

考虑双向地震作用否

考虑偶然偏心是

考虑偶然偏心的方式相对于边长的偶然偏心

X向相对偶然偏心0.05

Y向相对偶然偏心0.05

重力荷载代表值的活载组合值系数0.50

周期折减系数1.00

特征周期（秒）0.45

水平地震影响系数最大值0.0400

用于12层以下规则碎框架结构薄弱层验算的

地震影响系数最大值0.2800

结构阻尼比选取方法全楼统一

结构的阻尼比（％）5.00

特征值分析参数：

分析类型子空间迭代法

计算振型个数3

斜交抗侧力构件方向附加地震数0

同时考虑相应角度的风荷载是

是否采用自定义地震影响系数曲线否

指定的隔震层个数0

阻尼比确定方法强制解耦

最大附加阻尼比0.50

迭代确定等效刚度和等效阻尼比否

（四）活荷信息：

楼面活荷载折减方式传统方式

柱、墙设计时活荷载不折减

传给基础的活荷载折减

11

柱、墙、基础活荷载折减系数:

计算截面以上层数折减系数

11.00

2-30.85

4-50.70

6-80.65

9-200.60

20层以上0.55

梁楼面活荷载折减设置不折减

梁活荷不利布置的最高层号1

墙、柱设计时消防车荷载折减

梁设计时消防车荷载折减

考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.00

（五）二阶效应:

结构内力分析方法一阶弹性设计方法

二阶效应计算方法不考虑

柱长度系数置1.0否

考虑柱、支撑侧向失稳否

考虑结构整体缺陷否

考虑结构构件缺陷否

传施工步荷载否

（六）调整信息:

梁活荷载内力放大系数1.00

梁扭矩折减系数0.40

托墙梁刚度放大系数1.00

梁端负弯矩调幅系数0.85

梁端弯矩调幅方法通过竖向构件判断调幅梁支座

地震作用下连梁刚度折减系数0.60

风荷载作用下的连梁刚度折减系数1.00

梁刚度放大系数按2010规范取值是

梁刚度放大系数按主梁计算否

12

剪重比调整调整

扭转效应是否明显否

弱轴方向动位移比例（0T）0.00

强轴方向动位移比例（0T）0.00

薄弱层调整：

按刚度比判断薄弱层的方式按抗规和高规从严判断

受剪承载力突变形成的薄弱层自动进行调整否

指定的薄弱层个数0

薄弱层地震内力放大系数1.25

地震作用调整：

全楼地震作用放大系数1.00

二道防线调整：

考虑双向地震时内力调整方式先考虑双向地震再调整

0.2vo分段调整方法规范方法

alpha0.20

beta1.50

调整分段数0

调整系数上限2.00

调整与框支柱相连的梁的内力否

框支柱调整系数上限5.00

采用SAUSAGE-Design计算的连梁刚度折减系

数否

计算地震位移时不考虑连梁刚度折减否

钢管束墙混凝土刚度折减系数1.00

转换结构构件（三、四级）的水平地震作用效

应放大系数1.00

梁柱重叠部分简化为刚域：

梁端简化为刚域否

柱端简化为刚域否

（七）设计信息:

结构重要性系数1.00

交叉斜筋箍筋与对角斜筋强度比1.00

13

钢构件截面净毛面积比0.85

梁按压弯计算的最小轴压比0.15

梁按拉弯计算的最小轴拉比0.15

钢梁宽厚比等级S4

钢柱宽厚比等级S4

钢构件材料强度执行《高钢规》JGJ99-2015是

长细比、宽厚比执行《高钢规》第7.3.9条和

7.4.1条否

框架梁端配筋考虑受压钢筋是

结构中的框架部分轴压比限值按照纯框架结

构的规定采用否

构造边缘构件竖向配筋最小值提高0.001Ac是

轴压比小于《抗规》6.4.5条限制时设置为构

造边缘构件是

按排架柱考虑柱二阶效应否

框架梁弯矩按简支梁控制主梁、次梁均执行此条

主梁进行简支梁控制的处理方法分段计算

梁保护层厚度(mm)30.00

柱保护层厚度(mm)30.00

钢柱计算长度系数：

X向：有侧移

Y向：有侧移

自动考虑有无侧移否

柱配筋计算原则按单偏压计算

柱双偏压配筋方式普通方式

柱剪跨比计算原则简化方式(H/2h0)

简化方式(H/2h0)否

墙柱配筋采用考虑翼缘共同工作的设计方法否

圆钢管混凝土构件设计执行规范高规(JGJ3-2010)

方钢管混凝土构件设计执行规范