长城路（双华路-大件路）改建工程-景墙基础结构设计计算书

设计计算书项目编号：设计阶段：施工图设计项目名称：长城路（双华路-大件路）改建工程子项或构筑物名称：景墙基础结构计算专业：结构计算书册数：1第1册共页长城路（双华路-大件路）改建工程景墙基础结构计算书PAGEI目录一工程概况 2二主要参考规范及设计依 22.1设计标准 22.2设计依据及规范 2三工程地质概况 33.1地形地貌 33.2地层岩性 43.3水文地质条件 73.4场地水、土腐蚀性评价 83.5不良地质作用、特殊性岩土和不利埋藏物评价 83.6场地地震效应评价 93.7岩土的工程特性指标 9四计算模型及荷载参数 104.1荷载计算 104.2计算参数 114.3计算软件 114.4计算模型 115景墙基础计算 125.1结构尺寸 125.2基础荷载计算 125.3基础计算 13PAGE15一工程概况本说明适用于长城路（双华路-大件路）改建工程的景墙基础结构设计。景墙位于光电所附近绿地范围内。景墙共2座，上部采用钢结构，基础采用条形基础。尺寸详见各构造图。本图仅包括景墙基础结构设计图，上部钢结构应以厂家深化设计为准，以保证本工程的功能得到实现。景墙上部钢结构与基础的连接方式及相关预埋件和预留孔洞等按厂家专项设计执行。待厂家完成上部结构与基础的连接设计并确认无误后，方可进行施工。景墙的实际放样和平面定位详见景观专业图纸。二主要参考规范及设计依2.1设计标准1）结构安全等级：二级。2）本工程设计工作年限50年；安全等级为二级；裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度的限值为0.2mm;3）地基基础设计等级：丙级。4）环境类别：二b。5）地震作用：地震基本烈度7度，地震动峰值加速度为0.10g，抗震设防类别为标准设防类，抗震等级为四级。6）基本风压：0.3kN/m2/，地面粗糙度类别：C类。除注明外，结构设计的恒、活载按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）取值。2.2设计依据及规范1）设计依据1.《长城路(双华路～大件路)改建工程岩土工程勘察报告》（详细勘察阶段），工程编号：ZBSC-KC2212-005，中兵勘察设计研究院有限公司，2023.06.15。2.《长城路（双华路~大件路）改建工程初步设计》，上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，2023.06。3.《成都市双流区住房建设和交通局关于长城路（双华路-大件路）改建工程初步设计的批复》，〔2023〕初设批字-015，成都市双流区住房建设和交通局，2023.06.16。4.电气、道路专业相关图纸2）主要设计规范1）《工程结构通用规范》（GB55001-2021）；2）《建筑与市政工程抗震通用规范》（GB55002-2021）；3）《建筑与市政地基基础通用规范》（GB55003-2021）；4）《钢结构通用规范》（GB55006-2021）；5）《混凝土结构通用规范》（GB55008-2021）；6）《建筑与市政工程防水通用规范》（GB55030-2022）；7）《建筑与市政工程施工质量控制通用规范》（GB55032-2022）；8）《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）；9）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；10）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）；11）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；12）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；13）《混凝土结构耐久性设计标准》（GB/T50476-2019）。14）《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）；15）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）；16）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；17）《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）。三工程地质概况3.1地形地貌拟建场地位于成都市双流区，交通便利。场地地势起伏变化较大，高程为480.44～500.60m，，相对高差约10.16m。场地地貌单元属于岷江水系Ⅰ级阶地和牧马山台地。3.2地层岩性经钻探揭露及根据区域地质资料综合分析可知，场地内表层为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土、粉土、细砂、卵石，第四系中下更新统冰水沉积层（Q1+2fgl）的黏土、卵石组成；下部基岩为白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。现将各层特征分述如下：第四系全新统人工填土层（Q4ml）①填筑土：场地内分布在道路和人行道。道路填筑土地表为沥青混凝土，厚度10cm左右、其下为水稳层，厚度20～30cm，下部为回填连砂石层，厚度10～60cm，灰色、灰黄色，稍密结构，稍湿，成份以花岗岩、石英岩、灰岩等卵粒物组成，磨圆度较好，粒径一般为20～120mm，卵石间充填物以粉细砂为主；道路填筑土层厚为0.60～1.20m。人行道填筑土地表为地砖，其下为砂浆层，厚度约5cm，下部为回填连砂石，厚度10～50cm，稍密结构，稍湿；人行道填筑土层厚为0.20～1.20m。fak=120kPa。②杂填土：K0+15.186～K1+940地段杂填土为黄褐色、褐红色为主，稍密，稍湿，成份以黏土为主，夹少量建筑垃圾、卵石，为原道路修筑时回填而成，回填时间大于10年，基本完成自重固结。K1+940～K3+930.449地段杂填土为灰色、灰黑色为主，稍密，成份以粉土、粉细砂为主，夹大量建筑垃圾、卵石，为修筑道路时回填而成，回填时间大于10年，已基本完成自重固结。场地内主要分布在人行道和电力排管地段，层厚为0.50～6.00m。fak=60kPa。③素填土：K0+15.186～K1+940地段地段素填土为黄色、褐黄色、褐红色、灰色，色杂，稍～湿，稍密，主要以黏土为主，含植物根系和少量建筑垃圾，回填时间大于10年，已基本完成自重固结。K1+940～K3+930.449地段素填土为浅灰色、灰黑色、灰黄色为主，稍密，成份以粉土、粉细砂为主，含大量卵石、圆砾，大部分为修筑道路时回填而成，回填时间大于10年，已基本完成自重固结。场地内分布较广泛，层厚为0.30～6.80m。fak=70kPa。第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）④粉质黏土：灰褐色，灰黄色，可塑，稍湿。成份主要由黏粒组成，含少量粉粒，含铁锰质氧化物及其结核。切面稍有光泽反应，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。场地内主要分布在K1+320～K2+800（文星桥～川大路之间）地段，层厚为0.50～5.30m。fak=140kPa。⑤粉土：灰黄色，灰色，稍密～中密，稍湿～湿。成份主要由粉粒组成，含铁锰质氧化物及其结核，黏粒含量11.2～14.5%。无光泽，干强度低、韧性低，摇震反应中等。部分地段底部渐变为细砂。场地内分布在K1+320～K2+800（文星桥～川大路之间）地段，呈透镜体状分布于局部地段，层厚为0.40～1.60m。fak=110kPa。⑥细砂：青灰色、灰黄色，湿～饱和，松散。成份主要为长石、石英，次为云母，局部夹少量卵石。场地内分布在K1+320～K2+800（文星桥～川大路之间）局部地段，呈透镜体状分布于卵石顶部，层厚为0.40～0.90m。fak=90kPa。⑦卵石：灰色、灰黄色，主要成分为花岗岩、石英岩、灰岩等硬质岩石组成，以圆形～亚圆形为主，磨圆度较佳，粒径一般为20～120mm，卵石间充填物以细砂为主，其次为粉细砂、中砂、砾石。局部地段夹中砂层透镜体，最大厚度0.5m，分布在ZK14地段。根据N120动力触探资料和卵石层中卵石含量不同，依据相关规范的规定，可将卵石层按密实度分为松散、稍密、中密和密实四个亚层：⑦1松散卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量的50～55%，排列十分混乱，绝大部分不接触，N120击数为2～4击／10cm。场地内局部地段分布，呈似层状或透镜体状分布于卵石层上部。fak=180kPa。⑦2稍密卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量的55～60%，排列混乱，大部分不接触，N120击数为4～7击/10cm。场地内局部地段分布，呈层状或透镜体分布于卵石层中上部。fak=300kPa。⑦3中密卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量的60～70%，呈交错排列，大部分接触，N120击数为7～10击/10cm。场地内广泛较分布于卵石层中下部。fak=550kPa。⑦4密实卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量>70%，呈交错排列，连续接触，N120击数＞10击/10cm。场地内广泛分布于卵石层中下部。fak=750kPa。卵石层场地内主要广泛分布在K1+460～K3+930.449地段，层厚为4.80～8.40m。第四系中下更新统冰水沉积层（Q1+2fgl）⑧1可塑黏土：灰黑色、灰黄色，湿，可塑，主要由黏粒组成，含少量铁锰质氧化物及其结核，局部夹腐植物根茎。切面光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。场地内主要分布在东侧10kv电力排管局部地段，层厚为0.8～3.5m。fak=150kPa。⑧2硬塑黏土：褐黄、褐红色、紫红色，稍湿，硬塑，间夹黄或灰白色，主要由黏粒组成，含少量铁锰质氧化物及其结核。切面光滑，无摇振反应，干强度高，韧性高。场地内广泛分布在K0+15.186～K1+460地段，厚度大，本次勘察揭露厚度在3.20～10.50m。fak=200kPa。⑨卵石：灰黄色、褐黄色、灰白色，主要成分为花岗岩、石英岩等硬质岩石组成，以亚圆形为主，磨圆度一般，粒径一般为20～100mm，大部分花岗岩已强风化，卵石间充填物以泥质为主，其次为黏粒、粉砂、细砂。根据N120动力触探资料和卵石层中卵石含量不同，依据相关规范的规定，可将卵石层按密实度分为稍密、中密和密实三个亚层：⑨1稍密卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量的55～60%，排列混乱，大部分不接触，N120击数为4～7击/10cm。场地内局部地段分布，呈层状或透镜体分布于卵石层上部。fak=300kPa。⑨2中密卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量的60～70%，呈交错排列，大部分接触，N120击数为7～10击/10cm。场地内广泛较分布于卵石层中下部。fak=550kPa。⑨3密实卵石：卵石骨架颗粒质量占总重量>70%，呈交错排列，连续接触，N120击数＞10击/10cm。场地内广泛分布于卵石层中下部。fak=750kPa。该卵石层场地内主要广泛分布在K0+15.186～K1+460地段，厚度大，本次勘察揭露最大厚度为11.5m。白垩系上统灌口组泥岩（K2g）⑩泥岩：褐红色、紫红色，以黏土矿物为主，含长石、石英、少许石膏及芒硝等矿物成份，泥质结构，中～厚层状构造，泥质胶结。根据揭露到泥岩的钻孔知：其顶面埋深在468.62~474.05m之间，分别位于k1+500和k3+680地段，间距为2180m，层位稳定，起伏变化小。根据风化程度可划分为强风化与中风化。⑩1强风化泥岩：风化裂隙发育，裂隙组数＞3组，平均间距＜0.30m，因结构大部份被破坏，其结合性差，岩体完整性为极破碎，岩芯多呈碎块、片块或短柱状，易折断或击碎，岩质极软。构造层理尚可辨，节理、裂隙发育，泥质胶结，层状构造；天然极限抗压强度为0.89MPa，属极软岩，岩石基本质量等级为Ⅴ级。该层仅局部地段分布，层厚为0.70～1.90m。fak=200kPa。⑩2中等风化泥岩：岩体较完整，间夹有强风化薄夹层（0.10～0.15m），岩芯呈短～中长柱状，敲击声清脆，回弹明显，不易击碎或折断，硬物划痕线，不能进行冲击钻进。结构面一般发育，少数被破坏，组数≤2组，平均间距≥0.40m，结构面结合较好。岩层平缓，层理清晰，层状（巨厚）构造，泥质胶结，节理裂隙较发育，RQD＝75～85，岩体较完整；饱和单轴极限抗压强度为3.06MPa，属极软岩，岩石基本质量等级为Ⅴ级。岩层整体厚度大，本次勘察未予揭穿。fak=650kPa。3.3水文地质条件1）地表水勘察期间属平水期。江安河：与改建道路整体来说近于平行，距离在300～1000m之间。江安河流经双流河段长31.5km，河底宽50～70m，多年平均流量13.4m3/s。河床为砂卵石，由于卵石层渗透系数较大，导致江安河河水与卵石层的孔隙潜水存在互相补给关系，当雨季江安河河水位较高时，河水通过径流方式对地下水补给，当枯水期时，卵石层中的孔隙潜水通过径流方式向江安河排泄。勘察期间，江安河川大路位置河水深约1.00m，其标高约为475.90m。据走访调查，最高洪水水位为3.00m，标高为478.90m。江安河对项目基础施工存在一定影响。2）地下水地下水类型及赋存条件场地内地下水类型主要为赋存于填土层中的上层滞水、卵石中的孔隙型潜水和基岩层中的裂隙水。①填土层中的上层滞水：主要为给排水管道渗漏、周边企业排放或大气降水补给，受隔水层阻隔所致，分布不均，水量随季节变化或管道渗漏、周边企业排放等因素影响，主要以蒸发方式排泄。该上层滞水具有无稳定水位的特点，对拟建物基础施工和基坑稳定性有一定影响，可采用明排水措施以及截断上层滞水来源。②卵石层中孔隙型潜水：卵石层中的孔隙型潜水受大气降水、地下水径流及地表水补给，以蒸发和地下径流方式排泄。对拟建物基础施工和基坑稳定性有影响较大，可采取集水坑、排水沟或降水井措施进行排（降）水。③基岩裂隙水：基岩属弱透水层，主要受地下径流补给和排泄，赋存于基岩风化带裂隙中，水位埋藏较深，水量一般。对管线桥桩基施工有一定影响。地下水位埋深、水位变化幅度及渗透性根据区域水文地质资料，12、1、2月为枯水期，7、8、9月为丰水期，其他月份为平水期。勘察期间，正值平水期。上层滞水主要分布在K0+15.186～K1+460局部地段，为给排水管道渗漏、周边企业排放或大气降水渗透至填土层中形成的上层滞水，仅个别钻孔观测到上层滞水，埋深在0.40～1.20m，其标高为481.95～501.45m。若在雨季期间，场地内填土层上层滞水分布范围将会扩大。上层滞水对基础施工有一定影响，在基础施工时可采取明排水措施处理以及截断水体来源。经调查，场地内上层滞水的年变化幅度为1.00～2.00m。孔隙型潜水主要分布在K1+460～K3+930.449，仅部分钻孔观测到地下水埋深在1.60～4.70m，其标高477.24～480.06m，对基础施工影响较大，可采用集水坑、排水沟或降水井措施进行排（降）水。该地下水水位年变化幅度为1.50～3.00m，历年最高地下水位高程为480.50m～481.50m。3.4场地水、土腐蚀性评价场地地下水对砼及砼中钢筋均具有微腐蚀性。场地土对砼结构、砼结构中的钢筋均具微腐蚀性。3.5不良地质作用、特殊性岩土和不利埋藏物评价1）不良地质拟建场地地形起伏变化较大，总体来说，南高北低，地势开阔，地貌单元从Ⅰ级阶地跨越到台地，地貌较复杂。场地无断裂、滑移等影响工程稳定性的不良地质作用。拟建场地内无岩溶、滑坡、采空区、地面沉降等影响工程稳定性的不良地质作用和地质灾害。经走访调查并结合钻探成果知：场地无防空洞、沟浜、墓穴、孤石等对工程建设不利的埋藏物。2）特殊性岩土根据勘察成果显示，场地内分布的特殊性岩土主要为杂填土、素填土和黏土。杂填土：为原道路修筑时回填形成，回填时间大于10年，基本完成自重固结，不具有湿陷性。场地内均有分布，厚度较薄，局部地段厚度较大，均匀性较差，稍密，物理力学强度较低，不宜直接作为道路路基和管道基础持力层，但若上部存在经加固、换填处理层的填筑土层时，可作为其下卧层。素填土：多数为原道路修筑时回填形成，回填时间大于10年，基本完成自重固结，不具有湿陷性。场地内分布较广泛，厚度薄，结构稍密，均匀性较差，压缩性高，承载力低，不宜直接作为道路路基和管道基础持力层，但若上部存在经加固、换填处理层的填筑土层时，可作为其下卧层。对于拟建的道路和管道，不宜直接采用杂填土、素填土直接作为基础持力层，建议应对其处理后，方可进行下一道工序施工。处理方式：杂填土采用换填处理，素填土可采用分层碾压、夯实处理或换填处理等多种处理方式。黏土：场地内广泛分布在K0+15.186～K1+480浅丘台地地段，厚度大，其自由膨胀率大于40%，膨胀潜势分类为弱膨胀潜势。根据相关规范，成都地区膨胀土的大气影响深度为3m，大气影响急剧深度为1.35m。为防止膨胀土对工程建设的影响，应按规范要求做好防排水处理，且地基基础施工时，切忌暴晒及浸泡基槽（坑）。3）其它不利埋藏物场地为既有道路改建，根据管探资料，场地内地下排水管道、电力管道、电缆电线、天然气、给水管道等分布广泛，对后期改建的基础施工存在很大的影响。建议基础开挖施工前，施工单位协调各方责任单位给予配合，方可进行开挖，以确保地下管线和施工的安全。3.6场地地震效应评价根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（2016年版）附录A及《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）查证：拟建场地抗震设防烈度7度，地震动峰值加速度为0.10g，设计地震分组为第三组，地震反应谱特征周期为0.45s。根据波速测试成果，场地地微动卓越周期为0.100～0.275s，建议取0.275s。3.7岩土的工程特性指标场地土层的物理力学性质设计参数建议值指土标名重度γ(kN/m3)承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)变形模量Eo(MPa)抗剪强度指标岩石天然/饱和极限抗压强度标准值R(Mpa)基底摩擦系数μ内聚力Ck(kPa)内摩擦角φk（º）填筑土19.81205.0120100.30杂填土18.0602.5315素填土18.5703.55120.25可塑黏土19.71506.532170.25硬塑黏土20.32009.553220.30粉质黏土19.41405.523170.25粉土18.91105.511210.20细砂18.0908.0/200.30中砂（卵石层中）18.51109.0/220.30松散卵石20.018018.013.0/250.35稍密卵石21.030025.021.0/300.40中密卵石21.555037.028.0/350.45密实卵石22.075045.035.0/420.45强风化泥岩23.020025035250.890.35中等风化泥岩24.0650可不考虑其压缩性120324.94/3.060.40注：粉质黏土、粉土、黏土、中等风化泥岩的抗剪强度为室内直剪实验的统计标准值，其他岩土层的抗剪指标为经验值。四计算模型及荷载参数4.1荷载计算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混凝土收缩及徐变可变荷载基本可变荷载风荷载其它可变荷载温度变化荷载偶然荷载地震荷载本工程中主要考虑的荷载及其计算方法如表4.2所示。表4.2荷载计算方法荷载名称计算方法结构自重p1=γ×V风荷载基本风压wo=0.30kPa4.2计算参数表4.3计算参数表结构参数主体结构钢材重度（kN/m3）78.5受力钢筋保护层最小厚度基础（mm）50最小承载力技术要求：fak=100kPa，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.4条，考虑深度修正，修正系数取1.0。结构安全等级：二级结构重要性系数：1.04.3计算软件计算软件及其版本：理正结构设计工具箱7.54.4计算模型1）计算假定及简化原则景墙基础主要承受自重、风荷载作用，基础采用条形基础，按浅基础进行分析。5景墙基础计算5.1结构尺寸景墙基础平面布置图景墙基础立面布置图5.2基础荷载计算1）景墙概况景墙高1.5m，顶部为龙骨（由厂家深化设计），计算时按200×200×10方钢考虑，墙体为不锈钢管桩（φ40×6）+不锈钢薄片（100×100×2）组成。2）基础荷载计算每延米墙体自重：Fn1=（59.66+5.03×1.5+1.5×1×0.002×7850）×10÷1000=0.91kN每延米基础自重：Fn2=1.5×0.4×25+0.7×0.2×23=18.22kN根据设计规范，取基本风压w0=0.3kN/m2。风荷载体型系数us=1.3。风压高度变化系数uz=1.0。因墙体高度小于10m，不考虑风振系数。风荷载标准值：wk=βzusuzw0=1×1.3×1×0.3=0.39kN/m2风荷载设计值：w=1.5×0.39=0.59kN/m2每延米风荷载产生的弯矩：M=0.59×1.5×1.5×0.5=0.66kN·m每延米墙体风荷载产生的剪力：Fx=0.59×1.5=0.89kN3）抗倾覆验算倾覆力矩：M1=0.66+0.89×（1.5×0.5+0.2+0.4）=1.86kN抗倾覆力矩：M2=18.22×0.75=13.67kN安全系数：13.67/1.86=7.355.3基础计算执行规范:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010(2015年版)),本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),本文简称《地基规范》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF5001.设计资料：(1)已知条件：a.控制信息：墙数：单墙墙宽：200mm墙轴线左边宽度：100mm输入荷载类型：标准值转换系数：1.50墙竖向力：1.00kN/m墙弯矩：0.44kN.m/mb.设计信息：基础类型：锥型一阶混凝土等级：C30受力筋级别：HRB400纵筋保护层厚度：50第一阶尺寸：总宽度：1500mm高度：350mm轴线左边宽度：750mm轴线右边宽度：750mm第二阶尺寸：总宽度：200mm高度：50mm轴线左边宽度：100mm轴线右边宽度：100mm垫层挑出宽度：100mm垫层厚度：100mmc.地基信息：基础埋置深度：0.600m地坪高差：0.000m修正后的地基承载力特征值：100.00kPa(2)计算内容：1.地基承载力验算。2.基础冲切承载力验算。3.基础抗剪承载力验算。4.基础抗弯承载力计算。2.反力计算：说明：弯矩以绕基础中心，瞬时针方向为正，逆时针方向为负荷载偏心在基础中心线右侧为正，反之为负基底面积：A=b×L=1.50×1.00=1.50m2平均埋深：H=0.600-0.000/2=0.600m(1)荷载标准值时基底全反力－用于验算地基承载力Fk=1.00kNGk=γAH=20.00×1.50×0.600=18.00kN墙上的轴力对基底中心的偏心距e1=0.000m按《地基规范》公式5.2.2-1得：pk=(Fk+Gk)/A=(1.00+18.00)/1.50=12.67kPa基底偏心距ek=Mk/(Fk+Gk)=0.44/(1.00+18.00)=0.023mek<b/6=0.250mm，因此按《地基规范》公式5.2.2-2、5.2.2-3得：pKmax=(Fk+Gk)/A+Mk/W=(1.00+18.00)/1.50+0.44/0.38=13.83kPapKmin=(Fk+Gk)/A-Mk/W=(1.00+18.00)/1.50-0.44/0.38=11.51kPa(2)荷载设计值时基底净