新增水土新城雨、污水管网工程（二期）岩土结构计算书

PAGEPAGE1新增水土新城雨、污水管网工程（二期）岩土结构计算书工程号：目录2648新增水土新城雨、污水管网工程（二期） 01277岩土结构计算书 045311.设计资料 2268952.设计依据 2205313.深基坑边坡稳定性验算 2251053.1.坡率法放坡稳定性验算 2270783.1.1.基坑圆弧滑动稳定性验算 284903.2.基坑支护桩稳定性验算 5153953.2.1.基坑沿岩土界面滑动稳定性验算（9m深基坑） 5250153.2.2.基坑圆弧滑动滑动稳定性验算（9m深基坑） 781123.2.3.基坑圆弧滑动稳定性验算（8.4m深基坑） 14新增水土新城雨、污水管网工程（二期）岩土结构计算书设计资料因现状泰和路南侧d2500~d3000雨水管道出现破损，为保证主通道安全和长久使用，考虑对现状d2500~d3000雨水管道进行废除，废除后再人行道新建一根规模为B×H=2.5×2.7m的雨水盖板涵及箱涵，该雨水箱涵主要用于转输上游区域雨水，在设计终点处排入下游现状d3000雨水管道内，汇水面积为173.2hm2。雨水通道主要采用盖板涵形式，在穿越现状车行道段采取雨水涵洞的形式。根据排水设计，涵洞沿线左右两侧均为深基坑，基坑有放坡开挖条件的均采用坡率法放坡开挖，无放坡条件的采用排桩支护开挖。。本项目结构计算主要包括深基坑边坡放坡稳定性计算以及基坑支护桩稳定性计算。设计依据《工程结构通用规范》（GB55001-2021）《建筑与市政工程抗震通用规范》（GB55002-2021）《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）《混凝土结构设计规范》（GB50010-20102015年版）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012深基坑边坡稳定性验算坡率法放坡稳定性验算基坑圆弧滑动稳定性验算建坡率法放坡开挖最大高度约为9m，土层采用1:1.35放坡。[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2坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数112.1509.0000215.0000.0001超载1距离3.000(m)宽15.000(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19.00019.400120.000层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00030.000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16.00019.400120.000层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00030.000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[计算条件]圆弧稳定分析方法:Bishop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)[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(0.000,14.400)(m)滑动半径=14.205(m)滑动安全系数=1.265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)0.2671.2573.0760.9925.00030.006.540.000.000.000.000.000.358.531.023040.000.001.2572.2477.0890.9985.00030.0018.930.000.000.000.000.002.3415.151.048670.000.002.2473.23711.1381.0105.00030.0029.970.000.000.000.000.005.7920.811.069310.000.003.2374.22815.2451.0275.00030.0039.600.000.000.000.000.0010.4125.641.084790.000.004.2285.21819.4331.0505.00030.0047.740.000.000.000.000.0015.8829.701.094850.000.005.2186.20823.7341.0825.00030.0054.300.000.000.000.000.0021.8533.031.099080.000.006.2087.19928.1821.1245.00030.0059.110.000.000.000.000.0027.9235.621.096950.000.007.1998.18932.8261.1795.00030.0061.970.000.000.000.000.0033.5937.451.087680.000.008.1899.17937.7291.2525.00030.0062.560.000.000.000.000.0038.2838.381.070140.000.009.17910.16942.9861.3545.00030.0060.430.000.000.000.000.0041.2038.211.042640.000.0010.16911.16048.7481.5035.00030.0054.810.000.000.000.000.0041.2136.511.002430.000.0011.16012.15055.2871.7405.00030.0044.330.000.000.000.000.0036.4432.340.944550.000.0012.15013.13963.2272.1975.00030.0018.790.000.000.000.000.0016.7718.410.857850.000.00总的下滑力=292.039(kN)总的抗滑力=369.760(kN)土体部分下滑力=292.039(kN)土体部分抗滑力=369.760(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，基坑边坡滑动安全系数为1.265＞1.25，满足规范要求。基坑支护桩稳定性验算基坑沿岩土界面滑动稳定性验算（9m深基坑）7-7剖面处支护桩可能存在岩土界面下滑的问题，对该处沿岩土界面剩余下滑力进行计算，计算结果如下：7-7剖面计算图计算结果该处岩土界面剩余下滑力290.9KN,以最不利基坑深度9m，上部土层在破裂角影响范围内的等效为坡顶局部荷载考虑，等效均布荷载为290.9*1.5/9=48.48kPa，计算时按50kPa计算。采用Midas进行有限元计算，计算简图如下：计算断面布置围护桩计算简图开挖至基底工况计算内力图围护桩弯矩图围护桩剪力图支座反力图该段围护桩采用Φ0.6m@1.5m布置，根据计算，最大弯矩标准值为430.5kN·m，最大剪力标准值为242.5kN,支撑最大轴力为207.5kN。配筋：13Φ25，As=6382mm2选用Φ12@150箍筋，满足要求。基坑圆弧滑动滑动稳定性验算（9m深基坑）按基坑最大深度9m计算，埋深4m，桩底在基岩以下。排桩支护[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)9.000嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)0.000桩材料类型钢筋混凝土混凝土强度等级C30桩截面类型圆形└桩直径(m)0.600桩间距(m)1.500有无冠梁有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)120.0000.00020.0002.000条形[土层信息]土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度(m)25.000外侧水位深度(m)25.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)弹性计算方法按土层指定√弹性法计算方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9.2019.45.0030.002强风化岩1.7524.623.0016.503中风化岩10.0024.6300.0031.50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)10.1m法8.00120.00240.0K法40.00300.003180.0K法70.00120.00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Ko123[支锚信息]支锚道数1扩孔锚杆ㄨ支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑5.0001.050支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.004545.452～28314.001.00[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强风化岩分算1.0001.0001.0001.00010000.0003中风化岩合算1.0001.0001.00010000.000[工况信息]工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖1.5502加撑1.内撑3开挖9.000[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As1HRB4008E12As2HRB4004E12As3HPB30010@150[冠梁实际配筋结果]钢筋级别选筋As1HRB4008E16As2HRB4006E16As3HPB30010@150[支撑计算结果]实际配筋：上、下纵筋：4E16；腰筋：4E16；箍筋：φ10@150[截面参数]桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)80桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HRB400桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)13.00[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)371.79441.95395.03395.031基坑外侧最大弯矩(kN.m)199.54348.94212.01212.01最大剪力(kN)254.76242.67318.45318.45段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB40013E256381[5874]箍筋HRB400E12@1501508[503][整体稳定验算]计算方法：Bishop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=15.338圆心坐标X(m)X=-0.565圆心坐标Y(m)Y=11.294整体稳定安全系数Ks=6.391>1.35,满足规范要求。[抗隆起验算]1)从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下： 支护底部，验算抗隆起：Ks=(24.340×4.000×21.861+300.000×34.042)/(20.920×(9.000+4.000)+18.182)=42.535 Ks=42.535≥1.800，抗隆起稳定性满足。2)坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如下： Ks=6.031≥2.200，坑底抗隆起稳定性满足。[嵌固段基坑内侧土反力验算]工况1： Ps=797.207≤Ep=7672.416，土反力满足要求。工况2： Ps=797.207≤Ep=7672.416，土反力满足要求。工况3： Ps=637.290≤Ep=3603.663，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）。基坑圆弧滑动稳定性验算（8.4m深基坑）按基坑最大深度8.4m计算，埋深6m，桩底位于土层。排桩支护[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)8.400嵌固深度(m)6.000桩顶标高(m)0.000桩材料类型钢筋混凝土混凝土强度等级C30桩截面类型圆形└桩直径(m)0.600桩间距(m)1.500有无冠梁有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)120.0000.00020.0002.000条形[土层信息]土层数1坑内加固土否内侧降水最终深度(m)25.000外侧水位深度(m)25.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)弹性计算方法按土层指定√弹性法计算方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20.0019.45.0030.00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)10.1m法8.00120.00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Ko1[支锚信息]支锚道数1扩孔锚杆ㄨ支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑5.0001.050支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.005454.552～28314.001.00[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1.0001.0001.00010000.000[工况信息]工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖1.5502加撑1.内撑3开挖8.400[设计参数]整体稳定计算方法简化Bishop法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算是否考虑内支撑ㄨ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考虑圆弧滑动模式的抗隆起稳定√对支护底取矩倾覆稳定ㄨ以最下道支锚为轴心的倾覆稳定ㄨ[设计结果]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As1HRB4008E12As2HRB4004E12As3HPB30010@150[冠梁实际配筋结果]钢筋级别选筋As1HRB4008E16As2HRB4006E16As3HPB30010@150[支撑计算结果] [支撑计算结果]实际配筋：上、下纵筋：4E16；腰筋：4E16；箍筋：φ10@150。[截面计算][截面参数]桩是否均匀配筋是混凝土保