工作井内撑基坑支护计算书内容

目录

1工程概况及设计范围................................错误!未定义书签。

1.1工程概况....................................错误!未定义书签。

1.2设计范围....................................错误!未定义书签。

2设计原则...........................................错误!未定义书签。

3采用的主要规范......................................................2

4工程地质...........................................................2

4.1地基土的分布.................................................3

4.2工程地质层的分布与特征......................................4

4.3地层物理力学参数表..........................................4

4.4水文地质条件................................错误!未定义书签。

4.5水、土腐蚀性评价.............................................5

4.6不良地质与特殊岩土..........................................6

4.7基岩软化与崩解...............................................7

5围护结构计算.......................................................8

5.1YK6+922.5-YK6+957.5计算.....................................8

5.2YK6+957.5-YK7+007.5计算....................................30

5.3YK7+007.5-YK7+057.5计算....................................51

5.4YK7+057.5-YK7+082.5计算....................................79

6.构件验算..........................................................105

6.1碎冠梁.....................................................105

6.2碎腰梁.....................................................106

6.3碎支撑.....................................................107

6.4钢支撑.....................................................111

6.5钢围橡.....................................................113

6.6立柱及基础验算.............................................119

虑。

(9)荷载组合及分项系数

永久荷载

1)结构自重：钢筋混凝土自重按25kN/m3；

2)水土侧压力：施工阶段按朗肯主动土压力进行计算，以渗透系数为标准，k

W0.5m/d时采用水土合算，k>0.5m/d时采用水土分算。

3)地面超载：

可变荷载

地面超载：一般地段按20KN/m2考虑，工作井范围按30KN/m2考虑。

计算软件采用理正深基坑7.0

3采用的主要规范

《市政公用工程设计文件编制深度规定(2013年版)》

《城市道路工程技术规范》(GB51286-2018)

《城市道路工程设计规范(2016年版)》(CJJ37-2012)

《城市快速路设计规程》(CJJ129-2009)

《城市地下道路工程设计规范》(CJJ221-2015)

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363-2019)

《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018)

《工程结构可靠性设计统一标准》(GB50153-2008)

《地下结构抗震设计标准》(GB/T51336-2018)

《城市道路工程设计规范》(CJJ37-2012)

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(2015年版)

《钢结构设计标准》(GB50017-2017)

《混凝土结构耐久性设计标准》(GB/T50476-2019)

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)

《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)

《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)

《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(GB50202-2018)

《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

《建筑抗震设计规范(2016年版)》(GB50011-2010)

《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ476-2019)

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)

《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2016)

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)

《基坑支护技术标准》(SJG05-2020)

《建筑基坑工程监测技术标准》(GB50497-2019)

广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-116-2016)

广东省标准《建筑基坑工程技术规程》(DBJ/T15-20-2016)

广东省标准《建筑工程抗浮设计规程》(DBJ/T15-125-2017)

深圳市标准《深圳市坑支护技术规范》(SGJ05-2011)

国家及广东省其他相关现行规范、规程。

4工程地质

4.1地基土的分布

区域内从震旦系至第四系地层发育比较齐全，自上而下可分为第四系地层，未

分统的残积层，白垩系上统地层、侏罗系地层、三叠系地层、石炭系地层、泥盆系

地层、震旦系地层。

工程沿线第四系地层有：人工填土、第四系全新统海陆交互相沉积层、第四系

全新统冲洪积层、第四系全新统坡洪积层、第四系上更新统冲洪积层、第四系上更

新统坡洪积层、第四系残积层。

4.2工程地质层的分布与特征

本工程沿线下伏基岩为岩浆岩及变质岩，南、北两边为燕山四期花岗岩，中部

为南华系笔架山群混合岩、蓟县系青白口系银湖群混合花岗岩，各地层间为不整合

接触或断层接触。

4.3地层物理力学参数表

各岩土层渗透系数建议值表

地层序号地层名称及成因代号透水性类别渗透系数k（m/d）

①1压实填土（QN）弱透水0.3~0.5

①2ml

素填土（Q4）弱透水().5〜0.8

①3ml

杂填土（Q4）强透水5.0〜8.0

①4填石（Q尸）强透水2()〜30

②2mc微透水0.001-0.005

淤泥质粉质粘土（Q4）

②4淤泥质中砂（Q产）强透水5.0〜8.0

②5含有机质粉质粘土（QJ。）微透水0.005〜0.01

③2al+pl微透水0.002-0.008

淤泥质粉质粘土（Q4）

③3al+pl微透水0.01〜0.05

粉质黏土（Q4）

③6细砂（Q4al+吟强透水5.0-8.0

③7al+P，强透水8.0-10.0

中砂(Q4)

③8粗砂（Q4al+吟强透水12.0〜15.0

③9砾砂（Q产强透水15.0-18.0

③10含卵石砾砂（Q产吟强透水18.0-20.0

@1含碎石粉质黏土（Q4dl+pl）弱透水0.05-0.08

@2含砾粉质黏土（QP+pi）弱透水0.01-0.05

⑤2有机质粉质粘土（Q3al+P，）微透水().005〜().()1

⑤3粉质黏土93+吟微透水0.01-0.05

⑤7中砂（Q3al+吟强透水10.0〜12.0

⑤8粗砂(Q3al+pl)强透水15.0-18.0

⑤9砾砂（Q3al+空强透水18.0-20.0

⑤10含卵石砾砂（Q3*+N）强透水20.0〜25.0

©2dl+pl弱透水0.01〜0.05

含砾粉质粘土（Q3）

⑦1砾质黏性土（Qel）弱透水0.1〜0.2

⑦2砂质粘性土（Qel）弱透水0.05-0.1

⑦3黏性土（Qel）弱透水0.01-0.05

⑧1全风化中粗粒花岗岩（K1）弱透水0.2~0.5

地层序号地层名称及成因代号透水性类别渗透系数k（m/d）

⑧2-1土状强风化中粗粒花岗岩（K1）弱透水().5~0.8

⑧2-2块状强风化中粗粒花岗岩（K1）中等透水1.5〜2.0

⑧3-1中风化中粗粒花岗岩（K1）中等透水1.8-2.5

⑧3-2中风化碎裂岩化中粗粒花岗岩（K1）中等透水2.0〜3.0

⑧4-1微风化中粗粒花岗岩（K1）微透水0.002-0.1

⑧4-2微风化碎裂岩化中粗粒花岗岩（K1）弱透水0.1〜0.5

⑨1全风化细粒花岗岩（K1）弱透水0.1-0.2

⑨2-1土状强风化细粒花岗岩（K1）弱透水0.3~0.5

⑨2-2块状强风化细粒花岗岩（K1）中等透水1.5-1.8

⑨3/中风化细粒花岗岩（K1）中等透水1.5-2.0

⑨4-1微风化细粒花岗岩（K1）微透水0.002-0.1

⑩1全风化混合岩（Nhb）弱透水().1〜0.2

⑩2-1土状强风化混合岩（Nhb）弱透水0.3〜0.5

⑩2-2块状强风化混合岩（Nhb）中等透水1.5〜1.8

⑩3一1中风化混合岩（Nhb）中等透水1.5-2.0

⑩4-1微风化混合岩（Nhb）微透水0.002-0.1

⑩4-2微风化碎裂岩化混合岩（Nhb）弱透水0.1〜0.5

⑫1全风化混合花岗岩（Jx-Qby）弱透水0.2〜0.5

⑫2T土状强风化混合花岗岩（Jx-Qby）弱透水0.5〜0.8

⑫2.2块状强风化混合花岗岩（Jx-Qby）中等透水1.5-2.0

⑫3-1中风化混合花岗岩（Jx-Qby）中等透水1.8〜2.5

⑫3一2中风化碎裂岩化混合花岗岩（Jx-Qby）中等透水2.0〜3.0

⑫41微风化混合花岗岩（Jx-Qby）微透水0.002-0.1

⑫4一2微风化碎裂岩化混合花岗岩（Jx-Qby）弱透水0.1〜0.5

⑰一2中风化碎裂岩强透水3.0〜5.0

©-3微风化碎裂岩强透水1.0-3.0

4.5水、土腐蚀性评价

本项目基坑工程地下水场地环境类型为I类，本工程线路南段临近深圳河

入海口，地下水位埋藏较浅，隧道工程处于长期浸水环境，而道路工程及基坑

工程处于干湿交替环境，因此评价地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性

条件按长期浸水和干湿交替考虑。

沿线地表水除大脑壳山地表水段对混凝土结构具弱腐蚀性外，其它地段对

混凝土结构具微腐蚀性。沿线地表水除滨河路以南段对混凝土结构中钢筋具弱

腐蚀性外，其它地段具微腐蚀性

按《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)附录K规定，沿线地下水

位以上土质对碎结构具微腐蚀性，局部地段(梅林关公交站K1+200、南坪皇岗

立交K2+200、红荔路K7+550~振华路K7+925)地下水位以上土质对碎结构具弱

腐蚀性(介质为pH值)；对钢筋碎结构中的钢筋具微腐蚀性；对钢结构按pH

值判定具有微腐蚀性。

4.6不良地质与特殊岩土

根据本次勘察结果，场地内地质条较简单，地层较均匀且起伏小，勘察期间未

见有影响场地稳定性的不良地质作用，不良地质主要为活动断裂、砂土液化，特殊

性岩土主要为人工填土、软土。

(1)活动断裂：根据本次勘察成果结合区域地质资料•，勘察区内自西向东分

布断裂共14条，根据《深圳市区域稳定性评价》(1991年)、《深圳市地震危险

性分析和地震烈度评定》等技术资料分析结果：场地附近的各断层均为非活动性断

裂，深圳地区的现今活动量微弱，至目前尚未发现明显的应力和能量集中迹象，近

期可排除突发性活动的可能性。

(2)地面沉降：工程沿线未见有地面沉降地质灾害。

本工程涉及基坑及盾构隧道工程。本工程沿线除大脑壳山外，其它地段地下水

位普遍较浅，线路大部分地段覆盖有第四系地层，尤其滨河立交以南、南坪立交以

北存在厚填土、软土地段，具备发生地面沉降地质条件。基坑开挖时如果基坑止水

效果不好导致地下水位下降或流砂现象发生，则容易引起局部沉降灾害发生。

本工程隧道直径大，岩土条件复杂，对盾构施工工艺要求很高，施工中难以避

免会破坏地层原有的岩土、地下水平衡，使地下水位降低或过度排土，从而引起附

近地层沉降变形。

(3)填土：本工程沿线除大脑壳山，其它地段均分布有人工填土层，填土厚

度、均匀性较差。木勘察报告根据填土成

份、状态将沿线填土划分为压实填土、素填土、杂填土、人工填石四类。

素填土：主要成份为粘性土、砂砾，含少量碎石，松散状态为主，主要分布于

现状道路外及厚填土下部。作为基坑侧壁土体自稳能力差，未经处理不宜作路基持

力层。

压实填土：主要成份为粘性土、砂砾，含少量碎石，稍密状态，主要分布于现

状道路部位。作为基坑侧壁土体有一定自稳能力，可作路基持力层。

杂填土：含较多建筑垃圾，局部含少量生活垃圾，松散~稍密状态。局部地段分

布。作为基坑侧壁土体自稳能力差，作路基持力层可不作专门处理。

填石：主要由碎、块石组成，稍密状态，局部分布。作为基坑侧壁土体有一定

自稳能力，可作路基持力层。

（4）软土：海陆交互相软土：本工程沿线软土地层主要分布于滨河大道以南

（里程1<9+560~终点），该路段原始地貌为海积冲积平原，海积主要地层为淤泥质

±,土体中间夹淤泥质中（细）砂，呈现海陆交互相沉积特征。软土厚度由北往南

由小变大，最大厚度约12.9m。根据其物理力学性质差异，本报告将海相软土层分

为淤泥质粉质粘土（2-1）、含有机质粉质粘土层（2-3）。

冲洪积相软土：在北环立交一带原始地貌为冲沟，在K5+160~K5+600里程段分

布有淤泥质粉质粘土（3-2）,其厚度较小。

4.7基岩软化与崩解

风化岩和残积土

1）残积土及全、强风化层颗粒

残积土、全、土状强风化岩具有泡水后软化、崩解，强度急剧降低的特点。应

采取有效的止水措施，避免残积土及风化岩产生渗流变形，甚至产生管涌、流土等

现象。

2）风化岩

强风化岩：本线路强风化岩具有层厚、埋深变化较大，分布不连续的特点

中风化岩：受构造及风化影响，该层岩面起伏大，甚至形成风化沟槽，风化沟

槽的存在可能引起隧道两侧围岩级别变化大，基底岩体风化差异显著。该层层厚变

化也较大，造成盾构施工时，上软下硬，甚至左右软硬差异也很大，不利于盾构推

进。明挖隧道段，风化沟槽对桩基的设计和施工会造成不利影响。

微风化岩：为隧道沿线下伏主要岩体，岩质坚硬，开挖难度大。

5围护结构计算

5.1YK6+922.5-YK6+957.5计算，1-1断面

选取DXSDK217号钻孔资料

［支护方案］

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Y01.10

基坑深度h(m)22.220

嵌固深度(m)3.500

桩顶标高(m)-0.500

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

L桩直径(m)1.200

桩间距(m)1.500

有无冠梁无

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)

130.000—————

［附加水平力信息］

1水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是看参与

(kN)(m)倾覆稳定整体稳定1

［土层信息］

土层数9坑内加固土否

内侧降水最终深度(m)22.7外侧水位深度(m)0.00

000

内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m)0.00

0

弹性计算方法按土层指定X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与锚固体摩

(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)

1杂填土2.0018.78.718.0016.000.1

2粘性土4.7019.09.024.0018.000.1

3强风化岩6.5020.510.531.0022.000.1

4强风化岩6.6021.011.033.0027.000.1

5中风化岩1.2025.115.137.0031.000.1

6强风化岩1.7021.011.033.0027.000.1

7中风化岩0.8025.115.1——0.1

8微风化岩10.5025.415.4——0.1

9微风化岩23.5026.116.1——0.1

层号黏聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值不排水抗剪

水下(kPa)水下(度)强度(kPa)

118.0016.00合算m法5.32—

224.0018.00合算m法7.08—

331.0022.00合算m法10.58—

433.0027.00合算m法15.18—

537.0031.00合算m法19.82—

633.0027.00合算m法15.18—

737.0031.00合算m法19.82—

837.0031.00合算m法19.82—

937.0031.00合算m法19.82—

［支锚信息］

支锚道数4

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)(in)(°)(m)长度(m)

1内撑8.0001.000———

2内撑4.0005.000———

3内撑4.0004.000———

4内撑4.0004.000———

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

10.001010.00—2〜—7000.001.00

21000.00420.00—4—3000.001.00

31000.00420.00—6-13—3000.001.00

41500.00420.00—8〜12—3000.001.00

［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:

一般分布

内侧土压

层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力

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杂填土合算—1.0001.0001.00010000.000

2粘性土合算—1.0001.0001.00010000.000

3强风化岩合算—1.0001.0001.00010000.000

4强风化岩合算—1.0001.0001.00010000.000

5中风化岩合算—1.0001.0001.00010000.000

6强风化岩合算—1.0001.0001.00010000.000

7中风化岩合算—1.0001.0001.00010000.000

8微风化岩合算—1.0001.0001.00010000.000

9微风化岩合算—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1.500—

2加撑—1.内撑

3开挖6.500—

4加撑—2.内撑

5开挖10.500—

6加撑—3.内撑

7开挖14.500—

8加撑—4.内撑

9开挖22.220—

10刚性较22.100—

11刚性较15.800—

12拆撑—4.内撑

13拆撑—3.内撑

14刚性饺9.480—

［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总应力法

稳定计算是否考虑内支撑

条分法中的土条宽度(m)0.50

刚度折减系数K1.000

考虑圆弧滑动模式的抗隆起稳定

对支护底取矩倾覆稳定乂

以最下道支锚为轴心的倾覆稳定乂

［设计结果］

［结构计算］

各工况:

工况1--开柩(1.50m)

士氏郴N/m)位机mm)弯锹KN-m)穿郴N)

(-246.21)—(212.17)(-0.00)—(0.00)(-0.01)---(0.27)(-0.12)---(0.05)

工况2—M1(1.00m)

工况3一开挖（6.50m）

士田加KN/m)位视mm)膏麴KN-m)剪力(KN)

(-204.77)一一(212.17)(-1.42)一一(0.00)(-283.28)一—(111.43)(-78.95)一—(80.46)

工况4—M2(6.00m)

土压力(KN/m)位移(mm)弯麴KN-m)身力(KN)

{-204.35)—(212.17)(-0.95)—(0.00)(-163.08)—(73.30)(-69.29)--(59.29)

工况5—0(10.50m)

(-199.93)---(212.17)(-2.89)—(0.00)(-466.21)—(222.70)(-187.32)—(221.35)

工况6—M3(10.00m)

土压郴N/m)蝴mm)夸网KN-m)剪郴N)

(-199.23)—(212.17)(-2.62)—(0.00)(-386.53)--(190.17)(-158.21)--(204.88)

工况7—(14.50m)

工况8—M4(14.00m)

工况9—^(22.22m)

士田郴N/m)他视mm)例(KN-m)剪力(KN)

(-446.93)――⑵2.17)(-14.71)—(0.36)(-1828.66)—(557.84)(-557.23)一一-(770.12)

工况10——加刚性佼(22.10m)

土压力(KN/m)位移(mm)弯麴KN-m)剪力(KN)

(-446.93)——(212.17)(-14.71)-(0.36)(-1828.66)—(557.84)(-557.23)—(770.12)

工况11--加刚性锭(15.80m)

士田郴N/m)他视mm)例(KN-m)剪力(KN)

(-446.93)――⑵2.17)(-14.71)—(0.36)(-1828.66)—(557.84)(-557.23)一一-(770.12)

工况12——拆撵4(14.00m)

(-467.10)—(212.17)(-14.26)—(0.48)(-1677.08)—(514.04)(-60198)—(676.66)

工况13—W3(10.00m)

士压加KN/m)位视mm)漕麴KN-m)穹力(KN)

(-489.89)---⑵2.17)(-13.76)---(0.82)(-1633.63)---(651.01)(-656.81)-----(819.05)

工况14—(9.48m)

魏KN-m)剪郴N)

(-1633.63)--(651.01)(-656.81)—(819.05)

内力位移包络图:

工况14一加雌链(9.48m)包络图

429J2kN

!697.25kN

年

，，，，，，，，，，，，，，，，，，

支反力(KN)

地表沉降图：

------掳物线法

最大廨量9mm

［截面计算］

钢筋类型对应关系:

d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500

［截面参数］

桩是否均匀配筋是

混凝土保护层厚度(mm)70

桩的纵筋级别HRB400

桩的螺旋箍筋级别HPB300

桩的螺旋箍筋间距(mm)150

弯矩折减系数1.00

剪力折减系数1.00

荷载分项系数1.25

配筋分段数三段

各分段长度(m)3,19,3.22

［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)159.5761.78219.41219.41

1基坑外侧最大弯矩(kN.m)164.940.00226.80226.80

最大剪力(kN)87.9232.10120.88120.88

基坑内侧最大弯矩(kN.m)1828.661489.692514.412514.41

2基坑外侧最大弯矩(kN.m)651.01330.52895.14895.14

最大剪力(kN)819.05648.751126.191126.19

基坑内侧最大弯矩(kN.m)1192.144.241639.19187.46

3基坑外侧最大弯矩(kN.m)172.301176.49236.9142.38

最大剪力(kN)656.81662.02903.12388.45

选筋类型级别钢筋实配［计算］面积

实配值(mm2或mm2/ni)

纵筋HRB40013E288005[6220]

箍筋HPB300dl2@1501508[1342]

纵筋HRB40026E2816010[15494]

箍筋HPB300dl2@1501508[1342]

纵筋IIRB40013E288005[6220]

箍筋HPB300dl2@1501508[1342]

加强箍筋HRB400E20@2000314

［整体稳定验算］

/7.426,27.358)

郸im/

计算方法：瑞典条分法

应力状态：总应力法

条分法中的土条宽度：0.50m

滑裂面数据

圆弧半径(m)R=32,041

圆心坐标X(m)X=-7.426

圆心坐标Y(m)Y=27,358

整体稳定安全系数K,=2.244>1.35,满足规范要求。

［抗倾覆稳定性验算］

不进行抗倾覆(踢脚破坏)验算！!

［抗隆起验算］

雌m

s

z

C

O

G0

9.

90

9.

o

s

s

.

o

靴m

1)从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下:

九121dNq+cNc

K=——------------;--------之心

sZm/("J)+4o

支护底部，验算抗隆起:

Ks=(24.728X3.500X20.631+37.000X32.671)/(21.028X

(22.220+3.500)+20.000)=5.339

Ks=5.33921.800,抗隆起稳定性满足。

深度34.000处，验算抗隆起：

Ks=(25.200X11.780X20.631+37.000X32.671)/(22.093X

(22.220+11.780)+20.000)=9.510

Ks=9.51021.800,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:

cili+(9也+4G,)COS0,tan(p；)

,>Kr

Z(q/i+JG,.)sin0

Ks=2.44722.200,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=3366.849WEp=27500.793,土反力满足要求。

工况2：

Ps=3366.849-Ep=27500.793,土反力满足要求。

工况3：

Ps=2579.966WEp=19239.748,土反力满足要求。

工况4：

Ps=2524.246WEp=19239.748,土反力满足要求。

工况5：

Ps=2346.097WEp=13107.757,土反力满足要求。

工况6：

Ps=2