某地下通道設(shè)計(jì)

目錄1、概述……………………1工程地質(zhì)與水文地質(zhì)…………13、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)……………14、采用的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)…………………15、主要設(shè)計(jì)原那么……………26、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………26.1襯砌結(jié)構(gòu)擬定………26.2荷載計(jì)算………………36.3內(nèi)力計(jì)算………………36.4截面驗(yàn)算，確定截面尺寸與鋼筋配置………………67、基坑支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………97.1板樁入土深度計(jì)算……………………97.2頂撐計(jì)算與選擇……………………107.3板樁厚度計(jì)算……………………118、結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計(jì)……………………119、土建結(jié)構(gòu)主要建筑材料……………………1110、通道施工方案…………………1111、施工過(guò)程……………1112、施工場(chǎng)地布置……………1213、主要工種與勞動(dòng)力組織……………………1214、通道施工考前須知…………131、概述某城市過(guò)街隧道，隧道內(nèi)底面至地表高度9.5米，隧道凈高3.5米，凈寬5米。上覆土層分三層，分別為：雜填土，沙質(zhì)土和黃土，隧道處在地下水位以上。2、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)隧道處于地下水位以上，上覆土層分三層，分別為土層容重〔N/〕粘結(jié)力〔kPa〕內(nèi)摩擦角〔?！畴s填土砂質(zhì)粘土黃土1030454235323、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通行界限：通道凈寬5M，凈高3.5M，隧道根底墊層300mm，隧道底離地面9.5m主要設(shè)計(jì)荷載：公路Ⅰ級(jí)汽車(chē)荷載，人群荷載。平安等級(jí)：主體結(jié)構(gòu)平安等級(jí)為一級(jí)。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年。結(jié)構(gòu)防水等級(jí)：主體結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為一級(jí)。結(jié)構(gòu)不允許滲水，外表無(wú)濕漬4、采用的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)1)城市人行天橋與人行地道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ69-982)城市道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ37-903)城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)CLL77-984)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50010-20025)建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50007-20026)《公路橋涵地基與根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JTGD63-20077)《公路隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JTGD70-20048)《地下工程防水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50108-20089)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-9910)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JTJ026.1-19995、主要設(shè)計(jì)原那么人行過(guò)街通道的平面布置、梯道走向、出口位置、施工方法、建成后的管理等設(shè)計(jì)應(yīng)本著"以人為本"的設(shè)計(jì)理念，并按以下原那么進(jìn)行設(shè)計(jì)：1〕整體布置合理、通行順暢舒適、功能完備。2〕路口道路人行道范圍內(nèi)市政管線(xiàn)較多，通道出口應(yīng)盡量避開(kāi)管線(xiàn)，以保持人行道、綠化帶的完整，減少管線(xiàn)遷改。3〕沿包河大道的梯道縱坡應(yīng)考慮推行自行車(chē)的需要。4〕通道內(nèi)設(shè)水泵房，出口雨水聚集至集水井后抽排至地面市政管網(wǎng)。5)通道內(nèi)設(shè)一般照明和應(yīng)急照明。6〕通道內(nèi)進(jìn)行必要的裝修，通道口不設(shè)雨棚，保持路口范圍通視良好。6、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1襯砌結(jié)構(gòu)擬定擬定襯砌結(jié)構(gòu)斷面，如圖1所示襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土用C30級(jí)，自重γ0=25KN/m3，立方體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3N/mm2，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.43N/mm2。受力鋼筋采用HRB335級(jí)，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300N/mm2，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy′=300N/mm2，構(gòu)造筋采用HPB235級(jí)。6.2荷載計(jì)算6.2.1豎向荷載計(jì)算地面超載取KPa垂直土壓力KPa頂板自重KPa頂板壓力KPa底板壓力KPa6.2.2水平荷載計(jì)算根據(jù)朗肯土壓力公式計(jì)算水平荷載，頂板處水平壓力KPa底板處水平壓力KPa6.3內(nèi)力計(jì)算襯砌結(jié)構(gòu)采用對(duì)稱(chēng)配筋，使頂板與底板配筋對(duì)稱(chēng)，左右墻配筋對(duì)稱(chēng)。用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2所示。計(jì)算程序如下：結(jié)點(diǎn),1,0,0結(jié)點(diǎn),2,-2.75,0結(jié)點(diǎn),3,-2.75,4.65結(jié)點(diǎn),4,0,4.65單元,1,2,1,1,1,1,1,1單元,2,3,1,1,1,1,1,1單元,3,4,1,1,1,1,1,1結(jié)點(diǎn)支承,4,5,90,0,0結(jié)點(diǎn)支承,1,6,90,0,0,0單元荷載,3,3,106250,0,1,90單元荷載,2,5,13170,0,0,185/465,90單元荷載,1,3,110650,0,1,90單元材料性質(zhì),1,3,-1,-1,0,-1,-1圖SEQ圖\*ARABIC2 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖彎矩圖、剪力圖、軸力圖分別見(jiàn)圖3、4、5。圖SEQ圖\*ARABIC3 襯砌結(jié)構(gòu)彎矩圖圖SEQ圖\*ARABIC4 襯砌結(jié)構(gòu)剪力圖圖SEQ圖\*ARABIC5 襯砌結(jié)構(gòu)軸力圖6.4截面驗(yàn)算，確定截面尺寸與鋼筋配置6.4.1正截面抗彎承載力驗(yàn)算隧道頂板與底板跨中設(shè)計(jì)彎矩為253.9KN·m，支座處設(shè)計(jì)彎矩為：KN·m。隧道側(cè)墻設(shè)計(jì)彎矩為148.6KN·m。取混凝土保護(hù)層厚度mm，那么mm。查表得，，。最小配筋率%正截面抗彎設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表1。表SEQ表\*ARABIC1正截面抗彎設(shè)計(jì)計(jì)算表位置頂板跨中頂板支座側(cè)墻外側(cè)設(shè)計(jì)彎矩M〔KN·m〕253.9148.6148.60.0710.0410.0410.9630.9790.9790.074<0.5500.042<0.5500.042<0.550計(jì)算配筋面積〔mm2〕175710121124實(shí)配鋼筋Φ25@250Φ25@300Φ25@300實(shí)配鋼筋面積〔mm2〕196414731473配筋率0.49%>0.22%0.29%>0.22%0.29%>0.22%根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)墻內(nèi)側(cè)豎向受力鋼筋及水平分布鋼筋按構(gòu)造要求配，選用φ16鋼筋。墻水平和豎向分布鋼筋配筋率不宜小于0.20%，那么：豎向分布筋間距mm，取mm。水平分布鋼筋間距mm，取mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，板縱向分布鋼筋根據(jù)構(gòu)造配，選用φ16鋼筋。單位寬度內(nèi)配筋面積不宜小于受力方向跨中板底鋼筋截面面積的1/3，那么板縱向分布鋼筋間距mm，取mm。6.4.2斜截面抗剪承載力驗(yàn)算由剪力圖可知板的剪力設(shè)計(jì)值為389.34KN。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔GB50010—2010〕6.3.3條規(guī)定，〔<800，取=800〕，KN>V=389.34KN，故抗剪承載力滿(mǎn)足要求。6.4.3正截面抗壓承載力驗(yàn)算根據(jù)軸力圖，頂板與底板軸力非常小，故僅對(duì)側(cè)墻進(jìn)行抗壓驗(yàn)算即可。側(cè)墻所受軸力設(shè)計(jì)值為292.19KN。m=509mmmmmm，取，取mm<〔滿(mǎn)足要求〕mm<mmmm<mm故不考慮墻內(nèi)側(cè)鋼筋的受壓承載力進(jìn)行驗(yàn)算。<〔滿(mǎn)足要求〕=51.33mm<mm〔滿(mǎn)足要求〕故抗壓承載力滿(mǎn)足要求。綜上所述，截面配筋滿(mǎn)足要求，襯砌結(jié)構(gòu)配筋圖見(jiàn)附圖。7、基坑支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基坑采用連續(xù)鋼板樁支護(hù)。7.1板樁入土深度計(jì)算先假設(shè)板樁入土深度為2m?；又ёo(hù)計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖6作用在支護(hù)上的附加荷載為2kPaKPaKPaKPaKPa=-29.84KPaKPa=15.51KPaKPaKPa基坑底面以下始終有：=31.99KPa>0故取基坑底面為設(shè)計(jì)彎矩零點(diǎn)。取1m寬的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。圖SEQ圖\*ARABIC6 基坑支護(hù)計(jì)算簡(jiǎn)圖KN，KN，m，m，m，m，m，mKNKN·m>0滿(mǎn)足要求，故鋼板樁入土深度取2.0m。7.2頂撐計(jì)算與選擇作用在頂撐上的軸力為40.84KN/m。頂撐選擇為9mm厚φ500的鋼管，間距取5m。那么頂撐的正應(yīng)力為N/mm2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼材的屈服應(yīng)力，故頂撐滿(mǎn)足要求。7.2板樁厚度計(jì)算由板樁彎矩圖可以看出，最大正彎矩出現(xiàn)在的作用點(diǎn)，那么支護(hù)結(jié)構(gòu)所受最大彎矩為KN·m板樁設(shè)計(jì)彎矩KN·m鋼板樁選擇6505409的熱軋U型鋼板樁，鋼材牌號(hào)為Q235級(jí)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為215N/mm2，每延米板面抗彎剛度為2318cm3。那么N/mm2<215/mm2故鋼板樁強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。8、結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計(jì)通道結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)不允許滲水，外表無(wú)濕漬。結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計(jì)原那么：“以防為主，多道設(shè)防”。結(jié)構(gòu)防水強(qiáng)調(diào)襯砌混凝土結(jié)構(gòu)自防水，為此應(yīng)采取有效技術(shù)措施，保證混凝土到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的密實(shí)性、抗裂性、耐久性。通道結(jié)構(gòu)防排水具體措施如下：隧道外圍設(shè)置兩氈兩油防水層，內(nèi)部墻，頂涂料粉刷，底板為料石鋪面。結(jié)構(gòu)變形縫、施工縫采用專(zhuān)門(mén)的防水措施。9、土建結(jié)構(gòu)主要建筑材料主體結(jié)構(gòu)：C30、P8防水混凝土明挖基坑支護(hù)：連續(xù)鋼板樁，拉森式鋼板樁鋼筋：ＨＰＢ２３５鋼筋〔Ｉ級(jí)鋼筋〕、ＨＲＢ３３５級(jí)〔ＩＩ級(jí)鋼筋〕10、通道施工方案經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘通道采用“明挖法”施工，結(jié)構(gòu)襯砌采用鋼筋混凝土矩形斷面結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆模注施工，結(jié)構(gòu)外全包鋪設(shè)自粘性防水卷材。施工期間明挖基坑范圍的既有道路需向兩側(cè)臨時(shí)改移，隧道施工結(jié)束后回填基坑，既有道路恢復(fù)原位。明挖基坑范圍的局部埋深較大的雨、污管線(xiàn)需遷改至道路兩側(cè)，路口范圍局部管線(xiàn)埋深較淺但位于施工開(kāi)挖基坑范圍，施工時(shí)需進(jìn)行懸吊或臨時(shí)加固。11、施工過(guò)程本工程采用明挖順做法施工。主要的步驟為：開(kāi)挖基坑〔同時(shí)施作基坑支護(hù)〕施作底版墊層施作地板及局部側(cè)墻防水層和保護(hù)層澆注底版混凝土施作側(cè)墻混凝土澆注頂板混凝土施作頂板防水層和保護(hù)層回填土并恢復(fù)路面12、施工場(chǎng)地布置平面布置力求科學(xué)、合理，充分利用有限的場(chǎng)地資源，最大限度的滿(mǎn)足施工需要，確保既定的質(zhì)量、工期、平安生產(chǎn)、文明施工四大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，按場(chǎng)地內(nèi)原來(lái)的排水坡向，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，修筑寬3.5米現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路?，F(xiàn)場(chǎng)路基鋪100毫米厚砂夾石，壓路機(jī)壓實(shí)，路面澆100毫米厚C15混凝土，縱向坡高2%。為了保證現(xiàn)場(chǎng)材料堆放有序，堆放場(chǎng)地將進(jìn)行硬化處理，即鋼筋、模板、砂石料、磚、周轉(zhuǎn)料場(chǎng)等澆成一塊面積較大的砼場(chǎng)地。材料盡可能按方案分期、分批、分層供給，以減少二次搬運(yùn)。主要材料的堆放，應(yīng)嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖》確定的位置堆放整齊。13、主要工種與勞動(dòng)力組織序號(hào)工種數(shù)量備注1木工152鋼筋工103混凝土工204電焊工3有證5架工6有證6普通工107機(jī)械工28機(jī)修工29起重工2有證10電工311測(cè)量放線(xiàn)312工地氣焊工213管理人員8有證14總計(jì)8614、通道施工考前須知施工前應(yīng)對(duì)地下管線(xiàn)及地面設(shè)施作充分調(diào)查核實(shí)，尤其對(duì)影響地道埋深和出口布置的控制管線(xiàn)，應(yīng)逐一核實(shí)其類(lèi)型、埋深、位置、尺寸。對(duì)施工過(guò)程中需遷改、加固保護(hù)的管線(xiàn)應(yīng)事先和主管部門(mén)取得聯(lián)系。如通道施工開(kāi)挖遇到富水砂層地段，建議采取預(yù)注漿加固地層措施封堵地下水，不宜采取抽排降水措施，以控制地面沉降。襯砌混凝土施工要做到搗固密實(shí)，防止出現(xiàn)蜂窩麻面，并特別注意變形縫、施工縫的施工質(zhì)量，襯砌混凝土的