保障性租賃住房改建項(xiàng)目(消防水池)基坑支護(hù)及降水工程施工圖設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

保障性租賃住房改建項(xiàng)目(消防水池)基坑支護(hù)及降水工程施工圖設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)-8-第一部分基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算一、基坑AB段支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算⑴本計(jì)算書(shū)適用于基坑1-1'剖面支護(hù)結(jié)構(gòu)段，采用微型鋼管樁支護(hù)，基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)深度5.6m。⑵地層參數(shù)：土層厚度參照巖土工程勘察報(bào)告，地層巖體力學(xué)參數(shù)采用巖土工程勘察報(bào)告相關(guān)內(nèi)容。⑶基坑頂面要求作砼硬化處理，砼硬化密實(shí)，沉砂池、排水溝等砌筑牢實(shí)，防止地表水滲漏，確保邊坡安全。⑷若基坑實(shí)際開(kāi)挖深度及邊坡巖土特性等與設(shè)計(jì)有較大出入時(shí)應(yīng)重新設(shè)計(jì)。⑸本段參照地勘zk9號(hào)鉆孔地質(zhì)資料，按最不利條件進(jìn)行計(jì)算。[支護(hù)方案]鋼管樁支護(hù)[基本信息]規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012內(nèi)力計(jì)算方法增量法支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ01.10基坑深度h(m)5.600嵌固深度(m)5.700樁頂標(biāo)高(m)-0.300樁材料類型型鋼├鋼材牌號(hào)Q235└截面參數(shù)無(wú)縫鋼管φ203×10.0└抗拉、抗壓和抗彎f(MPa)215└抗剪fv(MPa)125└截面塑性發(fā)展系數(shù)1.05樁間距(m)0.500有無(wú)冠梁有├冠梁寬度(m)0.400├冠梁高度(m)0.400└水平側(cè)向剛度(MN/m)2.000防水帷幕無(wú)放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)1支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中力0[超載信息]超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長(zhǎng)度序號(hào)(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)160.0002.00015.0001.500[土層信息]土層數(shù)5坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)6.500外側(cè)水位深度(m)6.500彈性計(jì)算方法按土層指定ㄨ彈性法計(jì)算方法m法內(nèi)力計(jì)算時(shí)坑外土壓力計(jì)算方法主動(dòng)[土層參數(shù)]層號(hào)土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內(nèi)摩擦角黏聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1素填土0.8019.012.008.002粉土2.6019.113.0016.503卵石2.2021.05.0030.004卵石1.4022.012.05.0035.005.0035.005卵石10.0022.512.55.0040.00層號(hào)與錨固體摩水土計(jì)算方法m,c,K值極限承載力擦阻力(kPa)標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)130.0m法1.68120.00260.0m法5.09120.00390.0m法15.50120.004150.0分算m法21.50120.005200.0分算m法28.50120.00層號(hào)有效內(nèi)摩靜止土壓力靜止土壓擦角φ'(度)系數(shù)估算公式力系數(shù)Ko12345[土壓力模型及系數(shù)調(diào)整] 彈性法土壓力模型: 經(jīng)典法土壓力模型: 層號(hào)土類水土水壓力外側(cè)土壓力外側(cè)土壓力內(nèi)側(cè)土壓力內(nèi)側(cè)土壓力名稱調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)1調(diào)整系數(shù)2調(diào)整系數(shù)最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粉土合算1.0001.0001.00010000.0003卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0004卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0005卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工況信息]工況工況深度支錨號(hào)類型(m)道號(hào)1開(kāi)挖5.600[設(shè)計(jì)參數(shù)]整體穩(wěn)定計(jì)算方法瑞典條分法穩(wěn)定計(jì)算采用應(yīng)力狀態(tài)有效應(yīng)力法穩(wěn)定計(jì)算合算地層考慮孔隙水壓力ㄨ條分法中的土條寬度(m)0.40剛度折減系數(shù)K0.850[設(shè)計(jì)結(jié)果][結(jié)構(gòu)計(jì)算]各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖：[冠梁選筋結(jié)果] 鋼筋級(jí)別選筋A(yù)s1HRB4003E16As2HRB4001E16As3HPB300d8@200[截面計(jì)算][截面參數(shù)]彎矩折減系數(shù)0.85剪力折減系數(shù)1.00荷載分項(xiàng)系數(shù)1.25[內(nèi)力取值]段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號(hào)計(jì)算值計(jì)算值設(shè)計(jì)值實(shí)用值基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩(kN.m)35.590.0037.8137.811基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)29.67135.6831.5231.52最大剪力(kN)39.0751.9648.8448.84[截面驗(yàn)算]基坑內(nèi)側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σnei=Mn/(γ*Wx)=37.815/(1.050*278.890*10-6)=129.133(MPa)<f=215.000(MPa)滿足基坑外側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σwai=Mw/(γ*Wx)=31.521/(1.050*278.890*10-6)=107.642(MPa)<f=215.000(MPa)滿足式中: σwai———基坑外側(cè)最大彎矩處的正應(yīng)力(MPa); σnei———基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩處的正應(yīng)力(MPa); Mw———基坑外側(cè)最大彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m); Mn———基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m); Wx———鋼材對(duì)x軸的凈截面模量(m3); f———鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa); γ———型鋼截面塑性發(fā)展系數(shù);[整體穩(wěn)定驗(yàn)算]計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：有效應(yīng)力法條分法中的土條寬度:0.40m滑裂面數(shù)據(jù)圓弧半徑(m)R=11.354圓心坐標(biāo)X(m)X=-3.142圓心坐標(biāo)Y(m)Y=5.150整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=2.140>1.35,滿足規(guī)范要求。[抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算]抗傾覆(對(duì)支護(hù)底取矩)穩(wěn)定性驗(yàn)算: Mp——被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的抗傾覆彎矩,對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力 決定;對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。 Ma——主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩。工況1： Kov=1.757>=1.250,滿足規(guī)范抗傾覆要求。[嵌固深度構(gòu)造驗(yàn)算]根據(jù)公式:嵌固構(gòu)造深度=嵌固構(gòu)造深度系數(shù)×基坑深度=0.800×5.600=4.480m嵌固深度采用值5.700m>=4.480m,滿足構(gòu)造要求。[嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗(yàn)算]工況1： Ps=215.425≤Ep=675.475，土反力滿足要求。 式中： Ps為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力（kN）； Ep為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動(dòng)土壓力合力（kN）。二、基坑GH段支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算⑴本計(jì)算書(shū)適用于基坑2-2'剖面支護(hù)結(jié)構(gòu)段，采用微型鋼管樁支護(hù)，基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)深度5.6m。⑵地層參數(shù)：土層厚度參照巖土工程勘察報(bào)告，地層巖體力學(xué)參數(shù)采用巖土工程勘察報(bào)告相關(guān)內(nèi)容。⑶基坑頂面要求作砼硬化處理，砼硬化密實(shí)，沉砂池、排水溝等砌筑牢實(shí)，防止地表水滲漏，確保邊坡安全。⑷若基坑實(shí)際開(kāi)挖深度及邊坡巖土特性等與設(shè)計(jì)有較大出入時(shí)應(yīng)重新設(shè)計(jì)。⑸本段參照地勘zk9號(hào)鉆孔地質(zhì)資料，按最不利條件進(jìn)行計(jì)算。[支護(hù)方案]鋼管樁支護(hù)[基本信息]規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012內(nèi)力計(jì)算方法增量法支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ01.10基坑深度h(m)5.600嵌固深度(m)5.700樁頂標(biāo)高(m)-0.300樁材料類型型鋼├鋼材牌號(hào)Q235└截面參數(shù)無(wú)縫鋼管φ203×10.0└抗拉、抗壓和抗彎f(MPa)215└抗剪fv(MPa)125└截面塑性發(fā)展系數(shù)1.05樁間距(m)0.500有無(wú)冠梁有├冠梁寬度(m)0.400├冠梁高度(m)0.400└水平側(cè)向剛度(MN/m)2.000防水帷幕無(wú)放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)1支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中力0[超載信息]超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長(zhǎng)度序號(hào)(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)115.0000.00015.0001.500條形[土層信息]土層數(shù)5坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)6.500外側(cè)水位深度(m)6.500彈性計(jì)算方法按土層指定ㄨ彈性法計(jì)算方法m法內(nèi)力計(jì)算時(shí)坑外土壓力計(jì)算方法主動(dòng)[土層參數(shù)]層號(hào)土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內(nèi)摩擦角黏聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)水下(kPa)水下(度)1素填土0.8019.012.008.002粉土2.6019.113.0016.503卵石2.2021.05.0030.004卵石1.4022.012.05.0035.005.0035.005卵石10.0022.512.55.0040.00層號(hào)與錨固體摩水土計(jì)算方法m,c,K值極限承載力擦阻力(kPa)標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)130.0m法1.68120.00260.0m法5.09120.00390.0m法15.50120.004150.0分算m法21.50120.005200.0分算m法28.50120.00層號(hào)有效內(nèi)摩靜止土壓力靜止土壓擦角φ'(度)系數(shù)估算公式力系數(shù)Ko12345[土壓力模型及系數(shù)調(diào)整] 彈性法土壓力模型: 經(jīng)典法土壓力模型: 層號(hào)土類水土水壓力外側(cè)土壓力外側(cè)土壓力內(nèi)側(cè)土壓力內(nèi)側(cè)土壓力名稱調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)1調(diào)整系數(shù)2調(diào)整系數(shù)最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粉土合算1.0001.0001.00010000.0003卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0004卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.0005卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工況信息]工況工況深度支錨號(hào)類型(m)道號(hào)1開(kāi)挖5.600[設(shè)計(jì)參數(shù)]整體穩(wěn)定計(jì)算方法瑞典條分法穩(wěn)定計(jì)算采用應(yīng)力狀態(tài)有效應(yīng)力法穩(wěn)定計(jì)算合算地層考慮孔隙水壓力ㄨ條分法中的土條寬度(m)0.40剛度折減系數(shù)K0.850[設(shè)計(jì)結(jié)果][結(jié)構(gòu)計(jì)算]各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖：[冠梁選筋結(jié)果] 鋼筋級(jí)別選筋A(yù)s1HRB4003E16As2HRB4001E16As3HPB300d8@200[截面計(jì)算][截面參數(shù)]彎矩折減系數(shù)0.85剪力折減系數(shù)1.00荷載分項(xiàng)系數(shù)1.25[內(nèi)力取值]段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號(hào)計(jì)算值計(jì)算值設(shè)計(jì)值實(shí)用值基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩(kN.m)30.300.0032.1932.191基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)24.72118.1526.2726.27最大剪力(kN)31.0243.5638.7738.77[截面驗(yàn)算]基坑內(nèi)側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σnei=Mn/(γ*Wx)=32.190/(1.050*278.890*10-6)=109.925(MPa)<f=215.000(MPa)滿足基坑外側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σwai=Mw/(γ*Wx)=26.267/(1.050*278.890*10-6)=89.700(MPa)<f=215.000(MPa)滿足式中: σwai———基坑外側(cè)最大彎矩處的正應(yīng)力(MPa); σnei———基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩處的正應(yīng)力(MPa); Mw———基坑外側(cè)最大彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m); Mn———基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m); Wx———鋼材對(duì)x軸的凈截面模量(m3); f———鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa); γ———型鋼截面塑性發(fā)展系數(shù);[整體穩(wěn)定驗(yàn)算]計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：有效應(yīng)力法條分法中的土條寬度:0.40m滑裂面數(shù)據(jù)圓弧半徑(m)R=8.771圓心坐標(biāo)X(m)X=-2.096圓心坐標(biāo)Y(m)Y=2.764整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=2.588>1.35,滿足規(guī)范要求。[抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算]抗傾覆(對(duì)支護(hù)底取矩)穩(wěn)定性驗(yàn)算: Mp——被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的抗傾覆彎矩,對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力 決定;對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。 Ma——主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩。工況1： Kov=2.052>=1.250,滿足規(guī)范抗傾覆要求。[嵌固深度構(gòu)造驗(yàn)算]根據(jù)公式:嵌固構(gòu)造深度=嵌固構(gòu)造深度系數(shù)×基坑深度=0.800×5.600=4.480m嵌固深度采用值5.700m>=4.480m,滿足構(gòu)造要求。[嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗(yàn)算]工況1： Ps=183.168≤Ep=675.475，土反力滿足要求。 式中： Ps為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力（kN）； Ep為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動(dòng)土壓力合力（kN）。第二部分基坑降水設(shè)計(jì)計(jì)算一、降水設(shè)計(jì)計(jì)算1.1設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)=1\*GB2⑴降水井點(diǎn)系統(tǒng)圍合面積約（A）:A=197.50㎡。=2\*GB2⑵降水深度：按降至場(chǎng)平標(biāo)高以下-6.5m。=3\*GB2⑶地下水靜止水位HO：根據(jù)勘察時(shí)水位并結(jié)合施工期及場(chǎng)地歷史最高水位埋深情況，綜合取Ho=3.0m（場(chǎng)地整平后深度）。=4\*GB2⑷含水層厚度：H＝20.0m。=5\*GB2⑸滲透系數(shù)：K=25.00m/d（按地勘報(bào)告建議取值）。=6\*GB2⑹基坑設(shè)計(jì)水位降深(m)；s=6.5-3.0=3.5m。=7\*GB2⑺基坑等效半徑（m）。=8\*GB2⑻降水影響半徑(m)。1.2基坑涌水量基坑降水總涌水量按《建筑與市政工程地下水控制技術(shù)規(guī)范》（JGJ111-2016）附錄B.0.3潛水非完整井公式計(jì)算：式中：—基坑總涌水量（m3/d）；—含水層的滲透系數(shù)（m/d）；—潛水含水層厚度(m)；h—基坑動(dòng)水位至含水層底板的距離(m)；—平均動(dòng)力水位（m），；s—基坑水位降深(m)；—降水影響半徑（m）；—基坑等效半徑（m）；A—降水井點(diǎn)系統(tǒng)圍合面積（m2）。經(jīng)計(jì)算，基坑降水總涌水量：1.3單井出水量單井出水量q按《建筑與市政工程地下水位控制技術(shù)規(guī)（JGJ111-2016）附錄C.0.5式估算：式中：r—過(guò)濾器半徑（m）；l—過(guò)濾器進(jìn)水部分長(zhǎng)度(m)；k—含水層滲透系數(shù)（m/d）。則估算單井出水量m3/d1.4管井?dāng)?shù)及井間距=1\*GB2⑴管井?dāng)?shù)估算結(jié)合我司多年的降水設(shè)計(jì)、施工的經(jīng)驗(yàn)，各單井出水量之和應(yīng)大于基坑出水量，且單井出水量應(yīng)小于單井出水能力，預(yù)估單井流量為550m3/d（前期估算抽水量，后期隨抽排時(shí)間變化，可能會(huì)遞減），并依據(jù)《建筑與市政工程地下水控制技術(shù)規(guī)范》（JGJ111-2016）5.3.4式計(jì)算：式中：n—降水井?dāng)?shù)量（口）；Q—基坑涌水量（m3/d）；q—單井出水量（m3/d）；—調(diào)整系數(shù)（一級(jí)安全等級(jí)取1.2，二級(jí)安全等級(jí)取1.1，三級(jí)安全等級(jí)取1.0；本次設(shè)計(jì)取值1.1