縣城排水設(shè)施整治工程（二標(biāo)段）結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)

一、工程概況環(huán)衛(wèi)集團(tuán)有限公司（甲方）擬在城區(qū)興建縣城排水設(shè)施整治工程。縣城排水設(shè)施整治工程位于城區(qū)。本項(xiàng)目新建雨污管網(wǎng)尺寸為DN400mm～DN1200mm；管道的管材為鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管；設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高為191.48～300.00m，均采用明挖暗埋敷設(shè)，管道埋深為1.10～3.21m；管道沿線(xiàn)基坑邊坡主要以土質(zhì)邊坡為主，僅局部地段為巖土質(zhì)邊坡，土質(zhì)基坑邊坡最大高度為3.21m（PDY-11~PDY-4），巖土質(zhì)基坑邊坡最大高度為3.71m（Y3-64～Y3-66）。本工程重要性等級(jí)為三級(jí)，中等復(fù)雜場(chǎng)地，基坑邊坡安全等級(jí)為二級(jí)。二、設(shè)計(jì)采用主要規(guī)范及原則2.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）與業(yè)主簽訂的設(shè)計(jì)合同（2）項(xiàng)目所在片區(qū)1：500地形管線(xiàn)圖（3）《豐都縣城市排水管網(wǎng)改造工程管網(wǎng)排查項(xiàng)目》（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司2021.10）（4）業(yè)主提供其他相關(guān)資料（5）《豐都縣縣城排水設(shè)施整治工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告（一次性勘察）》（重慶交通大學(xué)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司2024.04）（6）《豐都縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)關(guān)于豐都縣縣城排水設(shè)施整治工程（二標(biāo)段）初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》（豐都住建發(fā)【2024】103號(hào)）2.2設(shè)計(jì)采用規(guī)范1）《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF10-2006）2）《城市道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（DBJ50-078-2008）3）《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164—2011）4）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）（2015年版）5）《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50107-2010）6）《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50086～2015）7）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）8）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）9）《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》（GB55002-2021）；10）《建筑與市政地基基礎(chǔ)通用規(guī)范》（GB55003-2021）；11）《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55001-2021）；12）《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55008-2021）；13）相關(guān)國(guó)家工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文。2.3設(shè)計(jì)原則根據(jù)規(guī)范要求并結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告，本工程基坑安全等級(jí)為二級(jí)。(1)基坑防護(hù)工程設(shè)計(jì)安全系數(shù)取1.3。(2)邊坡重要性系數(shù)取1.1。(3)場(chǎng)地地震基本烈度為6度。設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為一組。(4)基坑設(shè)計(jì)使用年限：不大于2年。三、設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果，原位測(cè)試成果，并結(jié)合區(qū)域經(jīng)驗(yàn)，對(duì)場(chǎng)地巖土體參數(shù)主要指標(biāo)取值建議如下。見(jiàn)巖土物理力學(xué)指標(biāo)建議值表：表3.1-1巖土體設(shè)計(jì)參數(shù)建議值一覽表巖土名稱(chēng)天然重度飽和重度抗剪強(qiáng)度基底摩擦系數(shù)單軸抗壓標(biāo)準(zhǔn)值fr(MPa)承載力特征值fak(kPa)r(kN/m3)r(kN/m3)內(nèi)聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角φ(°)天然飽和素填土（既有）20.0*21.00*0*（天然）0*（飽和）28*（天然）25*（飽和）0.25*//現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)確定粉質(zhì)黏土19.0*19.328*（天然）16*（飽和）14*（天然）10*（飽和）0.25*///強(qiáng)風(fēng)化泥巖23.0*24.0*50*25*0.35*//300*中等風(fēng)化泥巖2525.2200*30*0.45*8.25.21880巖層層面//50*18*////裂隙面//60*20*////四、基坑支護(hù)計(jì)算本項(xiàng)目土質(zhì)基坑邊坡最大高度為3.21m（PDY-11~PDY-4），巖土質(zhì)基坑邊坡最大高度為3.71m（Y3-64～Y3-66）。本次計(jì)算選取PDY-4代表土質(zhì)基坑開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為管道埋深2.71m+底板厚度0.5m=3.21m；選取Y3-66代表巖土質(zhì)基坑開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為管道埋深3.21m+底板厚度0.5m=3.71m。4.1土質(zhì)基坑（PDY-4）[支護(hù)方案]排樁支護(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)算方法增量法基坑等級(jí)一級(jí)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)γ01.10基坑深度H(m)3.420嵌固深度(m)3.000樁頂標(biāo)高(m)0.000樁材料類(lèi)型鋼板樁├每延米截面面積A(cm2)45.63├每延米慣性矩I(cm4)242.00└每延米抗彎模量W(cm3)400.00└抗彎f(N/mm2)215有無(wú)冠梁無(wú)放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)0支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中力0[附加水平力信息]水平力作用類(lèi)型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(hào)(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定[土層信息]土層數(shù)1坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)10.000外側(cè)水位深度(m)10.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開(kāi)挖過(guò)程變化否內(nèi)側(cè)水位距開(kāi)挖面距離(m)彈性計(jì)算方法按土層指定ㄨ彈性法計(jì)算方法m法基坑外側(cè)土壓力計(jì)算方法主動(dòng)[土層參數(shù)]層號(hào)土類(lèi)名稱(chēng)層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土10.0018.08.010.0015.00層號(hào)與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計(jì)算方法m,c,K值抗剪強(qiáng)度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)1120.010.0010.00分算m法10.00[支錨信息]支錨道數(shù)1支錨支錨類(lèi)型水平間距豎向間距入射角總長(zhǎng)錨固段道號(hào)(m)(m)(°)(m)長(zhǎng)度(m)1內(nèi)撐3.0000.500支錨預(yù)加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(hào)(kN)(MN/m)直徑(mm)號(hào)調(diào)整系數(shù)(kN)調(diào)整系數(shù)10.0030.002～100.001.00[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(lèi)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(chēng)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素填土分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工況信息]工況工況深度支錨號(hào)類(lèi)型(m)道號(hào)1開(kāi)挖1.0002加撐1.內(nèi)撐3開(kāi)挖3.420[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：[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(lèi)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)9.037.2810.5510.551基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)6.4510.057.547.54最大剪力(kN)18.0115.9724.7724.77[截面驗(yàn)算]基坑內(nèi)側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σnei=M/W=10.552/(400.000*10-6)=26380.129(kPa)=26.380(MPa)<f=215.000(MPa)滿(mǎn)足基坑外側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σwai=M/W=7.539/(400.000*10-6)=18847.857(kPa)=18.848(MPa)<f=215.000(MPa)滿(mǎn)足[嵌固深度計(jì)算]嵌固深度計(jì)算參數(shù)：嵌固深度計(jì)算過(guò)程：按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固深度ld：1)ld按公式：得到ld=1.350m，ld采用值為：3.000m[嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗(yàn)算]工況1： Ps=24.655≤Ep=590.305，土反力滿(mǎn)足要求。工況2： Ps=24.655≤Ep=590.305，土反力滿(mǎn)足要求。工況3： Ps=77.771≤Ep=215.764，土反力滿(mǎn)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）。4.2巖土質(zhì)基坑（Y3-66）[支護(hù)方案]排樁支護(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)算方法增量法基坑等級(jí)一級(jí)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)γ01.10基坑深度H(m)3.710嵌固深度(m)3.000樁頂標(biāo)高(m)0.000樁材料類(lèi)型鋼板樁├每延米截面面積A(cm2)45.63├每延米慣性矩I(cm4)242.00└每延米抗彎模量W(cm3)400.00└抗彎f(N/mm2)215有無(wú)冠梁無(wú)放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)0支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中力0[附加水平力信息]水平力作用類(lèi)型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(hào)(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定[土層信息]土層數(shù)2坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)10.000外側(cè)水位深度(m)10.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開(kāi)挖過(guò)程變化否內(nèi)側(cè)水位距開(kāi)挖面距離(m)彈性計(jì)算方法按土層指定ㄨ彈性法計(jì)算方法m法基坑外側(cè)土壓力計(jì)算方法主動(dòng)[土層參數(shù)]層號(hào)土類(lèi)名稱(chēng)層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1素填土1.5018.010.0015.002中風(fēng)化巖50.0025.015.0750.0032.76層號(hào)與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計(jì)算方法m,c,K值抗剪強(qiáng)度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)1120.0m法10.002120.0750.0032.76分算m法60.00[支錨信息]支錨道數(shù)1支錨支錨類(lèi)型水平間距豎向間距入射角總長(zhǎng)錨固段道號(hào)(m)(m)(°)(m)長(zhǎng)度(m)1內(nèi)撐3.0000.500支錨預(yù)加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(hào)(kN)(MN/m)直徑(mm)號(hào)調(diào)整系數(shù)(kN)調(diào)整系數(shù)10.0030.002～100.001.00[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(lèi)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(chēng)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素填土分算1.0001.0001.0001.00010000.0002中風(fēng)化巖分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工況信息]工況工況深度支錨號(hào)類(lèi)型(m)道號(hào)1開(kāi)挖1.0002加撐1.內(nèi)撐3開(kāi)挖3.710[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：[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(lèi)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)0.280.000.320.321基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)0.000.000.000.00最大剪力(kN)2.830.023.883.88[截面驗(yàn)算]基坑內(nèi)側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σnei=M/W=0.323/(400.000*10-6)=807.311(kPa)=0.807(MPa)<f=215.000(MPa)滿(mǎn)足基坑外側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力)σwai=M/W=0.000/(400.000*10-6)=0.078(kPa)=0.000(MPa)<f=215.000(MPa)滿(mǎn)足[嵌固深度計(jì)算]嵌固深度計(jì)算參數(shù)：嵌固深度計(jì)算過(guò)程：按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固深度ld：1)ld按公式：得到ld=0.050m，ld采用值為：3.000m當(dāng)前嵌固深度為：0.050m。依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012,單點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度ld不宜小于0.3h。嵌固深度取為：1