水閘設(shè)計(jì)方案

1、雙嶼黃龍片區(qū)北排工程泰力路段水閘基坑設(shè)計(jì)計(jì)算書 浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 2013年12月目錄1、設(shè)計(jì)說明32 設(shè)計(jì)概況32.1 基本信息32.2 土層參數(shù)52.3 工況信息63、內(nèi)力計(jì)算結(jié)果73.1 內(nèi)力位移包絡(luò)圖73.2 地表沉降圖73.3 內(nèi)力計(jì)算值84、驗(yàn)算84.1 鋼板樁截面驗(yàn)算84.2 基坑整體穩(wěn)定驗(yàn)算104.3 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算104.4 基坑抗隆起驗(yàn)算114.5 流土穩(wěn)定性驗(yàn)算124.6 抗承壓水(突涌)驗(yàn)算134.7 嵌固深度計(jì)算144.8 嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗(yàn)算15水閘基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算書 1、設(shè)計(jì)說明水閘基坑設(shè)計(jì)面積為336，基坑開挖深度為5.381m。建筑地基

2、基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB 50202-2002的劃分方法，基坑深度小于7m，且周邊無建筑物及管線，基坑安全性等級為三級基坑?；釉嫉孛鏄?biāo)高為3.95（地質(zhì)勘探孔K5）水閘采用放坡+鋼板樁支護(hù)。鋼板樁型號為20a槽鋼，中心距為0.7m。2 設(shè)計(jì)概況2.1 基本信息規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-2012內(nèi)力計(jì)算方法增量法支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級三級支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)01.00基坑深度H(m)5.381嵌固深度(m)6.620樁頂標(biāo)高(m)-3.000樁材料類型型鋼 鋼材牌號Q235 截面參數(shù)20號a槽鋼 抗拉、抗壓和抗彎f(Mpa)215 抗剪fv(Mpa)215 截面塑性發(fā)展系數(shù)

3、1.05樁間距(m)0.700放坡級數(shù) 1超載個(gè)數(shù) 1支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中力0- 放坡信息 -坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)11.5003.0002.000- 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度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)110.000- 附加水平力信息 -水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號 無(kN) 0(m) 0傾覆穩(wěn)定 整體穩(wěn)定否否- 土層信息 -土層數(shù) 3坑內(nèi)加固土 否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)5.700外側(cè)水位深度(m)1.000彈性計(jì)算方法按土層指定彈性法計(jì)算方法m法基坑外側(cè)土壓力計(jì)算方法主動-2.2 土層參數(shù) 土層參數(shù)

4、取自地質(zhì)勘探報(bào)告孔號ZK5數(shù)據(jù)。-層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土2.9017.57.58.0010.002淤泥質(zhì)土3.1016.76.713.0011.503粉砂12.6018.38.3-層號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)120.08.0010.00合算m法1.80-216.013.0011.50合算m法2.80-360.02.0031.00分算m法16.32- 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:2.3 工況信息 -工況

5、工況深度支錨號類型(m)道號1開挖5.381-3、內(nèi)力計(jì)算結(jié)果3.1 內(nèi)力位移包絡(luò)圖3.2 地表沉降圖3.3 內(nèi)力計(jì)算值段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號 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)3.280.003.483.481基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)9.539.1510.1310.13最大剪力(kN)13.578.0916.9716.974、驗(yàn)算4.1 鋼板樁截面驗(yàn)算 20a 槽鋼截面參數(shù) （1）基坑內(nèi)側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力) nei = Mn/(* Wx) = 3.480/(1.050*178.00*10-6) = 18.579(MPa) < f = 215.000(

6、MPa) 滿足 （2）基坑外側(cè)抗彎驗(yàn)算(不考慮軸力) wai = Mw/(* Wx) = 10.128/(1.050*178.00*10-6) = 54.11(MPa) < f = 215.000(MPa) 滿足 （3）抗剪驗(yàn)算 = V * Sx / (I * tw ) = 16.968*0.104*10-3/(1780.000*10-8*0.70*10-2) = 14.162(MPa) < fv = 215.000(MPa) 滿足 式中: wai基坑外側(cè)最大彎矩處的正應(yīng)力(Mpa); nei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

7、基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m); Wx 鋼材對x軸的凈截面模量(m3); f 鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa); 基坑最大剪力處的剪應(yīng)力(Mpa) V 基坑最大剪力設(shè)計(jì)值(kN); Sx 計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩(m2); I 毛截面慣性矩 (m4); tw 鋼材腹板厚度(m); fv 鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa); 型鋼截面塑性發(fā)展系數(shù);4.2 基坑整體穩(wěn)定驗(yàn)算 計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法條分法中的土條寬度: 0.40m滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 2.965圓弧半徑(m) R = 13.602圓心坐標(biāo)X(m) X = 0.672圓心坐標(biāo)Y(m) Y =

8、 6.973-4.3 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 抗傾覆安全系數(shù):Mp被動土壓力及支點(diǎn)力對樁底的抗傾覆彎矩, 對于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力 決定;對于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長度計(jì)算。 工況1： Ks = 1.366 >= 1.1500, 滿足規(guī)范要求。 4.4 基坑抗隆起驗(yàn)算 從支護(hù)底部開始，逐層驗(yàn)算抗隆起穩(wěn)定性，結(jié)果如下：支護(hù)底部，驗(yàn)算抗隆起：Ks = 12.160 1.400，抗隆起穩(wěn)定性滿足。深度118.600處，驗(yàn)算抗隆起：Ks = 19.810 1.400，抗隆起穩(wěn)定性滿足。4.5 流土穩(wěn)

9、定性驗(yàn)算Kse流土穩(wěn)定性安全系數(shù)；安全等級為一、二、三級的基坑支護(hù)，流土穩(wěn)定性安全系數(shù)分別不應(yīng)小于1.6、1.5、1.4；ld截水帷幕在基坑底面以下的長度(m)；D1潛水水面或承壓水含水層頂面至基坑底面的垂直距離(m)；'土的浮重度(kN/m3)；h'基坑內(nèi)外的水頭差(m)；w地下水重度(kN/m3)；K = 2.930 >= 1.4, 滿足規(guī)范要求。4.6 抗承壓水(突涌)驗(yàn)算 式中Pcz基坑開挖面以下至承壓水層頂板間覆蓋土的自重壓力(kN/m2)，承壓水隔水頂板標(biāo)高-35; Pwy承壓水層的水頭壓力(kN/m2)，本次計(jì)算取5m; Ky抗承壓水頭(突涌)穩(wěn)定性安全系數(shù)

10、，規(guī)范要求取大于1.100。Ky = 602.91/34.00 = 17.73 >= 1.10基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定!4.7 嵌固深度計(jì)算 嵌固深度計(jì)算參數(shù)：是否考慮坑底隆起穩(wěn)定性嵌固深度計(jì)算過程： 當(dāng)?shù)貙硬粔驎r(shí)，軟件是自動加深最后地層厚度(最多延伸100m)得到的結(jié)果。1) 嵌固深度構(gòu)造要求： 依據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-2012, 嵌固深度對于懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)ld不宜小于0.8h。 嵌固深度構(gòu)造長度ld：4.305m。2) 嵌固深度滿足抗傾覆要求： 按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-2012懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固深度ld值，規(guī)范公式如下： 得到ld = 4.650m。3) 嵌固深度滿足坑底抗隆起要求： 符合坑底抗隆起的嵌固深度