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文檔簡介
建新西路四期長安廠段道路工程結(jié)構(gòu)計算書TOC\o"1-5"\h\z.工程概況 3\o"CurrentDocument".設(shè)計依據(jù) 4\o"CurrentDocument".巖土體物理力學(xué)參數(shù) 5.隧道主體結(jié)構(gòu)計算 5\o"CurrentDocument"4.1.計算軟件 5\o"CurrentDocument"4.2.初期支護計算模型 6\o"CurrentDocument"4.3.二次襯砌計算模型 7\o"CurrentDocument"4.4.暗挖隧道 11\o"CurrentDocument"4.4.1.IV級A型襯砌 124.4.2.V級襯砌 13\o"CurrentDocument"4.4.3.臨近建筑地層結(jié)構(gòu)法計算 15\o"CurrentDocument"4.4.4.偏壓淺埋段地層結(jié)構(gòu)法計算 23\o"CurrentDocument"4.5.明挖隧道 34\o"CurrentDocument"4.5.1.B型襯砌 34\o"CurrentDocument"4.5.2.C型襯砌 37\o"CurrentDocument"4.5.3.D型襯砌 39\o"CurrentDocument"5.人防加固主體結(jié)構(gòu)計算 42\o"CurrentDocument"5.3.1.人防隧道小斷面跨X高:6.5mx4m 46\o"CurrentDocument"5.3.2.人防隧道大斷面跨X高:8.0mx5.5m 486.隧道敞口段擋墻 50\o"CurrentDocument"6.2.折背式擋墻計算 60\o"CurrentDocument".隧道洞口擋墻 68\o"CurrentDocument".場地巖質(zhì)邊坡破壞模式分析 82.基坑支護 85\o"CurrentDocument"9.1.圍護樁計算(2.2m懸臂樁) 85\o"CurrentDocument"9.2.圍護樁計算(2.2m懸臂樁+內(nèi)支撐) 94\o"CurrentDocument"9.3.圍護樁計算(1.8m懸臂樁+內(nèi)支撐) 104\o"CurrentDocument"4.圍護樁計算(1.8m懸臂樁) 113\o"CurrentDocument"5.右側(cè)坡率法放坡穩(wěn)定性驗算 12110.邊坡支護 1241.樁板式擋墻計算 1241.1.①2000樁計算 124\o"CurrentDocument"1.2.①1800樁計算 140\o"CurrentDocument"1.3.中1500樁計算 155\o"CurrentDocument"1.4.樁橫向水平力特征值驗算 168\o"CurrentDocument"2.仰斜式擋墻計算 168\o"CurrentDocument"4.高邊坡支護結(jié)構(gòu)計算 182\o"CurrentDocument"4.1.下部板肋式錨桿擋墻計算 183\o"CurrentDocument"4.2.肋柱結(jié)構(gòu)計算 184\o"CurrentDocument"4.3.上部清坡后緣邊坡穩(wěn)定性計算 188建新西路四期長安廠段道路工程
結(jié)構(gòu)計算書.工程概況建新西路四期長安廠段道路工程位于江北區(qū)石門片區(qū)長安廠區(qū)域內(nèi),新增一條次干路,起點接建新西路四期前衛(wèi)廠段,終點順接現(xiàn)狀建新西路,全長1006.528m。設(shè)計車速30km/h,為雙向四車道的城市次干路。全線設(shè)置隧道1座,隧道設(shè)計左、右線采用雙洞雙向四車道隧道方案。隧道建筑限界凈寬為9.75m,凈高5.0m。在滿足平面線型布設(shè)要求前提下,采用小間距隧道方案,兩隧道標(biāo)準(zhǔn)段線路里程線間距為15.6m~17.5m,兩隧道間凈距約4.3~5.2m。其洞身結(jié)構(gòu)按新奧法進行設(shè)計施工,采用復(fù)合襯砌,初期支護以噴射混凝土、鋼架、錨桿和鋼筋網(wǎng)等為主要支護手段;二次襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隧道規(guī)模一覽表如下:隧道規(guī)模一覽表項目起訖里程長度(m)主要分段長度(m)洞門型式進口出口明挖段暗挖段左線K1+880.000(ZK0+039.940)K2+280.000395.215117.111278.104進洞均為端墻式:出洞均為翼墻式右線K1+906.083(YK0+065.753)K2+280.000379.143131.691247.453隧道襯砌支護參數(shù)表如下:- 支護參數(shù)犍道村硯類9初期支步超觸護及觸C35例筋及二材施工方法(cm1C25巾旭(cm)鎘嗣(cm)@22(?25)砂桌描桿(拱W邊埼)翱麻篁前”(cm|仰排/反雙(cm)主修1兩車遭修回V級8里8單覷8@20x20@120x80cmT16iWe0cm◎25翅前福肝4040920@150臺階詼2商車鴕成V班里1025單期?8020x20@100x80cmL=3.5fn118工字碘Clcrn325理前隹行/兩口。108大皆視5050*25^150CD決3-兩車秋皮V.如軍04>8@20x20@100x60cmI20o工字輛60ce042攝"”細76打弒“/用口大管榭55.55件28@150CD法4明河A型竹砌-,-rFL-L--一.一一一70立28創(chuàng)50用非法5里.用必句軟—一—-一-.——一90?28@150明捻法叼消csut碟瞰HMM90*28和50用找法根據(jù)道路設(shè)計,本工程在建新西路四期長安廠段道路工程里程樁號Kl+709.5~K1+88L5段道路左側(cè),其最大挖方高度約50.0m;在樁號K2+160~K2+280段左右側(cè)及暗挖隧道出口仰坡產(chǎn)生深基坑,基坑最大高度約17.0m。根據(jù)道路設(shè)計,本項目結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容主要包含隧道主體結(jié)構(gòu)、隧道敞口段擋墻結(jié)構(gòu)、隧道洞口擋墻結(jié)構(gòu)、隧道基坑支護結(jié)構(gòu)及邊坡支護結(jié)構(gòu)。.設(shè)計依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30-2004)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-20102015年版)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007—2011).巖土體物理力學(xué)參數(shù)地勘單位提供的,裂隙面抗剪強度及基底摩擦系數(shù)和錨桿碎與巖石的極限粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013,結(jié)合地區(qū)建筑經(jīng)驗提供。表4.3巖土物理力學(xué)參數(shù)值一覽表目^\\巖類天然垂度(KN/m3)飽和重度(KN/ma)天軸抗度值a)行單限強準(zhǔn)MP巖然極壓標(biāo)<巖石飽和極限抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)抗拉強度(Kpa)承基許a)基力容值KP路載木1地基承載力特征值(Kpa)黏聚力(Kpa)內(nèi)摩擦角(°居底底擦系數(shù)巖體水平抗力系數(shù)泊松比巖體彈性抗力系數(shù)素填土20.5021.5026.02.00.3012粉質(zhì)粘土19.0919.3917518016.69.20.2520強風(fēng)化泥巖30030025100強風(fēng)化砂巖5000.4030100中風(fēng)化泥巖24.1824.886.594.374905002330171036.50.40600.31150中風(fēng)化砂巖23.7724.6829.6522.05169012007270571039.70.502400.25500巖體結(jié)構(gòu)面2012.0.隧道主體結(jié)構(gòu)計算.1.計算軟件采用大型有限元分析軟件MIDAS-GTSNX進行計算。2.初期支護計算模型隧道初期支護采用工程類比法進行設(shè)計,并通過有限元理論分析進行驗算。有限元分析采用地層結(jié)構(gòu)法,是將初期支護和地層視為整體共同受力的統(tǒng)一體系,在滿足變形協(xié)調(diào)的前提下分別計算初期支護與地層的內(nèi)力,據(jù)以驗算地層的穩(wěn)定性和進行初期支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。為簡化計算,在初期支護模擬計算中偏于安全地不考慮工字鋼及超前支護的作用。(1)單元選取計算范圍內(nèi)的圍巖采用平面應(yīng)變單元模擬;噴射混凝土采用梁單元模擬;系統(tǒng)錨桿采用植入式桁架單元模擬。(2)計算范圍、荷載及邊界條件計算范圍:左右水平計算范圍均取隧道跨度的3倍,垂直計算范圍向上取至自由地表,向下取隧道寬度的3倍。計算荷載:包括巖土體及結(jié)構(gòu)自重、周邊道路車行荷載(取為20kPa)。邊界條件:底面約束豎直方向丫方向的自由度,側(cè)面約束側(cè)向X方向的自由度,地表為自由面。(3)計算方法和屈服準(zhǔn)則采用大型有限元分析軟件MIDAS-GTSNX計算,程序使用“生死”單元的方法實現(xiàn)隧道巖土體的開挖和初期支護的修建。結(jié)構(gòu)材料采用線彈性結(jié)構(gòu)模型;巖土體材料采用理想彈塑性模型,屈服準(zhǔn)則采用摩爾-庫倫屈服準(zhǔn)則,以考慮圍巖的非線性變形。(4)計算步驟計算步驟按照隧道設(shè)計施工方法進行。計算程序首先模擬原始地應(yīng)力,圍巖的開挖是在前一計算步驟所得地應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上進行的,根據(jù)結(jié)構(gòu)整體剛度的改變,按實際開挖方法施加地層釋放荷載,并求解開挖后的應(yīng)力場。(5)相關(guān)參數(shù)的選取1#隧道計算參數(shù)表巖土及結(jié)構(gòu)單元類型天然重度彈性模量泊松比粘聚力摩擦角
(kN/m3)(GPa)(MPa)(°)填土平面應(yīng)變單元20.50.010.40綜合28粉質(zhì)粘土平面應(yīng)變單元19.090.020.3816.69.2泥巖平面應(yīng)變單元24.181.40.341.7136.5砂巖平面應(yīng)變單元24.55.40.255.7139.7C25噴射混凝土梁單元22.0230.20————錨桿植入式桁架單元78.52100.30—一4.3.二次襯砌計算模型二次襯砌采用荷載結(jié)構(gòu)法進行計算。荷載結(jié)構(gòu)法認(rèn)為,隧道開挖后地層的作用主要是對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載,襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)能安全可靠地承受地層壓力等荷載的作用。計算時先按《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018)確定地層壓力,然后按彈性地基上結(jié)構(gòu)物的計算方法計算襯砌的內(nèi)力,并計算結(jié)構(gòu)截面設(shè)計。根據(jù)《公路隧道設(shè)計細則》(JTG/TD70-2010),隧道采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)時,可考慮初期支護的承載作用,初期支護與二次襯砌承載比例參照規(guī)范表10.3.3執(zhí)行。(1)荷載計算依據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018),作用于隧道結(jié)構(gòu)上的荷載分類如下表:荷載類型荷載名稱永久荷載圍巖壓力土壓力結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)附加荷載混凝土收縮和徐變的影響力水壓力可變荷載基本可變荷載公路車輛荷載,人群荷載其他可變荷載溫度變化的影響力施工荷載偶然荷載落石沖擊力地震作用本工程計算中主要考慮的計算荷載如下表:荷載種類荷載取值備注
圍巖壓力按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范》計算取值適用于暗挖隧道結(jié)構(gòu)土壓力按照隧道拱頂實際覆土厚度取值適用于明挖隧道結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重按結(jié)構(gòu)實際截面尺寸及重度取值水壓力依據(jù)地勘資料,結(jié)合隧道防排水措施及地區(qū)經(jīng)驗取值地面車行荷載按20KPa均布荷載考慮施工荷載按lOKPa均布荷載考慮注:表中未列出荷載按相關(guān)規(guī)范或根據(jù)實際情況取值。?深埋隧道圍巖壓力:按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018)計算取值,圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直均布壓力按下式計算:q=也〃=0.45x25-%式中:s——圍巖級別co―寬度影響系數(shù),°=l+i(5-5)B——坑道跨度i——B每增減1m時的圍巖壓力增減率:當(dāng)BV5m時,取i=0.2;當(dāng)B>5m時,取i=0.1水平均布壓力按下式計算:qq=汝(1—助tan。Btan/3-tan(petan血1+tan4(tana-tan6)+tanCn。]tan/?=tan/?=tan^,4-2(tan紇+l)tan化
tanpc-tan。式中:x一側(cè)壓力系數(shù)?淺埋隧道圍巖壓力:按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018)計算取值,圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直均布壓力按下式計算:式中:y 圍巖重度B——坑道跨度h 洞頂?shù)孛娓叨?——頂板土柱兩側(cè)摩擦角,為經(jīng)驗數(shù)值X 側(cè)壓力系數(shù)q>c——圍巖計算摩擦角P——產(chǎn)生最大推力時的摩擦角Br* *1淺埋隧道荷載計算示意圖?水壓力:依據(jù)地勘報告,場地水文地質(zhì)條件較為簡單,地勘在鉆孔施工結(jié)束后提干孔內(nèi)積水,隔一天進行水位觀測,場地內(nèi)大部分鉆孔未見地下水位。同時,本工程隧道采用半包防水+排水襯砌(襯砌外設(shè)置環(huán)向排水軟管及縱向排水軟管排水系統(tǒng))的形式,結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗,襯砌計算中可不考慮裂隙水壓力作用。?結(jié)構(gòu)設(shè)計時對結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件可能同時出現(xiàn)的荷載(作用)進行組合,并取最不利組合進行設(shè)計或驗算。確定荷載取值時,應(yīng)考慮施工階段和使用階段中發(fā)生的變化。荷載組合如下表:
按承載能力要求檢驗基本組合組合一結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力組合二結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+公路荷載結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+列車活載結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+渡槽流水壓力組合三結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+施工荷載+溫度作用力偶然組合組合四結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力或土壓力+地震作用或落石沖擊力按正常使用要求檢驗長期效應(yīng)組合組合五結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力+混凝土收縮和徐變力組合六結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+公路荷載、列車荷載或渡槽流水壓力短期效應(yīng)組合組合七結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力或土壓力+混凝土收縮和徐變力+溫度荷載+凍脹力(2)彈性抗力系數(shù)隧道襯砌計算模型考慮了圍巖對襯砌變形的約束作用,采用“僅受壓”彈簧模型,抗力系數(shù)依據(jù)地勘報告取值:泥巖取為150Mpa/m,砂巖取為500Mpa/m。(3)隧道計算模型示意圖隧道襯砌內(nèi)力計算模型示意圖pl 垂直土壓力(包括地面超載)ql、q2——側(cè)向土壓力(4)截面強度驗算方法依據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018),按破損階段法驗算鋼筋混凝土襯砌正截面強度、斜截面強度,同時計算最大裂縫寬度(不大于0.2mm)。4.4.暗挖隧道隧道二次襯砌采用C35碎,鋼筋均為HRB400。根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》取值:C35混凝土彈性模量Ec=32.25GPa,泊松比產(chǎn)0.3,重度=25kg/m3。圍巖參數(shù)根據(jù)《重慶市江北區(qū)建新西路四期長安廠段(里程樁號:Kl+436.190-K2+518.901)工程地質(zhì)勘察報告(詳細勘察)》確定。根據(jù)規(guī)范計算可以得到圍巖荷載如表3.2所示。二襯按一定比例承擔(dān)圍巖荷載,根據(jù)《公路隧道設(shè)計細則》(JTG/T。70-2010)表10.3.3,雙車道隧道釋放荷載分擔(dān)比建議值,二襯荷載如表3.3。表3.2圍巖荷載隧道斷面類型國巖荷載豎向荷載q(kPa)側(cè)向荷載ei(kPa)側(cè)向荷載e2(kPa)隧道IV級圍巖復(fù)合式襯146.4143.9243.92V級圍巖復(fù)合式襯砌374.49151.72215.13二襯荷載,IV級圍巖襯砌分擔(dān)比例取50%,V級圍巖襯砌分擔(dān)比例取70%。表3.3二襯荷載隧道斷面類型圍巖荷載豎向荷載q(kPa)側(cè)向荷載e^kPa)側(cè)向荷載e2(kPa)隧道IV級圍巖復(fù)合式襯砌73.2121.9621.96V級圍巖復(fù)合式襯砌262.14106.21150.59
4.4.1.N級A型襯砌1)襯砌內(nèi)力WW級圍巖復(fù)合式襯砌彎矩圖W級圍巖復(fù)合式襯砌軸力圖IV級圍巖復(fù)合式襯砌內(nèi)力值構(gòu)件計算內(nèi)力彎矩(kN-m)軸力(kN)內(nèi)側(cè)外側(cè)拱頂141.64610.77拱腰128.53885.34
墻腳163.011066.43仰拱100.771029.572)襯砌驗算按破損階段法驗算襯砌截面強度及抗裂驗算,結(jié)果如下表所示。IV級圍巖復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)強度及抗裂驗算表位制截面厚度(mm)混凝土酉己筋(HRB400)安全系數(shù)裂縫寬度(mm)e()/ho拱頂400C35(p20@1504.720.070.644拱腰400C35(p20@1506.151,0.403墻腳400C35(p20@1504.86—0.425仰拱400C35(p20@15026.56—0.272各截面位置均安全系數(shù)K>2.4,拱頂裂縫寬度<0.2mm,其余截面eO/hO均小于0.55,不用驗算裂縫寬度,IV級圍巖復(fù)合式襯砌設(shè)計滿足結(jié)構(gòu)強度和抗裂要求。4.4.2.V級襯砌1)襯砌內(nèi)力V級圍巖復(fù)合式襯砌彎矩圖v級圍巖復(fù)合式襯砌軸力圖v級圍巖復(fù)合式襯砌內(nèi)力值構(gòu)件計算內(nèi)力彎矩(kN-m)軸力(kN)內(nèi)側(cè)外側(cè)拱頂268.451095.90拱腰237.731512.54墻腳333.801817.76仰拱208.271739.042)襯砌驗算按破損階段法驗算襯砌截面強度及抗裂驗算,結(jié)果如下表所示。V級圍巖復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)強度及抗裂驗算表位T截面厚度(mm)混凝土酉己筋(HRB400)安全系數(shù)裂縫寬度(mm)e0/h0拱頂500C35(p25@1504.94—0.533拱腰500C35(p25@1505.42——0.342堵腳500C35(p25@1504.01——0.399仰拱500C35(p25@1505.58一0.260各截面位置均安全系數(shù)K>2.4,各截面eO/hO均小于0.55,不用驗算裂縫寬度,V級圍巖復(fù)合式襯砌設(shè)計滿足結(jié)構(gòu)強度和抗裂要求。4.4.3.臨近建筑地層結(jié)構(gòu)法計算左線隧道與現(xiàn)狀綠地海外灘建筑鄰近,水平結(jié)構(gòu)凈距約9.5m,建筑基底附加應(yīng)力擴散范圍疊加至隧道,對該位置采用地層結(jié)構(gòu)法進行計算分析。施工步序(1)初始地應(yīng)力(2)?(11)隧道結(jié)構(gòu)修建IXNXNX各步序豎向位移云圖vL.vVL,MX*7(5TsNXBltFUCDSn各步序橫向位移云圖初期支護內(nèi)力鄰近建筑基礎(chǔ)沉降在隧道開挖過程中,引起的巖體整體變形影響較小,拱頂側(cè)上方沉降最大值約L60mm,地面沉降約L30mm。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)多層建筑整體傾斜控制標(biāo)準(zhǔn)為0.004(HgW24),根據(jù)相鄰基礎(chǔ)最小中心間距,在隧道施工過程中獨基的最大基礎(chǔ)沉降差約0.6mm,相鄰基礎(chǔ)沉降差滿足規(guī)范要求。綜上可知,根據(jù)工程類比法確定的初期支護參數(shù)可保證隧道施工階段的安全性和臨近建筑結(jié)構(gòu)的安全性。4.4.4.偏壓淺埋段地層結(jié)構(gòu)法計算道路樁號Kl+911.583'K2+031.583段右線隧道位于為隧道淺埋段,且現(xiàn)狀地形坡度大,
隧道拱肩覆蓋層厚度僅約9.5m。對該位置采用地層結(jié)構(gòu)法進行計算分析,強風(fēng)化層考慮為土層,參數(shù)如下。施工步序(1)初始地應(yīng)力(2)~(9)隧道結(jié)構(gòu)修建rTT,■NXYN)各步序橫向位移云圖初期支護內(nèi)力在隧道開挖過程中,引起的巖體整體變形影響較小,拱頂側(cè)上方沉降最大值約3.47mm,地面沉降約2.54mm。由于地形變化幅度較大,右線隧道覆層較薄,開挖過程中易失穩(wěn),所以對該段設(shè)計采用了676自進式管棚+642超前小導(dǎo)管的預(yù)支護措施,并對型鋼拱架及二次襯砌進行了加強處理。對初支進行承載力驗算左側(cè)IVA型斷面初支抗壓承載力(不考慮拱架):=12.5X103X0.23X1.0=2875kN;軸力最大值約1477kN,安全系數(shù)1.95左側(cè)IVA型斷面初支抗剪承載力(不考慮拱架):=0.3X12.5X103X0.23X1.0=862.5kN;軸力最大值約115.3kN,安全系數(shù)7.48左側(cè)IVA型斷面初支抗彎承載力:=1.25X(141X106X240X103)+(1X0.2376)X1.3X103=53.8kN.m;彎矩最大值約34.lkNm,安全系數(shù)1.62右側(cè)VB型斷面初支抗壓承載力(不考慮拱架):=12.5X103X0.27X1.0=3375kN;軸力最大值約U97kN,安全系數(shù)2.82右側(cè)VB型斷面初支抗剪承載力(不考慮拱架):=0.3X12.5X103X0.27X1.0=1012.5kN;軸力最大值約115.9kN,安全系數(shù)8.74右側(cè)VB型斷面初支抗彎承載力:=1.66X(237X10^X240X103)+(1X0.272/6)X1.3X103=110.22kN.m;彎矩最大值約32.7kNm,安全系數(shù)3.37初支的安全系數(shù)均大于1.5,因此初支設(shè)計是安全的合理的。雖然初支的抗彎安全系數(shù)比較小,但是從各彎矩圖可以看出,初支的整體彎矩都比較小,可以認(rèn)為現(xiàn)有初支以及臨時支護設(shè)計參數(shù)能夠滿足受力要求。錨桿軸力較小,都在5OKN以內(nèi),均在其抗拉強度范圍內(nèi),錨桿設(shè)計是合理的、安全的,能夠滿足其受力要求;綜上可知,根據(jù)工程類比法確定的初期支護參數(shù)可保證隧道施工階段的安全性和臨近建筑結(jié)構(gòu)的安全性。5.明挖隧道矩形明挖隧道采用C30混凝土澆筑;地通道最大覆土厚度B型襯砌:W6.0m;C型襯砌:^5.0m;斷面D型W2.5m;地面超載等效為1m覆土。5.1.B型襯砌(1)構(gòu)造型式及尺寸明挖隧道B型襯砌采用鋼筋混凝土單箱單室箱型結(jié)構(gòu),內(nèi)空尺寸為(9.8510.71)mX6m,通道頂板厚1.1m,側(cè)墻厚0.8m,底板厚0.9m,頂板與側(cè)墻交接處設(shè)置0.9X0.3m倒角。計算斷面按內(nèi)空尺寸10.71mX5.6m計算復(fù)核。11450~12310(2)設(shè)計參數(shù)沿地通道縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計算模型,作用在其上的荷載有如下幾種類型:頂板自重:作用在頂板上的結(jié)構(gòu)自重為:q=26*l.0=26kN/m頂板覆土:最大覆土厚度為6.0m,土的容重取20KN/m3:q=20*6.0=120kN/m車輛荷載:車輛荷載換算成L0m厚覆土考慮:q=20*l.0=20kN/m土的側(cè)壓力:作用在通道側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計算:q=K(rhl+rh2)其中:K:為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5;r:土的容重(20KN/m2);hl:計算截面距離地面的深度;h2:車輛荷載的換算覆土厚度;
(3)內(nèi)力計算計算簡圖及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖:POS.OS.OS.OS.OS.OS.O.S.OS.OS.O.S.OS.O.S.0§.60.Q㈣65.10.Q,72.5L0.Q.79.51£LQ口0湎5.5口0.872.51}10^>79.5山(3)內(nèi)力計算計算簡圖及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖:POS.OS.OS.OS.OS.OS.O.S.OS.OS.O.S.OS.O.S.0§.60.Q㈣65.10.Q,72.5L0.Q.79.51£LQ口0湎5.5口0.872.51}10^>79.5山,企S6.5lk10.Qr93.5lb10.0rlOl.O108.51153122.540.0R29.5136.54Q.QV141.0計算簡圖W<-v卜彎矩圖(4)計算結(jié)果根據(jù)以上內(nèi)力計算結(jié)果,對彎矩最大、最小截面進行裂縫寬度驗算(裂縫按0.2mm考慮),截面驗算結(jié)果如下表:截面位置彎矩(kN-m)板厚度(mm)計算配筋面積(mm2)配筋
頂板跨中2303.8110011790E32@100+E32@100支座966.711003339E28@100+E25@100側(cè)墻跨中-86.68001600E22@100支座1175.68007950E28@100+E25@100底板跨中892.29004808E25@100+E25@100支座645.79002741E28@1004.5.2.C型襯砌(1)構(gòu)造型式及尺寸明挖隧道C型襯砌采用鋼筋混凝土單箱單室箱型結(jié)構(gòu),內(nèi)空尺寸為(10535?10722)mX5.6m,通道頂板厚L1m,側(cè)墻厚0.8m,底板厚0.9m,頂板與側(cè)墻交接處設(shè)置0.9X0.3m倒角。計算斷面按內(nèi)空尺寸10.722mX5.6m計算復(fù)核。12135?12322(2)設(shè)計參數(shù)沿地通道縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計算模型,作用在其上的荷載有如下幾種類型:頂板自重:作用在頂板上的結(jié)構(gòu)自重為:q=26*l.0=26kN/m頂板覆土:最大覆土厚度為5.0m,土的容重取20KN/m3:q=20*8.5=170kN/m
車輛荷載:車輛荷載換算成1.0m厚覆土考慮:q=20*l.0=20kN/m土的側(cè)壓力:作用在通道側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計算:q=K(rhl+rh2)其中:K:為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5;r:土的容重(20KN/m2);hl:計算截面距離地面的深度;h2:車輛荷載的換算覆土厚度;(3)內(nèi)力計算計算簡圖及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖:OOOT0.00T08.08?08.08,08,08.08.P00I.08.OOOT0.00T08.08?08.08,08,08.08.P00I.08.08.08,08.Q00I,ocpcri不sn.iy.ofy56.10.Q?64.4OQ必S0.072.510^aO.064.4^1QJ^72.5Jiio.o-B8.696.6L1Q4*10.0-96.6104.7_lQ4r104.7120.8.L26.0l120.8.L26.0l4£LQ_J-126.0計算簡圖
彎矩圖(4)計算結(jié)果根據(jù)以上內(nèi)力計算結(jié)果,對彎矩最大、最小截面進行裂縫寬度驗算(裂縫按0.2mm考慮),截面驗算結(jié)果如下表:截面位置彎矩(kN-m)板厚度(mm)計算配筋面積(mm2)配筋頂板跨中2087.8110010118E28@100+E28@100支座787.611002837E25@100+E25@100側(cè)墻跨中-347.58001600E22@100支座1009.08006493E25@100+E25@100底板跨中709.89003032E28@100支座441.79002120E25@1005.3.D型襯砌(1)構(gòu)造型式及尺寸明挖隧道D型襯砌采用鋼筋混凝土單箱雙室箱型結(jié)構(gòu),左洞內(nèi)空尺寸為(9.8510.74)mX5.6m,右洞內(nèi)空尺寸為(9.6?10.53)mX5.6mo通道頂板厚1.1m,側(cè)墻厚0.8m,中墻厚(0.8~2.12)m、底板厚0.9m,頂板與側(cè)墻、中墻交接處及底板與中墻交接處分別設(shè)置0.9X沿地通道縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計算模型,作用在其上的荷載有如下幾種類型:頂板自重:作用在頂板上的結(jié)構(gòu)自重為:q=26*l.0=26kN/m頂板覆土:最大覆土厚度為2.5m,土的容重取20KN/m3:q=20*2.5=30kN/m車輛荷載:車輛荷載換算成1.0m厚覆土考慮:q=20*l.0=20kN/m士的側(cè)壓力:作用在通道側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計算:q=K(rhl+rh2)其中:K:為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5;r:土的容重(20KN/m2);hl:計算截面距離地面的深度;h2:車輛荷載的換算覆土厚度;(3)內(nèi)力計算計算簡圖及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖:I.T'',門00082.0OM.00062二0BRJOQM00062,1omJl08R.計算簡圖I.T'',門00082.0OM.00062二0BRJOQM00062,1omJl08R.計算簡圖彎矩圖(4)計算結(jié)果根據(jù)以上內(nèi)力計算結(jié)果,對彎矩最大、最小截面進行裂縫寬度驗算(裂縫按O.2mm考慮),截面驗算結(jié)果如下表:截面位置彎矩(kN-m)板厚度(mm)計算配筋面積(mm2)配筋頂板跨中773.011002960E28@100支座(中墻)1261.811005542E25@100+E25@100支座(邊墻)31211002200E25@100側(cè)墻跨中32.48001600E22@100支座452.88003640E28@100中墻中墻為承重墻,受力鋼筋為構(gòu)造配筋,配筋為E20@100底板跨中376.59001947E25@100支座765.99003923E28@1005.人防加固主體結(jié)構(gòu)計算計算軟件采用大型有限元分析軟件MIDAS-GTSNX進行計算。2.二次襯砌計算模型本次洞室加固僅在現(xiàn)狀洞室基礎(chǔ)上向外側(cè)擴挖約0.7m,隧道初期支護采用工程類比法進行設(shè)計。二次襯砌采用荷載結(jié)構(gòu)法進行計算。荷載結(jié)構(gòu)法認(rèn)為,隧道開挖后地層的作用主要是對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載,襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)能安全可靠地承受地層壓力等荷載的作用。計算時先按《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018)確定地層壓力,然后按彈性地基上結(jié)構(gòu)物的計算方法計算襯砌的內(nèi)力,并計算結(jié)構(gòu)截面設(shè)計。(1)荷載計算依據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018),作用于隧道結(jié)構(gòu)上的荷載分類如下表:荷載類型荷載名稱永久荷載圍巖壓力土壓力結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)附加荷載混凝土收縮和徐變的影響力水壓力可變荷載基本可變荷載公路車輛荷載,人群荷載其他可變荷載溫度變化的影響力施工荷載偶然荷載落石沖擊力地震作用本工程計算中主要考慮的計算荷載如下表:荷載種類荷載取值備注圍巖壓力按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范》計算取值適用于暗挖隧道結(jié)構(gòu)土壓力按照隧道拱頂實際覆土厚度取值適用于明挖隧道結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重按結(jié)構(gòu)實際截面尺寸及重度取值水壓力依據(jù)地勘資料,結(jié)合隧道防排水措施及地區(qū)經(jīng)驗取值地面車行荷載按20KPa均布荷載考慮施工荷載按lOKPa均布荷載考慮注:表中未列出荷載按相關(guān)規(guī)范或根據(jù)實際情況取值。?深埋隧道圍巖壓力:按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018)計算取值,圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直均布壓力按下式計算:g=汝A=0.45x2s-16)式中:s——圍巖級別(0—寬度影響系數(shù),o=l+i(5-5)B——坑道跨度i——B每增減1m時的圍巖壓力增減率:當(dāng)B<5m時,取i=0.2;當(dāng)B>5m時,取i=0.1水平均布壓力按下式計算:,八"tan。、4=m(1 )Da tan/7-tan^.tan/?[1+tan夕(tan紇-tan。)+tan紇tan。]0 (tane2+l)tan^ctan夕=tan^.+——Vtan"一tan”e=Aq式中:X——側(cè)壓力系數(shù)?淺埋隧道圍巖壓力:按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018)計算取值,圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直均布壓力按下式計算:式中:y 圍巖重度B——坑道跨度h 洞頂?shù)孛娓叨? 頂板土柱兩側(cè)摩擦角,為經(jīng)驗數(shù)值X 側(cè)壓力系數(shù)q)c—圍巖計算摩擦角P一產(chǎn)生最大推力時的摩擦角
?水壓力:依據(jù)地勘報告,場地水文地質(zhì)條件較為簡單,地勘在鉆孔施工結(jié)束后提干孔內(nèi)積水,隔一天進行水位觀測,場地內(nèi)大部分鉆孔未見地下水位。同時,本工程隧道采用半包防水+排水襯砌(襯砌外設(shè)置環(huán)向排水軟管及縱向排水軟管排水系統(tǒng))的形式,結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗,襯砌計算中可不考慮裂隙水壓力作用。?結(jié)構(gòu)設(shè)計時對結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件可能同時出現(xiàn)的荷載(作用)進行組合,并取最不利組合進行設(shè)計或驗算。確定荷載取值時,應(yīng)考慮施工階段和使用階段中發(fā)生的變化。荷載組合如下表:按承載能力要求檢驗基本組合組合-結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力組合二結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+公路荷載結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+列車活載結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+渡槽流水壓力組合三結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+施工荷載+溫度作用力偶然組合組合四結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力或土壓力+地震作用或落石沖擊力按正常使用要求檢驗期應(yīng)合長效組組合五結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力+混凝土收縮和徐變力組合六結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+公路荷載、列車荷載或渡槽流水壓力期應(yīng)合短效組組合七結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+圍巖壓力或土壓力+混凝土收縮和徐變力+溫度荷載+凍脹力(2)彈性抗力系數(shù)
隧道襯砌計算模型考慮了圍巖對襯砌變形的約束作用,采用“僅受壓''彈簧模型,抗力系數(shù)依據(jù)地勘報告取值:泥巖取為150MPa/m,砂巖取為500MPa/m。(3)隧道計算模型示意圖隧道襯砌內(nèi)力計算模型示意圖pl——垂直土壓力(包括地面超載)隧道襯砌內(nèi)力計算模型示意圖pl——垂直土壓力(包括地面超載)ql、q2-——?側(cè)向土壓力(4)截面強度驗算方法依據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》(JTG3370.1-2018),按破損階段法驗算鋼筋混凝土襯砌正截面強度、斜截面強度,同時計算最大裂縫寬度(不大于0.2mm)。.3.二襯配筋計算及驗算隧道二次襯砌采用C35碎,鋼筋均為HRB400。根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》取值:C35混凝土彈性模量Ec=32.25GPa,泊松比產(chǎn)0.3,重度=25kg/m3。圍巖參數(shù)根據(jù)《重慶市江北區(qū)建新西路四期長安廠段(里程樁號:Kl+436.190-K2+518.901)工程地質(zhì)勘察報告(詳細勘察)》確定。根據(jù)規(guī)范計算可以得到圍巖荷載如表3.2所示。二襯按一定比例承擔(dān)圍巖荷載,根據(jù)《公路隧道設(shè)計細則》(JTG/TD70-2010)表10.3.3,雙車道隧道釋放荷載分擔(dān)比建議值,二襯荷載如表3.3圍巖荷載
隧道斷面類型圍巖荷載豎向荷載q(kPa)側(cè)向荷載el(kPa)側(cè)向荷載e2(kPa)隧道人防隧道小斷面跨X高:6.5mX4.15m197.0039.5155.36人防隧道大斷面跨X圖:8.0mX7.0m228.2944.6771.39針對本工程人防隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計,采取最保守設(shè)計思路,按二襯承擔(dān)全部圍巖荷載來進行計算設(shè)計。二襯荷載隧道斷面類型圍巖荷載豎向荷載q(kPa)側(cè)向荷載el(kPa)側(cè)向荷載e2(kPa)隧道人防隧道小斷面跨X高:6.5mX4.15m197.0039.5155.36人防隧道大斷面跨X高:8.0mX7.0m228.2944.6771.395.3.1.人防隧道小斷面跨X高:6.5mX4m二次襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力云圖如下:1)襯砌內(nèi)力lICALroecv13019*172lICALroecv13019*172M2,ISO??M2BUMWK1Mtn2.kMWI。?244M?H0;16MsYO?12M3T2■6im02?00W??400?Mm”12M3?HO218M3?H02244M??40230*102BUMWK1Mtn2.kMWI。?244M?H0;16MsYO?12M3T2■6im02?00W??400?Mm”12M3?HO218M3?H02244M??40230*102,6M?02(b)二襯軸力圖二次襯砌不同截面位置內(nèi)力統(tǒng)計值構(gòu)件計算內(nèi)力彎矩(kN-m)剪力(kN)軸力(kN)內(nèi)側(cè)外側(cè)拱頂312.847.59327.56拱腰401.05335.42671.58墻腳344.85636.73705.39仰拱279.532.93296.862)襯砌驗算按破損階段法驗算襯砌截面強度及抗裂驗算,結(jié)果如下表所示二次襯砌結(jié)構(gòu)強度及抗裂驗算表
位置截面厚度(mm)混凝土配筋(HRB400)安全系數(shù)裂縫寬度(mm)eO/hO拱頂500C354>25@1502.08().152.13拱腰500C35625@1502.090.171.33墻腳600C35625@1503.960.110.89仰拱500C35625@1502.480.132.10各截面位置均安全系數(shù)K>2.0,拱頂裂縫寬度<0.2mm,二襯設(shè)計級配筋滿足結(jié)構(gòu)強度和抗裂要求。5.3.2.人防隧道大斷面跨X高:8.0mX5.5m二次襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力云圖如下:1)襯砌內(nèi)力BEANaiulroact.ka■1286.3BEANaiulroact.ka■1286.3M2H?一M405??M2me??*w2(a)二襯彎矩圖SISAIlFOtCIZ,1*220890??002M993??002?549096.MQ2Mi)200??402?277303??002?I4l40r??002-?380?B??002-S73972KJ2?266233E02T8179.S02?55I(M4??000SISAIlFOtCIZ,1*220890??002M993??002?549096.MQ2Mi)200??402?277303??002?I4l40r??002-?380?B??002-S73972KJ2?266233E02T8179.S02?55I(M4??000ISM-1S0386??002-?。9”9?聞02(b)二襯軸力圖BUMrotciBEn>[KmnT.”?? ?)】1569?M02mo<??oo2547M??00l!7153?*00i?24t2?*001“2I2??OO2X139.M02M102?*002W0<(??002M029??00251M3?*OO2(b)二襯剪力圖二次襯砌不同截面位置內(nèi)力統(tǒng)計值構(gòu)件1?算內(nèi)力彎矩(kN-rn)剪力(kN)軸力(kN)內(nèi)側(cè)外側(cè)拱頂302.8419.25581.29拱腰438.93169.071125.26墻腳551.99809.871017.99仰拱212.1123.80658.802)襯砌驗算二次襯砌結(jié)構(gòu)強度及抗裂驗算表位置截面厚度(mm)混凝土配筋(HRB400)安全系數(shù)裂縫寬度(mm)e0/h0拱頂500C354>25@1502.750.121.16拱腰500C35625@1502.500.160.87墻腳600C354)25@1502.290.180.99仰拱500C354)25@1505.930.070.72各截面位置均安全系數(shù)K>2.0,拱頂裂縫寬度<0.2mm,二襯設(shè)計級配筋滿足結(jié)構(gòu)強度和抗裂要求.隧道敞口段擋墻6.1.樁板式擋墻計算擋墻按最不利條件進行控制計算,擋墻最大臨空高度6.7m。樁、板計算條件1.總控制信息路基型式路堤地區(qū)類型一般地區(qū)支護類型樁+板結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.00抗震設(shè)計烈度(度)—配筋計算—水平地震系數(shù)Kh—水上地震角(度)—水下地震角(度)—重要性修正系數(shù)Ci—綜合影響系數(shù)Cz—.坡線、土層和水位1)坡線信息
坡線數(shù)1坡線 水平投影序號 長(m)1 15.000坡線荷載:荷載 荷載類型序號1-1 分布力2)土層信息樁前是否有橫坡無橫坡樁后橫坡角(度)0.000嵌固段以上土層數(shù):2豎向投影 坡線長 坡線仰角荷載數(shù)長(m) (m) (°)0.000 15.000 0.000 1Pl P2 XI(m) X2(m)(kN,kN/m) (kN/m)20.000 20.000 0.000 14.000樁前橫坡角(度)0.000結(jié)構(gòu)與土摩擦角(度)12.500序號地層 地層m,c,K承載 KH重度 浮重度粘聚力內(nèi)摩擦綜合內(nèi)摩n R土摩阻計算類型 厚(m)力(kPa)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)角(°)擦角(°)(MPa)力(kPa)方法1 巖層 5.00060.000 600.0000.50024.180 —— 0.000 50.000 ——0.300 10.0000.000K法2 土層 1.50012.000 150.000——嵌固段土層數(shù):120.500 —— 0.000 30.000 ——0.000m法序號地層地層KH n R重度粘聚力內(nèi)摩擦綜合內(nèi)摩土摩阻計算m,c,K承載類型厚(m)(MPa)(kN/m3)(kPa)角(°)擦角(°)力(1^^)方法力(kPa)1巖層10.0000.500 0.300 10.0003)水位信息非浸水地區(qū),無水位信息24.18010.00050.000- 0.000 K法60.000600.000.計算模型1)樁前覆土模型:彈簧模型
霜+M3*VW,VW彈簧模型4.樁信息1)樁基本信息樁前地面以上長度(m) 6.700嵌固點深度(m)0.000懸臂長度(m)6.700嵌固長度(m)4.000截面形狀圓形樁徑D(m)1.500樁中心距(m)4.000樁底支承條件自由坡線數(shù)12)樁配筋信息樁作用綜合分項系數(shù) 1.40樁混凝土強度等級 C30樁縱筋合力點到外皮距離(mm) 80樁容重(kN/m-3?) 25.00樁縱筋級別HRB400樁箍筋級別HRB4005.板信息1)板尺寸信息樁間板類型直板樁間板的種類數(shù) 1板的搭接長度(m) 1.000板類型號板厚(mm) 板寬(m) 板塊數(shù)1350 1.000 72)板配筋信息板作用綜合分項系數(shù) 1.400混凝土強度等級 C30鋼筋合力點到邊緣距離(mm) 35板縱筋級別 HRB400板選筋鋼筋直徑 166.結(jié)構(gòu)上自定義荷載以及荷載組合1)樁頂自定義荷載樁頂自定義荷載數(shù):02)樁荷載組合[庫侖土壓力(一般)組合]荷載號荷載名稱是否參與調(diào)整系數(shù)1 樁自重V 1.0002 樁頂恒載V 1.0003 樁頂活載V 1.0004 樁后主動土壓力V 1.0002)板荷載組合[庫侖土壓力(一般)組合]荷載號荷載名稱是否參與調(diào)整系數(shù)1 板后主動土壓力V 1.000庫侖土壓力(一般情況)(-)樁身內(nèi)力計算按實際墻背計算得到:第1破裂角:20.880(度)Ea=84.707(kN)Ex=82.699(kN)Ey=18.334(kN)作用點到嵌固點距離Zy=2.672(m)第1嵌固段地層計算方法:K法背側(cè)——為擋土側(cè);面?zhèn)取獮榉菗跬羵?cè)。背側(cè)最大彎矩=959.776(kN-m)距離樁頂7.100(m)面?zhèn)茸畲髲澗?0.OOO(kN-m)距離樁頂0.000(m)最大剪力=415.363(kN)距離樁頂8.700(m)最大位移=-21(mm)點號距頂距離彎矩剪力位移土反力(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)10.0000.000-0.000-21.230.00020.2030.173-2.551-20.710.00030.4061.243-8.156-20.190.00040.6093.554-14.768-19.670.000
50.8137.311-22.385-19.150.00061.01612.716-31.008-18.630.00071.21919.976-40.637-18.110.00081.42229.293-51.272-17.590.00091.62540.644-59.524-17.070.000101.82853.296-65.134-16.560.000112.03167.138-71.235-16.040.000122.23482.268-77.825-15.520.000132.43898.787-84.906-15.000.000142.641116.795-92.476-14.490.000152.844136.389-100.537-13.970.000163.047157.671-109.088-13.450.000173.250180.739-118.129-12.940.000183.453205.694-127.660-12.430.000193.656232.634-137.681-11.910.000203.859261.660-148.192-11.400.000214.063292.870-159.193-10.890.000224.266326.365-170.684-10.380.000234.469362.244-182.665-9.880.000244.672400.606-195.137-9.370.000254.875441.552-208.098-8.870.000265.078485.179-221.550-8.370.000275.281531.589-235.491-7.880.000285.484580.881-249.923-7.380.000295.688633.154-264.844-6.890.000305.891688.507-280.256-6.400.000316.094747.041-296.158-5.920.000326.297808.912-311.265-5.440.000336.500873.470-293.295-4.970.000346.700925.300-200.195-4.50-270.206356.900953.489-86.048-4.05-242.736367.100959.77617.071-3.59-215.571377.300946.661108.035-3.15-188.714387.500916.562186.982-2.70-162.161397.700871.868254.046-2.27-135.902407.900814.943309.357-1.83-109.923418.100748.125353.036-1.40-84.207428.300673.729385.197-0.98-58.730438.500594.046405.942-0.56-33.470448.700511.352415.363-0.14-8.402458.900427.901413.5410.2816.503469.100345.935400.5420.6941.269479.300267.684376.4231.1065.924489.500195.366341.2301.5190.492499.700131.192294.9951.92114.997509.90077.368237.7422.32139.4595110.10036.095169.4872.73163.8965210.3009.57390.2393.14188.3205310.5000.00023.9333.55212.740樁底豎向合力=482.21(kN),樁底面積A=1.767(m2)樁底所在土層承載力=600.00(kPa)故樁的豎向地基承載力滿足。(-)樁身配筋計算點號距頂距離彎矩剪力全部縱筋箍筋(m)(kN.m)(kN)(mm2)(mm2/m)10.0001.0000.0009719125820.2031.000-3.5729719125830.4061.740-11.4199719125840.6094.976-20.6759719125850.81310.235-31.3399719125861.01617.803-43.4119719125871.21927.966-56.8929719125881.42241.011-71.7819719125891.62556.901-83.33497191258101.82874.614-91.18897191258112.03193.993-99.72997191258122.234115.176-108.95597191258132.438138.302-118.86897191258142.641163.512-129.46797191258152.844190.945-140.75297191258163.047220.739-152.72397191258173.250253.035-165.38097191258183.453287.972-178.72497191258193.656325.688-192.75397191258203.859366.324-207.46997191258214.063410.019-222.87097191258224.266456.911-238.95897191258234.469507.142-255.73297191258244.672560.849-273.19197191258254.875618.172-291.33797191258265.078679.251-310.16997191258275.281744.225-329.68897191258285.484813.233-349.89297191258295.688886.415-370.78297191258305.891963.910-392.35997191258316.0941045.857-414.62197191258326.2971132.477-435.77197191258336.5001222.858-410.61397191258346.7001295.420-280.27397191258356.9001334.885-120.46797191258367.1001343.68623.90097191258377.3001325.325151.24997191258387.5001283.186261.77597191258397.7001220.615355.66597191258407.9001140.920433.10097191258418.1001047.375494.25197191258428.300943.220539.27697191258438.500831.665568.31997191258448.700715.893581.50997191258458.900599.062578.95797191258469.100484.310560.75997191258479.300374.758526.99397191258
489.500273.513477.72297191258499.700183.669412.99397191258509.900108.316332.839971912585110.10050.534237.282971912585210.30013.403126.334971912585310.5000.00033.50797191258各點的配筋包絡(luò)結(jié)果點號距頂距離全部縱筋箍筋(m)(mm2)(mm2/m)10.009719125820.209719125830.419719125840.619719125850.819719125861.029719125871.229719125881.429719125891.6397191258101.8397191258112.0397191258122.2397191258132.4497191258142.6497191258152.8497191258163.0597191258173.2597191258183.4597191258193.6697191258203.8697191258214.0697191258224.2797191258234.4797191258244.6797191258254.8897191258265.0897191258275.2897191258285.4897191258295.6997191258305.8997191258316.0997191258326.3097191258336.5097191258346.7097191258356.9097191258367.1097191258377.3097191258387.5097191258397.7097191258407.9097191258418.1097191258428.3097191258438.5097191258448.7097191258458.9097191258469.1097191258479.3097191258489.5097191258499.7097191258509.90971912585110.10971912585210.30971912585310.5097191258樁配筋面積最終結(jié)果:縱筋最大為9719(mm?)抗剪箍筋最大為1258(mm7m)
樁間板驗算計算項目:抗滑樁綜合分析1原始條件:[板后土壓力]按實際墻背計算得到:第1破裂角:20.880(度)Ea=84.707(kN)Ex=82.699(kN)Ey=18.334(kN)作用點到嵌固點距離Zy=2.672(m)板類型:直板取單位寬度板長計算板類型號:1板的計算長度1=4.000-1.500+1.000=3.500(m)板上荷載(取板段最大荷載力):q=21.078(kN/m)板下緣距頂距離:6.500(m)板厚:b=350(mm)[內(nèi)力計算]板上最大彎矩:M=ql2/8=32.276(kN?m)板上最大剪力:V=ql/2=36.887(kN)板上支座反力:F=ql/2=36.887(kN)[混凝土抗剪計算]板作用綜合分項系數(shù):k=1.400剪力設(shè)計值:V=51.642(kN)V<=0.7ftbho=0.7X1.430X1000.000X315.000=315314.969(N)=315.315(kN)混凝土抗剪滿足要求[配筋計算]板作用綜合分項系數(shù):k,=1.400彎矩設(shè)計值:M=45.186(kN?m)計算配筋面積:A,=700(mm2)板寬:B=1.000(m)單塊板上配筋面積:A,=ASB=700(mm2)控制配筋結(jié)果板類型號單塊板計算配筋面積(mm?)7006.2.折背式擋墻計算擋墻按最不利條件進行控制計算,擋墻最大高度3.Omo原始條件:墻身尺寸:墻身總高:3.000(m)上墻高:1.200(m)墻頂寬:0.700(m)臺寬:0.000(m)面坡傾斜坡度:1:0.000上墻背坡傾斜坡度:1:0.500下墻背坡傾斜坡度:L-0.200采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階bl:0.300(m)墻趾臺階hl:0.500(m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.100:1下墻土壓力計算方法:力多邊形法物理參數(shù):與工砌體容重:25.000(kN/m3)與工之間摩擦系數(shù):0.400地基土摩擦系數(shù):0.400墻身砌體容許壓應(yīng)力:9500.000(kPa)墻身砌體容許彎曲拉應(yīng)力:500.000(kPa)墻身砌體容許剪應(yīng)力:990.000(kPa)材料抗壓極限強度:17.500(MPa)材料抗力分項系數(shù):1.540系數(shù)QS:0.0020場地環(huán)境:一般地區(qū)墻后填土內(nèi)摩擦角:30.000(度)墻后填土粘聚力:0.000(kPa)墻后填土容重:20.000(kN/m3)墻背與墻后填土摩擦角:15.000(度)地基土容重:25.000(kN/m3)修正后地基承載力特征值:200.000(kPa)地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.400地基土類型:巖石地基地基土內(nèi)摩擦角:55.000(度)土壓力計算方法:庫侖坡線土柱:坡面線段數(shù):1換算上柱數(shù)折線序號 水平投影長加) 豎向投影長(m)換算上柱數(shù)1 20.000 0.000第1個:距離0.000(m),寬度20.000(m),高度0.938(m)2004路基規(guī)范擋土墻車輛荷載地面橫坡角度:0.000(度)填土對橫坡面的摩擦角:30.000(度)墻頂標(biāo)高:0.000(m)擋墻分段長度:10.000(m)荷載組合信息:結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):1.000荷載組合數(shù):1第1種情況:組合1組合系數(shù):1.000.擋土墻結(jié)構(gòu)重力分項系數(shù)=0.900V.填土重力分項系數(shù)=1.000J.填土側(cè)壓力分項系數(shù)=1.400V.車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項系數(shù)=1.400V[土壓力計算]計算高度為3.122(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=23.724(度)計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角:30.114(度)Ea=22.226(kN)Ex=12.245(kN)Ey=18.549(kN)作用點高度Zy=0.522(m)因為俯斜墻背,需判斷第二破裂面是否存在,計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在計算下墻土壓力無荷載時的破裂角=32.021(度)按力多邊形法計算得到:破裂角:36.192(度)Ea=26.851(kN)Ex=26.795(kN)Ey=1.728(kN)作用點高度Zy=0.861(m)墻身截面積=3.442(m2)重量=86.039(kN)衡重臺上填料重(包括超載)=0.001(kN)重心坐標(biāo)(1.100,-0.800)(相對于墻面坡上角點)(-)滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù) =0.400采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711(度)Wn=85.613(kN)En=24.061(kN)Wt=8.561(kN)Et=36.829(kN)滑移力=28.268(kN)抗滑力=43.870(kN)滑移驗算滿足:Kc=1.552>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算:滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=9.046(kN)>0.0(二)傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾,墻身重力的力臂Zw=0.815(m)相對于墻趾,上墻Ey的力臂 Zx=1.339(m)相對于墻趾,上墻Ex的力臂 Zy=2.322(m)相對于墻趾,下墻Ey的力臂 Zx3=1.388(m)相對于墻趾,下墻Ex的力臂 Zy3=0.740(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=48.258(kN-m)抗傾覆力矩=97.387(kN-m)傾覆驗算滿足:K0=2.018>1.600傾覆穩(wěn)定方程驗算:傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=26.691(kN-m)>0.0(三)地基應(yīng)力及偏心距驗算基礎(chǔ)類型為天然地基,驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承我力和偏心距作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=109.674(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=49.129(kN-m)基礎(chǔ)底面寬度 B=1.222(m)偏心距e=0.163(m)基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn=0.448(m)基底壓應(yīng)力:趾部=161.594踵部=17.928(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=161.594/17.928=9.014作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=0.163<=0.200*1.222=0.244(m)墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=161.594<=240.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=17.928<=260.000(kPa)地基平均承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=89.761<=200.OOO(kPa)(四)基礎(chǔ)強度驗算基礎(chǔ)為天然地基,不作強度驗算(五)上墻截面強度驗算上墻重力 Ws=30,000(kN)上墻墻背處的 Ex=12.245(kN)上墻墻背處的 Ey=6.122(kN)相對于上墻墻趾,上墻重力的力臂Zw=0.515(m)相對于上墻墻趾,上墻Ex的力臂Zy=0.522(m)相對于上墻墻趾,上墻Ey的力臂Zx=1.039(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:相對于上墻墻趾,合力作用力臂Zn=0.427(m)截面寬度 B=1.300(m)偏心距el=0.223(m)截面上偏心距驗算滿足:el=0.223<=0.250*1.300=0.325(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=56.400背坡=-0.827(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足:計算值=56.400<=9500.000(kPa)拉應(yīng)力驗算滿足:計算值=0.827<=500.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=-1.695<=990.000(kPa)斜截而剪應(yīng)力檢算:驗算斜截面與水平面的夾角=27.194(度)斜剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=12.237<=990.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:重要性系數(shù)丫0=1.000驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd=35.571(kN)軸心力偏心影響系數(shù)ak=0.675擋墻構(gòu)件的計算截面每沿米面積A=1.300(m2)材料抗壓極限強度Ra=17500.000(kPa)坊工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)Yf=1.540偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)Wk=1.000計算強度時:強度驗算滿足:計算值=35.571<=9968.188(kN)計算穩(wěn)定時:穩(wěn)定驗算滿足:計算值=35.571<=9968.188(kN)(六)墻底截面強度驗算驗算截面以上,墻身截面積=3.366(m2)重量=84.154(kN)相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=0.815(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于截面總豎向力=104.432(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=49.075(kN-m)相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.470(m)截面寬度 B=1.240(m)偏心距el=0.150(m)截面上偏心距驗算滿足:el=0.150<=0.250*1.240=0.310(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=145.383背坡=23.043(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足:計算值=145.383<=9500.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=-2.204<=990.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:重要性系數(shù)丫0=1.000驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd=104.128(kN)軸心力偏心影響系數(shù)ak=0.603擋墻構(gòu)件的計算截面每沿米面積A=1.240(m2)材料抗壓極限強度Ra=17500.000(kPa)用工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)Yf=1.540偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)3k=0.979計算強度時:強度驗算滿足:計算值=104.128<=8496.739(kN)計算穩(wěn)定時:穩(wěn)定驗算滿足:計算值=104.128<=8314.159(kN)(七)臺頂截面強度驗算[土壓力計算]計算高度為2.500(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=23.724(度)計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角:30.114(度)Ea=22.226(kN)Ex=12.245(kN)Ey=18.549(kN)作用點高度Zy=0.522(m)因為俯斜墻背,需判斷第二破裂面是否存在,計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在計算下墻土壓力無荷載時的破裂角=28.102(度)按力多邊形法計算得到:破裂角:35.468(度)Ea=16.218(kN)Ex=16.184(kN)Ey=1.044(kN)作用點高度Zy=0.599(m)[強度驗算]驗算截面以上,墻身截面積=2.721(m2)重量=68.028(kN)相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=0.856(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于截面總豎向力=87.622(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=26.264(kN-m)相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.300(m)截面寬度 B=1.040(m)偏心距el=0.220(m)截面上偏心距驗算滿足:el=0.220<=0.250*1,040=0.260(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=191.309背坡=-22.822(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足:計算值=191.309<=9500.000(kPa)拉應(yīng)力驗算滿足:計算值=22.822<=500.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗算滿足:計算值=-6.364<=990.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:重要性系數(shù)丫0=1.000驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd=88.656(kN)軸心力偏心影響系數(shù)ak=0.461擋墻構(gòu)件的計算截面每沿米面積A=1.040(m2)材料抗壓極限強度Ra=17500.000(kPa)坊工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)Yf=1.540偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)Wk=0.971計算強度時:強度驗算滿足:計算值=88.656<=5452.477(kN)計算穩(wěn)定時:穩(wěn)定驗算滿足:計算值=88.656<=5294.443(kN)各組合最不利結(jié)果(一)滑移驗算安全系數(shù)最不利為:組合1(組合1)抗滑力=43.870(kN),滑移力=28.268(kN)?滑移驗算滿足:Kc=1.552>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算最不利為:組合1(組合D滑動穩(wěn)定方程
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