地下工程计算书

'...2...2...2...3...3…3三、方案比选6四、基坑开挖及上钉墙计算61＞参数选取6一、工程概况1、设计概况・・・・・・・・2、周边情况3、工程地质情况4、结构平面图•…二、设计依据2、土钉所受土压力计算63、土钉直径的计算75、整体稳定性验算104、土钉有效长度、长度及稳定安全系数的计算76、栓面层计算五、通道结构计算101、结构尺寸拟定102、荷载计算113、截面配筋计算13六、地基承载力验算19 七、防水要求201、防排水设计202、防排水施工20一、工程概况1、设计概况拟建通道位于重庆市九龙坡区九龙广场地下车库与沃尔玛车库间，两车库边墙间隔厚15米，沃尔玛车库底地面标高高出九龙广场地下车库底地面标高4.95米；沃尔玛车库高4.27米，九龙广场车库高6.2米。顶部地表平坦，拟建通道埋深为广4米。2、周边情况根据资料与现场勘察，靠近九龙不库一侧分部有地下管线，及一条地下排水涵洞，涵洞顶位于车库及拟建通道下部约1—8m深处。在拟建通道附近分布有给水、排水管道、隔油池、降温池、污水检查井、雨水检查井等。地表为沃尔玛前广场人行道与景观花台、喷泉等，无车辆通过。3、工程地质情况根据资料调查与现场踏勘，车库隔墙间地层为原施工后的杂填土，主要为含碎石粘土，区域无地下水埋藏。根据调查资料，取计算土体物理力学参数如下：土体物理力学参数表编号岩性厚度(m)容重(kN/m3)C(kPa)0.55化旳=78.38切a 所以P”取78.38kpaP=pm+几=78.38+8.55=86.93如对土体分成8个条块得h=3.18mPhihcose86.93X—爪广出x1.4x1.4=66.56KWh2=26mn2=phihCOSOSvSh86.93xZl3；18cos15xl.4xl.4=144.22KNph86.93x空蛊心X—76.39KN(3)土钉直径的计算兀drPN4F$f=25.8mm,选取土钉直径26mm(4)土钉有效长度、长度及稳定安全系数的计算按〈〈基坑土钉支护技术规程〉〉，土钉与土体之间的界面粘结强度取 T=60kpa9土钉孔径取么=100/nm兀d"式中：〃厂土钉孔直径计算得岀lb]=4.5m,lh2=1OmL=L=L=lbs=L=h.7=L=12-2msin（4S-0-—）（p由三角形止弦定律得：I=2_/icos15sin（60+号）式中：&-基坑坡度，取113力-土钉到基坑的距离计算得L=5・5m,仁2=4・8讥3=4m,仁4=3.2m,厶=2.5m,/w6=1.7m,//7=0.9m,/a8=0.2m厶可＜“+仏i°，取厶T3加,则L=lrl^=55m同理，可依次计算出其他土钉的长度和有效长度，见下表。各土钉极限抗拔力按公式T广兀计算，结果见下表。 土钉宇号高程(m)土钉内力i(KN)66.56有效长度Lbi(m)7.5极限抗拔力Tui(KN)141.3土钉全长Li(m)安全系数Kj1-1.2132.122-2.6144.2210.2192.2151.333-4.2176.3913244.9171.39L4-5.8176.3912.8241.2161.375-7.4176.3912.5235.5151.346-9176.3912.3231.7_151.317-10.6176.3913.1246.8141.408-12.2176.3912.8241.2131.37根据表中数据可计算出》N=1269.1KN,工7；=1737.1KN,则总的安全系数也=*Zi=i.4>[/7』=1.3,所以是安全的。(4)整体稳定性验算墙厚B=/8xCOS15=13XC0S]5=12.56m0=16°,c=24Kpa,5V.=1Am.y=20kN/m3抗滑动稳定性验算片=(BS、Hy+BS小g(p+cBS=758・2KN二1269.12KN抗滑动安全系数Ka=-^=l.39>[KH]=l3Ea抗倾覆稳定性验算墙体自重和荷载的倾覆力矩为：MG=(HBSy+qBSjg二29263.29KN.MMe=Ea^=7932抗倾覆安全系数K严¥=3.7>[K°]=1.6Mr（6）碗面层计算 面层是支承于土钉上的无梁连续板，面层碗厚度lOOmm,强度按C20考虑，土钉间距s即为面层跨距L=1.4m,则碗面承受的侧压力为:Po=Poi+Pq=0・7（0.5+乞昔）几+Pq=45.86KN/m2妊而层弯矩：Mg=Pq（-）3=[5.73KN-m钉上带土钉作用处弯矩：Mx=0.5M（）=7.865KN•m跨中弯矩：M?=0.2M°=3.146KN"跨中带支座处弯矩：M、=O.5Mo=236KN・m经计算，选配4>8钢筋190呦X190呦制作，土钉连接处加固为2*16,并喷射10期厚的C20混凝土。综合上述设计及按土钉支护规程要求，确定的土钉施工方案如附1图所示:六、通道结构计算1、结构尺寸拟定地下通道净跨径L0=8米，净高H0二5米，顶部填土厚为1〜5米（按H1二5米计算）。土的粘聚力c=24KPa,内摩擦角。二16。，填土的密度丫l=20KN/in3o箱涵主体结构混凝土强度等级为C30,箱涵基础垫层混凝土强度等级为C15,纵向受力钢筋采用1IRB335钢筋。地基为杂填土•地面为九龙广场无车辆荷载。顶板、底板厚度§二60cm,侧墙厚度t二60cm因此，计算长度厶=厶+/=8.6加；计算咼度H=Hq+5=5.6/n 2^荷载计算（1）恒载（竖向恒载，水平恒载）竖向恒载标准值：仏=久日1+yV=20x5+25x0.6=115KN/肘水平恒载标准值：顶板处：伽二％Xxtan2(45°-纠_2ctan(45°一纟)22=20x5xtan2(45°)-2x24xtan(45°-y)=20.614KN/加$底板处:qH=%x(W1+Ho+S)xtan2(45°-—)-2ctan(45°-—)222=20x(54-5.6+0.6)xtan2(45°")2x24xtan(45°")22=91.026KN/in2（2）活载（竖向活载，水平活载）竖向活载为15水平活载为0 (3)荷载效应组合设计值：S顶板=1.2幺+1.4x15=159KN/mS底板=1.2%,+l,4xl5=159KN/mS侧墙上=L2如广24.74KN//WS侧墙下=1・2%=109.23KN/加 3、截面配筋计算利用软件算出地下通道各个板的轴力，剪力，弯矩，见下图:0CSJ轴力图 -H6.B71删.24dB右A"664*06弯矩图 结构左右和上下配筋，采用最不利荷载计算(1)顶板跨中计算跨度L二8.6m,截面高度h=600mm,截面宽度b二1000mm,钢筋保护层厚度a=40mmM810.93146.87=5.52=0.1732£1=02+2.7^=%e2+2・7x?b=26.81,取.1=1-0,2=1.15-0.01^=1.15-0.01x^=1.007,取3.0〃=11叫仏-)&&=1+]x(86002h0,021400x5520/560600按桥涵规范5.3.5-3公式，轴向压力作用点至纵向受力钢筋的合力点的距离:丘二〃匕)+2+q=1.015x5520+型一40=605622X146.87x1000x6056=13.8xl000xxx{560--)解得x=130.466m,取b=6加h.=5m20*5+25*7.53v==23KN/mm12.5f(l=MMdymd+McCk=0.36x20x6+2.43x23x12.5+5x24=861.8Kpa(1)箱涵自重产生应力p理=25x(1.0x8.6x6.2-8x1.0x5)=3&72kWL8.6(2)涵顶土重产生应力P土=YiH=20X5=100kN/m2单位长度竖向力Gk二P箱L+P土L=3&72X8.6+100X&6二1193KN1193+1367.4~~15x8.6~~Fk=qL=159X8.6=1367.4KN=19.85恥 •:Pk§fa满足承载力要求。七.防水要求7.1防排水设计本通道防水等级要求为二级，拱顶不允许渗漏水，侧墙表面只允许有少量偶见湿渍，而且这类湿渍在机械通风状况下会消失。确立钢筋混凝土结构为自防水系统，以结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝为防水重点，辅以附加防水层加强防水。(1)初期支护喷射混凝土是结构防水体系中的第一道，设计采用25号早强喷射混凝土。(2)初期支护与衬砌之间、底板与铺底混凝土之间满铺EVA防水板。(3)初期支护与防水板之间环向设TS-50透水管，纵向间距5m.(4)环向透水管在墙脚处接纵向TS-100透水管。(5)纵向透水管中的水通过每5m设置一道的横向＜1)50PVC管排至通道内边沟。(6)通道道主体结构采用防水混凝土，满足结构安全、耐久、抗裂、防渗的要求，其抗渗等级不低于S8,采用“双渗技术”。(7)施工缝设微膨型遇水膨胀止水条，变形缝设塑钢边止水带。(8)衬砌完成后，对拱顶部与防水层之间的空隙进行压浆处理。7.2防排水施工 防水板采用无钉铺设工艺施工，施工方法如下：施工准备：检查无纺布及防水板质量，用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用。施工时采用两个作业台车，一个用作基面处理，一个用作挂防水板，基面处理超前防水板铺设两个循环。基而处理：检查开挖断面，整修初期支护表而，处理外露锚杆及尖锐物，在铺设基面标出拱顶中线。安装排水盲管：按设计尺寸、位置在喷混凝土面上安装TS-50透水管。固定无纺布：用射钉抢固定，射钉套上与防水板同材料的塑料垫圈，射钉布置间距lmXlm梅花型布置。铺设防水板：从拱部向下展铺，边铺边用电热压焊器将防水板与垫片加热粘合。固定防水板时，不要绷得太紧，根据基面凹凸情况留有足够富余量，以防二次衬砌时将固定点拉脱，同时要防止防水板与围岩面间出现不密贴的空洞。焊接防水板搭接缝：采用爬行式热合器焊接，双焊缝。将热合器预热，把预热后的热合器放在两层防水板之间，边移动融化防水板边顶托加压，直至接缝粘贴结牢固。质量检查：检查防水层质量，无老化、波纹、斑点、刀痕、撕裂、孔洞缺陷。检查防水板与基面的密贴情况。检查焊缝有无假焊、漏焊、烧焦、烧穿。'