北京地鐵10號線二期 玉泉營站 主體圍護結構計算書

1、計算書目錄計算書目錄 1.計算模式計算模式.1 2.荷載組合及分項系數(shù)荷載組合及分項系數(shù).1 3.圍護結構斷面計算圍護結構斷面計算.1 3.1.西盾構段基坑斷面計算（取cjl15鉆孔）.1 3.2.東盾構段基坑斷面計算（取xyqs22鉆孔）.6 3.3.標準段基坑斷面計算（取x-yqs21鉆孔）.11 3.4.鋼支撐計算.16 3.5.冠梁配筋計算.19 3.7擋土墻配筋計算.19 3.8腰梁計算.20 3.9圍護樁配筋計算.20 4車站抗浮計算車站抗浮計算.22 4.1西盾構井處抗浮驗算.22 4.23-7軸結構抗浮計算.23 4.37-26軸結構抗浮計算.23 4.4東盾構段結構抗浮計算.

2、24 1.1. 計算模式計算模式 圍護結構按平面問題進行分析，取“荷載-結構”模式，采用彈性有限元法進行結構計 算。本設計按“增量法”原理模擬施工開挖、支撐和回筑的全過程進行計算，計入了“先 變形、后支撐”對圍護結構內力的影響；安裝鋼支撐時施加預加力按鋼支撐設置軸力的 40%60計；地層與圍護結構的共同作用采用水土壓力及一系列不能受拉的彈簧進行模擬， 如該彈簧的抗力大于被動土壓力，則將應力超量向下層土體轉移。 計算計算采用同濟啟明星深基坑分析計算軟件frws 4.0。由于車站主體所處地質條件 相差不大，因此計算主要選取前泥洼站基坑深度不同處及支護結構不同處的典型斷面分別 進行計算。 本站抗浮設

3、防水位按照39.0m計算 圍護結構的彎矩設計值m、剪力設計值v及軸力設計值n按下列公式計算： ； (其中取1.1) k mm025 . 1 k vv 0 25 . 1 k nn 0 25 . 1 0 2.2. 荷載組合及分項系數(shù)荷載組合及分項系數(shù) 2.1.1.2.1.1. 永久荷載永久荷載 1、結構自重：鋼筋混凝土結構重度=25kn/m3。 2、地層壓力：豎向壓力按計算截面以上全部土柱重量計算；施工期間作用在圍護結構 上的主動區(qū)土壓力按朗金公式的主動土壓力計算。 3、水壓力：施工期間最不利水位按基坑底面下1.0m計算。 2.1.2.2.1.2. 可變荷載可變荷載 地面超載：非盾構段按20kn/

4、m2考慮；盾構段按30kn/m2考慮。 3.3. 圍護結構斷面計算圍護結構斷面計算 3.1.西盾構段基坑斷面計算（取西盾構段基坑斷面計算（取cjl15鉆孔）鉆孔） 一、工程概況一、工程概況 玉泉營西盾構區(qū)cjl15基坑開挖深度為18.438m，采用10001600灌注樁圍護結構， 樁長為23.438m，樁頂標高為43.5m。計算時考慮地面超載30kpa。 d=1 q=30 (2-1) (3) (4-1) (4) hw=19.44 1.5 8.09 13.74 15.24 h=18.44d=5 s=1.6m 共設4道支撐，見下表。 中心標高（m）剛度（mn/m2）預加軸力（kn/m） 42169

5、.15134 35.41183.8320 29.76183.8304 28.26187.2728 二、地質條件二、地質條件 場地地質條件和計算參數(shù)見表1。地下水位標高為24.06m。 表1 土層層底標 高(m) 層厚 (m) 重度 (kn/m3 ) ()c(kpa)滲透系 數(shù) (m/d) 壓縮模 量 (mpa) m(kn/ m4) kmax(k n/m3) 142.620.8816.5200600010000 1-142.120.5171015250010000 241.12119.42025850015000 2-135.026.119.53001500015000 333.521.520.

6、53802508050000 3-232.620.9203201728020000 4-131.221.419.524.7106.220351. 8 30000 418.7212.5214002800090000 三、工況三、工況 工況編號工況類型深度(m)支撐剛度支撐編號預加軸力 (mn/m2)(kn/m) 1 開挖 2.5 2 加撐 1.5169.151134 3 開挖 9.09 4 加撐 8.09183.82320 5 開挖 14.74 6 加撐 13.74183.83304 7 開挖 18.44 8 換撐 17.941967.21 9 加撐 15.24187.27428 10 拆撐 3

7、 11 換撐 9.59983.61 12 拆撐 2 13 換撐 3.691721.31 14 拆撐 1 15 拆撐 4 工況簡圖如下： 1 2.5 2 1.5 3 9.09 4 8.09 5 14.74 6 13.74 7 18.44 8 17.94 9 15.24 10 11 9.59 12 13 3.69 14 15 四、計算四、計算 30 (2-1) (4) 18.445 y x o k=1.71 , o( 6.84 , 0 ) 30 (2-1) (4) 19.44 18.445 prandtl: k=13.43terzaghi: k=17.01 30 (2-1) (4) 19.44 1

8、8.445 k=2.53 15.24m 30 (2-1) (4) 19.44 1.5 8.09 13.74 15.24 18.445 4913.3 21.8 741 19.6 o kc=9.88 () (, ) 1050-5-10 0 5 10 15 20 25 (m) (mm) max: 8 1000 5000-500 -1000 0 5 10 15 20 25 (m) (kn*m) -460.4 819.8 5000-500 0 5 10 15 20 25 (m) (kn) -382.7 452.1 182.8kn/m 418kn/m 458.1kn/m 323.6kn/m 車站主體基坑安

9、全等級為一級，變形控制保護等級為一級。圍護結構最大水平位移 0.2%h，且不大于30mm。對于本段18.438m深基坑，水平位移計算值8mm，滿足要求。 3.2.東盾構段基坑斷面計算（取東盾構段基坑斷面計算（取xyqs22鉆孔）鉆孔） 一、工程概況一、工程概況 玉泉營東盾構yqs22基坑開挖深度為18.397m，采用10001600灌注樁圍護結構，樁長 為23.397m，樁頂標高為43.8m。計算時考慮地面超載30kpa。 d=1 q=30 (1-1) (2-1) (3) (3-2) (4) hw=19.4 1.5 7.95 13.6 15.1 h=18.4d=5 s=1.6m 共設4道支撐，

10、見下表。 中心標高（m）剛度（mn/m2）預加軸力（kn/m） 42.3169.15134 35.85183.8348 30.2183.8375 28.7187.428 二、地質條件二、地質條件 場地地質條件和計算參數(shù)見表1。地下水位標高為24.4m。 表1 土層層底標 高(m) 層厚 (m) 重度 (kn/m3 ) ()c(kpa)滲透系 數(shù) (m/d) 壓縮模 量 (mpa) m(kn/ m4) kmax(k n/m3) 1-142.311.49171015250010000 2-136.016.319.53001500015000 333.812.220.53802508050000 3

11、-232.411.4203201728020000 4-131.710.719.524.7106.220351. 8 30000 4-230.611.1203502100025000 418.7111.9214002800090000 三、工況三、工況 工況編號工況類型深度(m)支撐剛度 (mn/m2) 支撐編號預加軸力 (kn/m) 1 開挖 2.5 2 加撐 1.5169.151134 3 開挖 8.95 4 加撐 7.95183.82348 5 開挖 14.6 6 加撐 13.6183.83375 7 開挖 19 8 換撐 17.81967.21 9 加撐 15.1187.4428 10

12、 拆撐 3 11 換撐 9.42860.66 12 拆撐 2 13 換撐 4.051721.31 14 拆撐 1 15 拆撐 4 工況簡圖如下： 1 2.5 2 1.5 3 8.95 4 7.95 5 14.6 6 13.6 7 19 8 17.8 9 15.1 10 11 9.42 12 13 4.05 14 15 四、計算四、計算 30 (2-1) (3) (4) 18.45 y x o k=1.69 , o( 6.84 , 0 ) 30 (2-1) (3) (4) 19.4 18.45 prandtl: k=13.45terzaghi: k=17.02 30 (2-1) (3) (4)

13、19.4 18.45 k=2.49 15.1m 30 (2-1) (3) (4) 19.4 1.5 7.95 13.6 15.1 18.45 4913.3 21.7 747.4 19.5 o kc=9.82 () (, ) 1050-5-10 0 5 10 15 20 25 (m) (mm) max: 7.9 1000 5000-500 -1000 0 5 10 15 20 25 (m) (kn*m) -612.7 817 1000 5000-500 -1000 0 5 10 15 20 25 (m) (kn) -398.3 509.2 183.8kn/m 464.8kn/m 545.5kn/

14、m 383.3kn/m 車站主體基坑安全等級為一級，變形控制保護等級為一級。圍護結構最大水平位移 0.2%h，且不大于30mm。對于本段18.397m深基坑，水平位移計算值7.9mm，滿足要求。 3.3.標準段基坑斷面計算（取標準段基坑斷面計算（取x-yqs21鉆孔）鉆孔） 一、工程概況一、工程概況 玉泉營標準段（yqs21）基坑開挖深度為16.7m，采用10001800灌注樁圍護結構， 樁長為21.2m，樁頂標高為43.393m。計算時考慮地面超載20kpa。 d=1 q=20 (2-1) (2) (2-1) (3) (3-2) (4-2) (4) (4) hw=17.7 1.5 7.75

15、13.4 h=16.7d=4.5 s=1.8m 共設3道支撐，見下表。 中心標高（m）剛度（mn/m2）預加軸力（kn/m） 41.8968.9580 35.64144.08330 29.99144.08211 二、地質條件二、地質條件 場地地質條件和計算參數(shù)見表1。地下水位標高為25.693m。 表1 土層層底標 高(m) 層厚 (m) 重度 (kn/m3 ) ()c(kpa)滲透系 數(shù) (m/d) 壓縮模 量 (mpa) m(kn/ m4) kmax(k n/m3) 142.470.9216.5200600010000 2-141.271.219.53001500015000 239.67

16、1.619.42025850015000 2-134.974.719.53001500015000 333.771.220.53802508050000 3-232.371.4203201728020000 4-131.870.519.524.7106.220351. 8 30000 4-230.571.3203502100025000 425.774.8214002800090000 4-225.270.5203502100025000 419.276214002800090000 三、工況三、工況 工況編號工況類型深度(m)支撐剛度 (mn/m2) 支撐編號預加軸力 (kn/m) 1 開挖

17、 2.5 2 加撐 1.568.95180 3 開挖 8.75 4 加撐 7.75144.082330 5 開挖 14.4 6 加撐 13.4144.083211 7 開挖 16.7 8 換撐 16.12285.71 9 拆撐 3 10 換撐 9.231000 11 拆撐 2 12 換撐 3.852000 13 拆撐 1 工況簡圖如下： 1 2.5 2 1.5 3 8.75 4 7.75 5 14.4 6 13.4 7 16.7 8 16.1 9 10 9.23 11 12 3.85 13 四、計算四、計算 20 (2-1) (4) (4) 16.74.5 y x o k=1.69 , o(

18、5.87 , 0 ) 20 (2-1) (4) (4) 17.7 16.74.5 prandtl: k=13.56terzaghi: k=17.16 20 (2-1) (4) (4) 17.7 16.74.5 k=2.46 13.4m 20 (2-1) (4) (4) 17.7 1.5 7.75 13.4 16.74.5 3841.9 19.8 626.5 17.6 o kc=9.28 () (, ) 1050-5-10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 (m) (mm) max: 5.9 1000 5000-500 -1000 0 2 4 6 8 10 12 14

19、 16 18 20 22 (m) (kn*m) -596 801.5 5000-500 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 (m) (kn) -383.1 474.4 152.7kn/m 451.1kn/m 324.8kn/m 車站主體基坑安全等級為一級，變形控制保護等級為一級。圍護結構最大水平位移 1.05,滿足要求。 滿足抗浮設計要求。 4.2 3-7軸結構抗浮計算 取每延米車站結構進行抗浮驗算。 結構高度： 13.5m 結構寬度： 20.8m 地面標高： 43.39m 設防水位： 39m 覆土厚度： 3m 水浮力： fw1000 x（13.5-1.393）x1x

20、20.8*10/1000 2518kn 覆土有效重力： g120 x3x20.8x1 1248kn 結構自重： 車站斷面混凝土結構截面積（頂板、中板、底板、側墻、縱梁） 從cad量得：63.423m2 g225x63.423x1 1585.58kn 框架柱自重： g325x1/3.3*2*7.07 107.12kn 隔墻自重： g4=3.9*0.25*13.5*20=263.25kn 裝修層自重 g5=1*20.8*4*20*0.15=249.6kn 總抗浮力： fgg1+g2+g3+g4+g5 1248+1585.58+107.12+263.25+249.63454kn 抗浮系數(shù)： kfg/fw 3454/25181.371.05 滿足抗浮設計要求。 。 4.3 7-26軸結構抗浮計算 取每延米車站結構進行抗浮驗算。 結構高度： 13m 結構寬度： 20.8m 地面標高： 43.39m 設防水位： 39m 覆土厚度： 3.838m 水浮力： fw1000 x（13.5-1.16）x1x20.8*10/1000 2566.7kn 覆土有效重力： g120 x3.838x20.8x1 1596.6kn 結構自重： 車站斷面混凝土結構截面積（頂板、中板、底板、側墻、縱梁） 從cad量得：62.773m2 g225x62.773