兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路（二期）-橫四路下穿地道設(shè)計計算書

設(shè)計計算書設(shè)計階段：施工圖設(shè)計項目名稱：兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路（二期）子項或構(gòu)筑物名稱：橫四路下穿地道計算專業(yè)：結(jié)構(gòu)計算書冊數(shù)：1兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路（二期）結(jié)構(gòu)計算書PAGE15目錄11026一工程概況 132444二主要參考規(guī)范及設(shè)計依據(jù) 1266482.1設(shè)計標準 1216722.2設(shè)計依據(jù)及規(guī)范 121502三工程地質(zhì)概況 325853.1地層巖性 34873.2水文條件 4268323.3不良地質(zhì)作用 5130713.4土層巖土工程參數(shù) 522928四下穿地道結(jié)構(gòu)計算 640314.1結(jié)構(gòu)基本數(shù)據(jù) 69734.2暗埋段結(jié)構(gòu)斷面驗算 926815五下穿地道基坑計算 11101865.1基坑設(shè)計 11198325.2基坑計算 11一工程概況兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路工程地處重慶龍盛片區(qū)北部龍興工業(yè)園龍興核心聚居區(qū)內(nèi)，位于兩江大道以東、五橫線以南、御臨河以西及寨子路以北的圍合區(qū)域，片區(qū)道路總共包含11條次、支路。根據(jù)片區(qū)內(nèi)地塊的開發(fā)進度和業(yè)主安排，本項目分四期實施。本次設(shè)計為本項目二期，項目二期共包含6條次、支路。本項目（二期）6條道路分別為:橫一路、橫二路、橫三路、橫四路、橫五路、縱二路南，路線總長約4.46km。設(shè)計范圍內(nèi)包含地通道4座,分別為橫二路下穿渝江路、橫三路下穿渝江路、橫四路下穿渝江路、縱二路下穿寨子路。所有下穿均為暗埋段。橫四路下穿地道起點樁號為K0+445，終點樁號為K0+520,雙向四車道，設(shè)計速度30km/h，長度75m，下穿平面位于曲線段，下穿地道采用單箱雙室結(jié)構(gòu)。本冊計算書包含橫四路下穿地道結(jié)構(gòu)設(shè)計、基坑支護設(shè)計內(nèi)容。二主要參考規(guī)范及設(shè)計依據(jù)2.1設(shè)計標準1）設(shè)計速度：30km/h2）荷載等級：城-B級3）抗震設(shè)防標準：建設(shè)場區(qū)抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計基本地震動加速度峰值為0.05g4）設(shè)計使用年限：100年5）設(shè)計安全等級：一級6）隧道建筑限界：限寬，按道路橫斷面布置限高，車行道限高≥4.5m7）地下結(jié)構(gòu)抗?jié)B等級：P88）防水等級：二級2.2設(shè)計依據(jù)及規(guī)范1）設(shè)計依據(jù)（1）《兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路（二期）-初步設(shè)計》，上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，2021.06。（2）《兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路（二期）—橫一路、橫二路、橫三路、橫四路、橫五路和縱二路南工程地質(zhì)勘察報告（一次性詳勘）》（2020.10）（3）《重慶兩江新區(qū)建設(shè)管理局關(guān)于兩江大道東側(cè)（寨子路至五橫線）片區(qū)道路（二期）初步設(shè)計的批復》渝兩江建審2022-38號。（4）初步設(shè)計評審意見。；2）采用的主要設(shè)計規(guī)范《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50153-2008）《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01-2014）《城市地下道路工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ211-2015）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（2015版）》（GB50010-2010）《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)范》（GB/T50476-2008）《地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計標準》（GB/T51336-2018）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）《建筑樁基設(shè)計規(guī)范》（JGJ94-2008）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2008）《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55001-2021）《建筑與市政地基基礎(chǔ)通用規(guī)范》（GB55003-2021）《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55008-2021）《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》（GB55002-2021）重慶（16）重慶市工程建設(shè)標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DBJ50-047-2016）三工程地質(zhì)概況3.1地層巖性地表分布第四系全新統(tǒng)(Q4)素填土和粉質(zhì)粘土，下伏基巖為侏羅系沙溪廟組(J2s)沉積巖層，沿線的巖層以砂巖和泥質(zhì)泥巖為主。現(xiàn)依據(jù)地層的新老關(guān)系對巖性特征作簡要介紹：1）第四系全新統(tǒng)(Q4)（1）素填土(Q4ml)：場地素填土主要為施工平場形成，褐紅色，主要由砂、泥巖塊石、碎石夾粘性土組成，局部夾少量雜填土（主要為建筑垃圾和生活垃圾），砂、泥巖塊碎石含量25%～55%，粒徑20～400mm，局部大于600mm。結(jié)構(gòu)松散~稍密，大部分為新近回填，局部為道路路基，回填時間2~5年，鉆探揭露厚度0.0～45.5m(2H43)，在道路沿線分段分布。（2）粉質(zhì)粘土(Q4el+dl)：褐色、灰褐色，局部包含砂巖碎、塊石（塊石主要位于危巖帶下方），塊徑0.5～2m，碎塊石含量約占20~40％，干強度中等，韌性中等，切口無光澤～稍有光澤，局部有搖振反應。主要為殘坡積成因，厚度約0.0～8.7m(2H62)，該層在沿線均有分布。2）侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）（1）砂質(zhì)泥巖：褐紅色、紫紅色，粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造。表層強風化帶厚度1.0～4.5m，強風化巖芯呈碎塊狀，風化裂隙發(fā)育；中風化巖芯呈柱狀、長柱狀，裂隙較發(fā)育～不發(fā)育，完整性較好。飽和抗壓強度在2.7～10.5Mpa之間，標準值5.6Mpa。（2）砂巖：褐紅色、灰色，細-中粒結(jié)構(gòu)，中～厚層狀構(gòu)造，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，局部含泥質(zhì)較重。主要礦物成分有：石英、長石。砂巖強風化層厚度0.4～2.5m，強風化巖芯多呈黃色、黃灰色，碎塊狀、短柱狀；中風化巖芯呈柱狀、長柱狀，裂隙較發(fā)育～不發(fā)育，完整性好，含泥質(zhì)重。飽和抗壓強度在15.7～48.4Mpa之間，標準值26.1Mpa。強風化層巖體破碎，風化裂隙發(fā)育，多呈土狀、土夾石狀和碎塊狀，巖體基本質(zhì)量等級為V級，鉆孔揭露厚度約為0.4～4.5m。3.2水文條件場地大部分為施工區(qū)，部分為原始地貌，地表被粉質(zhì)粘土或素填土所覆蓋，水文地質(zhì)條件簡單，場地內(nèi)地下水富水性受地形地貌、巖性及裂隙發(fā)育程度控制，為排水管網(wǎng)、大氣降雨和地面水體滲漏補給，水量大小與降水因素關(guān)系密切，受氣候和季節(jié)性變化較大，在雨季松散層孔隙水量相對較大。沿線無統(tǒng)一地下水位，場區(qū)地下水主要為松散層孔隙水和基巖裂隙水。1）第四系松散層孔隙水該類型地下水不連續(xù)分布在人工填土層中，水量大小受原始地貌和覆蓋層范圍、厚度、透水性制約，受季節(jié)、氣候影響大，水量大小不一，不穩(wěn)定，水質(zhì)成分由含水介質(zhì)的性質(zhì)決定，主要由大氣降水補給。經(jīng)鉆孔揭露，其中地下水位標高176.57~180.76m，地下水埋深約5.0～43.0m；根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗人工填土層屬于中～強透水層；粉質(zhì)粘土層厚度約0～8.7m，多呈軟塑～可塑狀，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗粉質(zhì)粘土層屬于弱透水層，為場地范圍的相對隔水層；地下水接受補給后將沿基巖面及填土與粉質(zhì)質(zhì)粘土界面向地勢較低處（場地東側(cè)）排泄，最終匯入御臨河；局部于場地地塊以及原始地貌相對低洼處匯集，不，形成局部小區(qū)域潛水。2）基巖裂隙水包括風化裂隙水和構(gòu)造裂隙水，風化裂隙水分布在淺表基巖強風化帶中，為局部性上層滯水或小區(qū)域潛水，水量小，受季節(jié)性影響大，各含水層自成補給、徑流、排泄系統(tǒng)。構(gòu)造裂隙水分布于厚層塊狀砂巖層中，以層間裂隙水或脈狀裂隙水形式儲存，水量稍大，動態(tài)稍穩(wěn)定，砂質(zhì)泥巖為相對隔水層，水量小。在場地內(nèi)主要表現(xiàn)為地勢較高的斜坡及丘頂平臺，地表水逕流條件較好，地下水補給范圍小，表層土體較薄，松散層儲存地下水條件差，地下水來源主要為大氣降水，地下水不發(fā)育；在地勢較低的斜坡地段，地表水逕流條件一般，地下水補給主要來源于地勢較高地區(qū)的裂隙水及大氣降水，地下水較少。結(jié)合重慶地區(qū)經(jīng)驗：場地人工填土(局部存在雜填土)的均勻性差，差異較大，為中等～強透水層；場地粉質(zhì)粘土層、基巖(主要為基巖裂隙滲透)為微透水～弱透水層。后期回填后，若周邊截排水條件較差，則在雨季或長時間下雨情況下，場地地下水會有較大的增加，漲幅約1～2m。建議場地內(nèi)的人工填土層滲透系數(shù)可取1.5～13.5m/d，粉質(zhì)粘土層滲透系數(shù)可取0.10～0.2m/d，砂質(zhì)泥巖層滲透系數(shù)可取0.005～0.090m/d，砂巖層滲透系數(shù)可取0.05～0.30m/d。3.3不良地質(zhì)作用1.不良地質(zhì)作用根據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查、訪問和綜合分析場地的地質(zhì)條件，擬建場地無滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷和采空區(qū)等不良地質(zhì)作用，無不利的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等不利的埋藏物。場地現(xiàn)狀基本穩(wěn)定。2.特殊性巖土根據(jù)勘察，場地特殊性巖土為人工填土和強風化巖。場地人工填土主要由平場施工形成，褐紅色，以素填土為主，主要由砂泥巖碎塊石組成，含少量建筑垃圾和生活垃圾。砂、泥巖塊碎石含量25%～55%，粒徑20～400mm，局部大于600mm。結(jié)構(gòu)以松散～稍密為主，大部分為新近回填，部分回填時間2~5年，鉆探揭露厚度0.0～45.5m，在道路沿線分段分布。其厚度變化較大，均勻性差，級配一般。強風化巖分布于整個場地基巖表層，風化裂隙發(fā)育，巖質(zhì)軟，巖體破碎，力學性質(zhì)較差。3.4土層巖土工程參數(shù)根據(jù)勘察報告資料，路線內(nèi)各土層巖土工程參數(shù)建議列于下表3.4-1：表3.4-1巖土體物理力學參數(shù)推薦值一覽表四下穿地道結(jié)構(gòu)計算4.1結(jié)構(gòu)基本數(shù)據(jù)1）明挖隧道典型橫斷面暗埋段采用鋼筋砼箱型框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)框架結(jié)構(gòu)計算確定。地下通道結(jié)構(gòu)典型橫斷面布置如下：圖4.1-1隧道典型橫斷面2）模型簡化（1）將結(jié)構(gòu)簡化成平面框架問題進行分析。（2）結(jié)構(gòu)底板外側(cè)為巖土體，因此，結(jié)構(gòu)底板可視為彈性地基梁。彈性地基采用“溫克爾”模型，彈簧為單向受壓彈簧?？拱螛段恢迷O(shè)置受拉彈簧，彈簧剛度根據(jù)抗拔樁抗拔特征值確定。3）計算軟件采用MIDASCIVIL軟件4）荷載分類作用在地下結(jié)構(gòu)上荷載，按表4.1進行分類。表4.1荷載分類表荷載類型荷載名稱永久荷載結(jié)構(gòu)自重地層壓力結(jié)構(gòu)上部建構(gòu)筑物壓力水壓力及浮力混凝土收縮及徐變固定設(shè)備重量地基下沉影響力可變荷載基本可變荷載地面汽車荷載及其動力作用地面汽車荷載引起的側(cè)向土壓力隧道內(nèi)部汽車荷載及其動力作用軌道交通車輛荷載及其動力作用其它可變荷載人群荷載溫度變化荷載施工荷載偶然荷載地震荷載人防荷載5）計算參數(shù)本工程中采取的計算參數(shù)如下表所示。計算參數(shù)表巖土參數(shù)巖土平均重度（kN/m3）20水重度（kN/m3）10側(cè)壓力系數(shù)0.5土體豎向基床系數(shù)（kN/m3）15000土體水平基床系數(shù)（kN/m3）10000結(jié)構(gòu)參數(shù)主體結(jié)構(gòu)鋼筋砼重度（kN/m3）25鋪裝層鋼筋混凝土重度（kN/m3）23受力鋼筋保護層最小厚度頂、底板（外側(cè)/內(nèi)側(cè)）（mm）50/40側(cè)墻（外側(cè)/內(nèi)側(cè)）（mm）50/406）計算模型地下結(jié)構(gòu)的計算采用平面桿系計算模型。沿縱向截取單位長度，模擬為彈性地基上的框架進行內(nèi)力分析。4.2暗埋段結(jié)構(gòu)斷面驗算1）計算結(jié)構(gòu)參數(shù)側(cè)墻厚度1100mm，底板厚度1400~1700mm，頂板1400mm，中隔墻800mm混凝土等級：C40頂板最大覆土厚度約7m。2）主要荷載計算側(cè)向水土壓力計算模式：水土分算采用側(cè)向土壓力類型：靜止土壓力，側(cè)壓力系數(shù)0.53）結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算考慮自重工況和浮力工況取包絡值，按基本組合和標準組合計算結(jié)果，選取側(cè)墻外側(cè)，底板下側(cè)等部位彎矩最大處Mmax作為控制配筋、裂縫的主要驗算部位，內(nèi)力取值適當考慮腋角作用。基本組合-彎矩(kN﹒m)基本組合-軸力(kN)基本組合-剪力(kN)標準組合-彎矩(kN﹒m)4）配筋及裂縫驗算5）抗剪驗算五下穿地道基坑計算5.1基坑設(shè)計根據(jù)上述地勘評價及現(xiàn)狀地形條件，該段為現(xiàn)狀渝江路填方邊坡，邊坡最大高度約12.0m，邊坡安全等級為一級。基坑兩側(cè)地塊為待開發(fā)地塊，具備放坡開挖條件，因此考慮采用放坡開挖施工，放坡開挖土質(zhì)邊坡坡率1：1.75，巖質(zhì)部分設(shè)計擬對該側(cè)邊坡按照1:0.75的坡率進行放坡，坡高每6m設(shè)置2m寬平臺一處。邊坡坡腳、坡頂均設(shè)置排水溝。坡面設(shè)置100mm厚C20鋼筋砼網(wǎng)噴，并設(shè)置泄水管。橫四路下穿地道基坑開挖斷面設(shè)計見下圖：圖5.1橫四路下穿地道基坑開挖斷面圖5.2基坑計算（1）、計算軟件：理正巖土7.0（2）、計算結(jié)果：[計算簡圖][控制參數(shù)]:采用規(guī)范: 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(50330--2013)計算目標: 安全系數(shù)計算滑裂面形狀:圓弧滑動法不考慮地震[坡面信息]坡面線段數(shù)6坡面線號水平投影(m)豎直投影(m)超載數(shù)110.5006.000022.0000.0000310.5006.000042.0000.000057.0004.0000610.0000.0001超載1距離2.000(m)寬5.000(m)荷載(20.00--20.00kPa)270.00(度)[土層信息]上部土層數(shù)1層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)力系數(shù)116.00021.00040.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00026.000層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值1================================================================下部土層數(shù)3層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)力系數(shù)115.40021.00040.00021.20025.0001200.00034.50025.600400.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)15.00026.00021415.00037.0003436.00030.600層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值123不考慮水的作用[計算條件]圓弧穩(wěn)定分析方法:瑞典條分法穩(wěn)定計算目標:自動搜索最危險滑裂面條分法的土條寬度:1.000(m)搜索時的圓心步長:1.000(m)搜索時的半徑步長:0.500(m)[計算結(jié)果圖]最不利滑動面:滑動圓心=(1.693,27.867)(m)滑動半徑=27.918(m)滑動安全系數(shù)=1.283起始x終止xαliCiΦi條實重浮力地震力滲透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力超載豎向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)0.0000.847-2.6080.8485.00026.004.640.000.000.000.000.00-0.216.500.000.000.8471.693-0.8690.8475.00026.0013.700.000.000.000.000.00-0.2110.920.000.001.6932.6721.0040.9795.00026.0026.510.000.000.000.000.000.4617.820.000.002.6723.6503.0140.9805.00026.0037.330.000.000.000.000.001.9623.080.000.003.6504.6295.0280.9825.00026.0047.370.000.000.000.000.004.1527.930.000.004.6295.6077.0480.9865.00026.0056.730.000.000.000.000.006.9632.390.000.005.6076.5869.0760.9915.00026.0065.370.000.000.000.000.0010.3136.440.000.006.5867.56411.1160.9975.00026.0073.280.000.000.000.000.0014.1340.060.000.007.5648.54313.1711.0055.00026.0080.440.000.000.000.000.0018.3343.230.000.008.5439.52115.2431.0145.00026.0086.840.000.000.000.000.0022.8345.940.000.009.52110.50017.3361.0255.00026.0092.450.000.000.000.000.0027.5548.170.000.0010.50011.50019.4761.0615.00026.0093.430.000.000.000.000.0031.1548.270.000.0011.50012.50021.6691.0765.00026.0085.550.000.000.000.000.0031.5944.160.000.0012.50013.45523.8441.0445.00026.0078.910.000.000.000.000.0031.9040.420.000.0013.45514.40926.0051.0625.00026.0080.950.000.000.000.000.0035.4940.800.000.0014.40915.36428.2071.0835.00026.0082.090.000.000.000.000.0038.8040.700.000.0015.36416.31830.4541.1075.00026.0082.270.000.000.000.000.0041.7040.120.000.0016.31817.27332.7561.1355.00026.0081.420.000.000.000.000.004