地铁车站计算书.docx
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地铁车站计算书
地铁车站计算书
————————————————————————————————作者：
————————————————————————————————日期：
ﻩ
一设计依据
二设计说明
2.1工程概况
2.2环境条件
2.3地质概况
2.3.１地形地貌
2．3.2岩土分层及其特性
２．3.3水文及工程地质
2．３.４场地抗震设防
附岩土物理力学参数表
2.4 基坑支护形式
2.5基坑计算
本工程围护结构主要采用理正软件进行设计计算，并利用岩土工程有限元分析程序plaxis对终点里程端头井基坑开挖过程进行模拟,作为对理正软件计算结果进行补充和验证。
钻孔灌注桩作临时结构考虑,即：
开挖施工期间,钻孔灌注桩作为围护结构,承受全部的水土压力及地面超载。
使用阶段不考虑钻孔灌注桩的作用。
理正深基坑软件模拟了施工过程,遵循“先变位，后支撑”的原则,在计算中计入结构的先期位移值及支撑变形,应用基于弹性理论的进行围护结构计算,岩土体对围护结构侧向作用力采用朗肯土压力理论计算,土体与结构相互作用采用一系列仅受压弹簧进行模拟（温克尔地基梁计算模型）,最终的位移及内力值为各阶段累加值。
Plaxis为基于有限元理论的岩土专业分析程序，能较为真实地反映基坑开挖过程中岩土及结构物的应力变形发展,将终点里程处端头井简化为平面应变模型,利用地下水渗流分析功能对基坑开挖降水过程进行模拟，同时输出“半截桩”支护的变形与内力。
抗震分析采用地震系数法进行横向抗震分析。
经计算地震作用对结构影响较小，故在设计中仅采用相应的构造措施来提高整体的抗震能力。
2.5.１湘府路终点里程端头井围护结构计算
计算所用地质资料取自地质勘查文件，钻孔编号为ＪZ-Ⅳ１0-湘府路补１０。
2．5.1.１ 支护方案
排桩（钻孔灌注桩）支护
2．５.1.2设计信息
1.基坑概况参数
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》ＪGJ 120-９9
基坑等级
一级
基坑侧壁重要性系数γ0
1．1０
基坑深度H（ｍ）
2２.65０
嵌固深度（ｍ）
６.000
桩顶标高（m）
0．0０0
桩截面类型
圆形
└桩直径（m）
1.000
桩间距（m）
1.150
混凝土强度等级
C３５
有无冠梁
有
├冠梁宽度（m）
1.4０0
├冠梁高度（m）
1.０00
└水平侧向刚度（MＮ/m）
75.０3１
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
０
2.超载信息
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kＰａ,kN/m）
（m）
（ｍ）
（m）
（m）
1
2０.000
--－
---
－--
--－
--－
3.土层信息
土层数
7
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
2４．00０
外侧水位深度（m）
０.000
内侧水位是否随开挖过程变化
是
内侧水位距开挖面距离（m）
1.０00
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
4.土层参数
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m３）
（ｋN／m３）
（kPａ）
（度）
1
杂填土
1.４0
17．0
7.0
2.00
8.0０
２
粉土
4．40
２０.２
10.2
1７.５０
1４.50
3
粘性土
3.４０
20.３
10.３
３８.53
２0．２6
4
圆砾
0．8０
20.0
10.0
０.00
30.00
5
强风化岩
0.90
２０.０
10.０
5.00
3５.00
6
强风化岩
9.10
21.0
11．0
2.00
40.０0
7
微风化岩
１0.90
2２．0
1２.０
2．00
45．0０
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kＰa）
水下（度）
（ｋＰa）
1
16．0
２.00
8.０0
分算
ｍ法
0.68
---
2
65.0
17．50
14.50
分算
ｍ法
4.５1
---
3
80.０
38.５3
20.26
分算
m法
10.04
---
4
1５０.0
0.00
30．0０
分算
m法
1５.00
－--
５
200.0
６.00
3３.0０
分算
ｍ法
21．60
-－-
６
250.0
2.００
４0．00
分算
ｍ法
２8.2０
---
7
120.0
2.0０
45.0０
合算
m法
3６.20
-－-
5.支锚信息
支锚道数
6
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
（m）
（m）
（°）
（m）
长度（m）
１
内撑
８.０00
0．50０
-－-
－--
－－-
2
内撑
8.000
５.700
－－-
-－-
--－
3
内撑
2.50０
４.５０0
－-－
---
---
４
内撑
2.500
１.500
---
-－-
---
５
内撑
２.５0０
2.500
－－-
-－－
---
6
内撑
2.５０0
3.500
--－
－--
---
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
（ｋＮ）
（MN/m）
直径（mm）
号
调整系数
（ｋN）
调整系数
1
０.00
３101.00
---
2~20
---
20160000．0０
1.０0
2
0．00
3１0１.００
---
4~１8
--－
20１６00００.00
1.00
３
0.0０
75５.0０
---
6～１６
---
6１40330.０0
1.０0
4
0．００
７５5．００
---
15～
－--
614０330.00
1.00
5
0.0０
7５5.０0
-－－
8～１4
---
６14０330.00
1.00
6
0.00
755．００
---
10~13
---
６140３3０．0０
1.00
6.土压力模型及系数调整
ﻩ弹性法土压力模型:
ﻩ经典法土压力模型:
ﻩ
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPａ）
1
杂填土
分算
１.000
1．000
1.0００
10000.０00
2
粉土
分算
1.０00
１.00０
１.０00
10000.000
3
粘性土
分算
１．00０
1.00０
1．0００
10００0．0０0
4
圆砾
分算
1．００0
1．００0
1.０0０
１0000.０00
5
强风化岩
分算
1．００0
1.000
1.0００
1０000.０00
6
强风化岩
分算
1.000
１．000
１.000
１0０00.００0
7
微风化岩
合算
1．000
1.00０
１.00０
1000０.000
7.工况信息
工况
工况
深度
支锚
号
类型
（m）
道号
１
开挖
1.00０
---
2
加撑
-－－
1.内撑
3
开挖
６.700
--－
4
加撑
---
2.内撑
5
开挖
1１.200
－－-
６
加撑
---
３.内撑
7
开挖
1５．２０0
---
8
加撑
－－-
５.内撑
9
开挖
18.70０
--－
10
加撑
-－-
6.内撑
１１
开挖
22．650
－--
12
刚性铰
21．９50
---
1３
拆撑
－－-
６.内撑
14
拆撑
--－
5.内撑
15
加撑
---
4．内撑
１6
拆撑
--－
３.内撑
１7
刚性铰
９.４50
---
18
拆撑
－-－
２．内撑
19
刚性铰
1.900
---
20
拆撑
---
１.内撑
2.５.１．3各工况内力计算结果
各工况:
内力位移包络图:
２．5.1.4整体稳定性计算
计算方法:
瑞典条分法
应力状态：
总应力法
条分法中的土条宽度:
０.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Kｓ= ２１47.36６
圆弧半径（ｍ）R=78.７2９
圆心坐标X（m）X= １3．449
圆心坐标Y（m）Y＝71.73８
2.5．１.５抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数:
ﻩMp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压力
ﻩ决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ｍa——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
ﻩ注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1：
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号ﻩ支锚类型材料抗力（kN／ｍ）ﻩ锚固力（kN/m）
ﻩ 1内撑ﻩ 0.０00ﻩ ---
ﻩ 2 内撑 ０．000 --－
3内撑 0．００0 －－-
4ﻩ 内撑ﻩ 0.0００ﻩ -－-
5内撑 0.000 －-－
ﻩ6ﻩ内撑０.０0０ﻩ ---
ﻩ
ﻩKｓ = ２7.２4７ >=１.200，满足规范要求。
工况2：
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（ｋN/m）
ﻩ 1 内撑ﻩ ２５20００0.０00ﻩ ---
ﻩ２ 内撑ﻩ ０.00０ －--
ﻩ ３ 内撑 ０．000ﻩ －--
4ﻩ内撑 ０.0０0ﻩ -－-
ﻩ 5ﻩ 内撑 0.000ﻩ －--
ﻩ6ﻩ内撑ﻩ 0.0００ -－-
Ks=8５68.63８>=1.200,满足规范要求。
工况3:
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号ﻩ支锚类型ﻩ材料抗力（ｋN／m）ﻩ锚固力（ｋＮ／m）
ﻩ1 内撑 2５200０0.000ﻩ ---
2ﻩ内撑 0.000ﻩ ---
3内撑 0.000ﻩ ---
ﻩ 4ﻩ内撑ﻩ 0.000 ---
5内撑 0．000 －－-
ﻩ6ﻩ 内撑 0．000ﻩ－--
ﻩKs=27５5.220>=1．20０,满足规范要求。
工况4:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型ﻩ材料抗力（kN／m）锚固力（kN／m）
1内撑２5２00０0．0００ﻩ -－-
ﻩ2内撑ﻩ 2520000.０00ﻩ ---
ﻩ ３ 内撑ﻩ ０．000ﻩ ---
4ﻩ内撑ﻩ ０.00０ －--
5ﻩ 内撑 ０.000 -－-
ﻩ6ﻩ 内撑 ０.０00ﻩ -－-
ﻩ
Ｋs= 4９４8．16４>＝1.２00， 满足规范要求。
工况5:
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
ﻩ序号支锚类型材料抗力（kＮ/m）锚固力（kＮ/m）
ﻩ1内撑ﻩ 2520000.０００ﻩ -－-
2ﻩ内撑 ２520000．0０0ﻩ---
ﻩ３ﻩ 内撑 0.000 -－-
ﻩ 4ﻩ内撑ﻩ 0.00０ －--
ﻩ 5ﻩ 内撑 0.000ﻩ －-－
ﻩ ６ﻩ 内撑 ０.００0 －－－
Kｓ= 3７３7.2３９>＝ 1.２０0，满足规范要求。
工况6:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
ﻩ序号支锚类型ﻩ材料抗力（kＮ/ｍ）ﻩ锚固力（ｋN/m）
１内撑 25２000０.000ﻩ －－－
ﻩ２内撑ﻩ 25200０0.0０0 ---
ﻩ 3ﻩ内撑ﻩ 24561３２.000 ---
ﻩ 4ﻩ 内撑ﻩ 0．000 ---
ﻩ5ﻩ 内撑 0.00０ﻩ －--
ﻩ 6 内撑ﻩ 0.000--－
Ks＝５０28．558>＝1．200,满足规范要求。
工况7：
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号ﻩ支锚类型ﻩ材料抗力（kN/m）锚固力（kＮ/m）
ﻩ 1ﻩ内撑 2５２０00０.00０ --－
2ﻩ内撑ﻩ 25２００00.000 ---
３ﻩ内撑ﻩ 2４5613２.00０ -－-
ﻩ 4ﻩ 内撑 ０.０00 ---
５ﻩ内撑 ０.00０ ---
6ﻩ内撑ﻩ０.000ﻩ ---
ﻩ
Ks=4495.978>=１．200,满足规范要求。
工况8:
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型ﻩ材料抗力（ｋN/m）锚固力（kN／m）
ﻩ1内撑ﻩ 252000０.000 ---
2ﻩ 内撑ﻩ25２０000.00０ ---
ﻩ 3ﻩ内撑ﻩ 2456132.000ﻩ ---
4ﻩ内撑ﻩ 0.000ﻩ -－－
５ 内撑ﻩ ２4５61３2.000 ---
6 内撑 0．00０ ---
Ks= ５39３.４49 >=1．2００,满足规范要求。
工况9:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kＮ/m）ﻩ锚固力（ｋN／m）
1ﻩ内撑ﻩ 25２000０.000-－-
ﻩ 2ﻩ 内撑 252000０.000 ---
ﻩ 3ﻩ内撑ﻩ 2456１3２.０00ﻩ---
4ﻩ内撑 0.000ﻩ --－
ﻩ ５内撑 ２45613２.０00 ---
ﻩ6ﻩ内撑ﻩ 0.000ﻩ －-－
ﻩKs=5１95.77３ >= 1.２00,满足规范要求。
工况10:
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）ﻩ锚固力（ｋN/m）
1内撑 2５2000０.０00ﻩ ---
2ﻩ内撑 2520００0.000ﻩ -－-
３ﻩ 内撑ﻩ２4５6132.00０ﻩ -－-
ﻩ４ﻩ 内撑 0.000ﻩ ---
ﻩ 5ﻩ内撑ﻩ 2456１３2.000ﻩ-－-
６内撑 ２4５6１32.000ﻩ－－-
ﻩ
Ｋs=584３．507 ＞=1.２00,满足规范要求。
工况11：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
ﻩ序号支锚类型ﻩ材料抗力（kN/m）ﻩ锚固力（kN/m）
1内撑 2520０00.00０ ---
ﻩ 2ﻩ 内撑ﻩ ２５２０000.000ﻩ --－
3ﻩ 内撑 2456132.000 －--
4ﻩ内撑 0．0０0ﻩ ---
ﻩ 5ﻩ 内撑 ２4５613２.00０ －--
ﻩ６内撑ﻩ ２4５6132.000 ---
ﻩKs=5774.777 >=１．２０0, 满足规范要求。
工况12~工况20：
已存在刚性铰,不计算抗倾覆。
---－------－-－-－----－----－------－－--－-－---－----
安全系数最小的工况号：
工况１。
最小安全Ｋs ＝27.２４７>=１.200，满足规范要求。
2.５．１.6抗隆起验算
Ｐrandtl（普朗德尔）公式（Kｓ>=1.1~1.2）,注：
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB９２５8－97（冶金部）：
ﻩ
ﻩ
ﻩ
Ｋs =29.2８3 >= 1.1, 满足规范要求。
Tｅrzaghi（太沙基）公式（Kｓ>＝ 1．15~1.２5），注：
安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-９7（冶金部）:
ﻩ
ﻩ
ﻩ
Ｋs＝37.624 >=1．15,满足规范要求。
[ 隆起量的计算]
注意：
按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按０处理!
式中δ———基坑底面向上位移（mm）;
n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；
ｒi———第i层土的重度（kN/m3）;
ﻩ 地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的饱和重度（kN／ｍ3）；
hi———第i层土的厚度（ｍ）;
ｑ———基坑顶面的地面超载（kPa）;
ﻩD———桩（墙）的嵌入长度（m）;
ﻩH———基坑的开挖深度（m）;
c———桩（墙）底面处土层的粘聚力（kPa）;
φ———桩（墙）底面处土层的内摩擦角（度）;
ﻩr———桩（墙）顶面到底处各土层的加权平均重度（ｋN/ｍ3）；
ﻩ
ﻩδ=0（mｍ）
2.5.1.7嵌固深度计算
嵌固深度计算参数：
抗渗嵌固系数
1．２00
整体稳定分项系数
1.30０
圆弧滑动简单条分法嵌固系数
1．10０
嵌固深度考虑支撑作用
ㄨ
嵌固深度计算过程：
按《建筑基坑支护技术规程》 JGＪ 120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度:
圆心（-８．2０7,1４.615），半径=17.200ｍ,对应的安全系数Ks＝1.302≥ １．30０
嵌固深度计算值ｈ0 =0.5０0m
嵌固深度设计值hｄ= αγ０h0
=1.１00×1．100×0.500
=0．6０5ｍ
嵌固深度采用值hd=６.000m
当前嵌固深度为：
0.６05m。
依据《建筑基坑支护技术规程》JGＪ120-99,
多点支护结构嵌固深度设计值小于0.２h时，宜取ｈd＝ 0．２ｈ。
嵌固深度取为：
4．530m。
2.5.１.8钻孔灌注桩配筋计算
1.钻孔灌注桩设计信息
混凝土的强度等级：
C35 轴心抗压强度设计值 ｆc =１6.７2N/mm
钢筋抗拉强度设计值 ｆy= ３００N/ｍm抗压强度设计值ｆy'＝300Ｎ/ｍm
弹性模量 Eｓ =200000Ｎ/mm相对界限受压区高度 ζb =0.55０
圆形截面 截面的直径 d＝１000ｍm
纵筋的混凝土保护层厚度c ＝７0mm 全部纵筋最小配筋率ρmiｎ＝0．60%
2.内力设计值
根据理正深基坑软件计算结果：
加强区弯矩设计值M=1．2５＊１968．04=24６０kＮ*m,非加强区弯矩设计Ｍ=1.25*9００=11２5kＮ*ｍ。
加密区剪力设计值Ｖ =1.２5*1118．18=139７kN,非加密区剪力设计值V＝ 1.25*60０=７50kＮ
３.加强段计算结果（利用ＭｏrＧaiｎ计算）
３.１轴心受压构件验算（不考虑间接钢筋的影响）
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 φ
Lｏ／b=Max{Ｌｏx/bｘ，Lｏｙ／bｙ}＝ Ｍax{28４５0/８66，28450/86６}＝Ｍａx{32.9,３2.9}
＝ 32.9
φ=１／[1+０.002*（Ｌo/b－ 8）^ 2]＝0.44７
圆形截面面积A ＝π*d＾2 /4＝π＊1000＾２/4＝785398mm２
轴压比 Uｃ＝N ／（fc*A） ＝ 1/（16.72＊７8５３98）= ０
纵向钢筋最小截面面积
全部纵向钢筋的最小截面面积As,mｉｎ＝ A *ρｍｉn ＝78５３９8*0.６0%＝4７12mm2
全部纵向钢筋的截面面积As'按下式求得:
N≤０.9*φ＊（ｆc ＊A+ ｆy'*As'） （混凝土规范式７.3.1）
As'= ［Ｎ/（0.9*φ）－fc*A]／（fy'- ｆｃ）
=[1/（0.9*
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