深基坑SMW工法桩内支撑支护计算书

深基坑SMW工法桩内支撑支护计算书

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1 下穿隧道（含地下环廊预留通道及地铁车站预留通道)基坑

xx路延伸线下穿隧道工程始于三堡船闸以北,止于xx二桥以北，全长约1235m。现状地面较为平整，地形起伏不大，基坑开挖深度为0.7~12．1m,局部泵房位置为14.7ｍ,基坑宽度约为2１~３２m,随隧道结构变化而变化。四堡A 地块地下环廊xx路预留两个出入口通道与道路桩号0+9２0处下穿xｘ路延伸线主线隧道,基坑开挖深度约为0.５~1２.６m；四堡A地块地下环廊运河东路预留两个出入口通道与道路桩号1+030处下穿ｘｘ路延伸线主线隧道,基坑开挖深度约为１3.9~１6.3m;地铁9号线三堡站预留人行通道与道路桩号1+１32处下穿ｘx路延伸线主线隧道，基坑挖深约为１6．7m。

根据场地条件以及结构分段情况，基坑设计范围可分成四段:①主线隧道与A地块地道ｘｘ路方向出入口邻近段基坑(0+800~0+9２７）、②主线隧道与地铁９号线车站预留通道及Ａ地块地道运河东路方向出入口邻近段基坑(1+002～1＋1４５)、③主线隧道下穿浙赣铁路及沪杭甬高速公路xx二桥段基坑(1+877~１+990）、④其它标准段主线隧道段基坑。其中第③段主线隧道下穿浙赣铁路及沪杭甬高速公路段属涉铁工程，已明确由铁四院设计,故不包含在本次基坑围护设计范围中。

本隧道范围内场地为钱塘江淤积平原，地势平坦,自然标高为6～８m,基坑开挖深度为０.5~17.1m,根据浙江省《建筑基坑工程技术规程》中“软土地区基坑开挖深度大于8m”的条件,基坑安全等级为一级，基坑重要性系数γ

=1.１，

０

=１.0,基坑开挖深度在5ｍ~8ｍ之间，基坑安全等级为二级,基坑重要性系数γ

=0.９。

基坑开挖深度小于５m,基坑安全等级为三级,基坑重要性系数γ

针对不同分段基坑周边环境,及工程地质条件,各段基坑围护形式选用如下: 1）主线隧道与A地块地道xx路方向出入口邻近段基坑(0＋800~0+92７) 该区段主线隧道基坑开挖深度0.7～6.3ｍ，A地块地道基坑开挖深度０.５~12.6ｍ,根据地质条件和场地条件，场地环境空旷，适宜采用较简单的支护方式以节省工程造价,故该区段考虑SMＷ工法桩支护开挖,工法桩采用Φ８５0三轴水泥搅拌桩,内插700×30０×13×2４H型钢，桩顶做钢筋混凝土冠梁,第一道支撑采用80０×800ｍm钢筋混凝土支撑，下设Φ609钢管支撑。

2) 主线隧道与地铁9号线车站及A地块地道运河东路方向出入口邻近段基

坑（１+002~1＋230）

该区段主线隧道基坑开挖深度9.９~1１.８m,A地块地道基坑开挖深度1３.9~16.３m，地铁9号线车站预留通道基坑开挖深度约为１6.７ｍ，基坑挖深较大，为保证安全,同时控制基坑变形尽量减少基坑开挖对周边环境的影响,该段基坑采用钻孔灌注桩支护开挖,围护桩后设水泥搅拌桩隔水帷幕，钻孔桩尺寸为Φ800＠100０mm,水泥搅拌桩采用Φ850三轴水泥搅拌桩，桩底进入④号淤泥质土层中。围护桩顶做钢筋混凝土冠梁,第一道支撑采用800×800mm钢筋混凝土支撑，下层支撑根据基坑条件不同，地下环廊预留通道基坑下部采用二道1０00x90０mm钢筋混凝土支撑,地铁预留通道基坑下部采用三道6０９钢管支撑。

(３) 其它标准段主线隧道段基坑

该区段主线隧道基坑开挖深度为０．7~12.１m，局部泵房位置为１４.7ｍ,根据地质条件和场地条件,场地环境空旷，适宜采用较简单的支护方式以节省工程造价，故该区段考虑SMW工法桩支护开挖，工法桩采用Φ850三轴水泥搅拌桩,内插７０0×３0０×13×24H型钢,其中一般段围护桩型钢插一跳一布置,泵房段围护桩型钢密插布置,桩顶做钢筋混凝土冠梁，第一道支撑采用800×８00ｍm 钢筋混凝土支撑，下设一~三道Φ６09钢管支撑(与铁路专项设计范围相接段下部采用二道１000x90０钢筋砼支撑）。

?

1主线隧道基坑典型断面计算书

1）主线隧道与A地块地道ｘx路方向出入口邻近段基坑

基本信息

规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-20１2 内力计算方法增量法

基坑等级一级

1.10

基坑侧壁重要性系数γ

基坑深度H(m) 9.000

嵌固深度(m) 13.０00

墙顶标高（ｍ）0．０00

截面类型及参数SMW工法.．.

放坡级数0

超载个数 1

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 －-- --- --- －-－－--

?土层信息

土层数 6 坑内加固土否内侧降水最终深度(ｍ）10．0０0 外侧水位深度(m） 4.000 内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m) －-- 弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动

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 素填土3．９0 18.0 -－－8.00 10.００２淤泥质土２.40 16.０ 6.0 5.０0 3.00

3 粉土 4.00 19.5 9．5 ４．０0 2８．0０

4 粉土４.２0 19.３9.3 --- -－－

5 粉砂 6.２0 1９.7 9．7 －－- --－

6 粉土 2.20 19.３9.3 --- ---

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 20．0 －－- --－-－- ｍ法 1.00 ---

2 60．0 5.00 3.00 合算m法5．００---

3 60．0 4．00 ２8．00 分算m法 6.00 ---

4 60.０ 4.00 2６.０0 分算ｍ法7.0０---

5 ６0．0 3.0０３0．００分算m法8.００---

6 ６0.0 4.０0 24.00 分算m法 6.00 -－-

支锚信息-

支锚支锚类型水平间距竖向间距预加力支锚刚度工况道号(m) (ｍ）(ｋＮ) (MN/ｍ) 号

1 内撑9.000 0.40０0．00 ３1１.11 ２～

2 内撑3．０00 ５.10０500.00 468.７5 4～

水泥土墙截面参数

水泥土墙厚度b(m) 0.８５0

截面承载力计算方法型钢水泥土墙规程法

型钢布置形式插一跳一型

相邻搅拌桩间距(m) ０.６00

水泥土最薄弱截面处厚度(mm) 600

型钢形心距坑边距离d(m) ０.４２5

相邻型钢翼缘之间净距L1（mm) ４４２

型钢面积Ａ(ｃm2) ２2８．76０

型钢惯性矩I(cm4) 1946０7.00０

型钢截面抵抗矩W（cｍ３) ５56０.0０0

型钢腹板厚度ｔw(mm）1３

型钢翼缘宽度bf（ｍｍ) 158

型钢面积矩Sx(cm3) 3124.000 钢材抗弯强度设计值(ＭＰa) ５０0.0０0 钢材抗剪强度设计值(ＭPa) 100.0０0 型钢高度h(mm）70０．０00

工况信息

工况工况深度支锚

号类型(m) 道号

1 开挖0.９00 --－

２加撑--- 1.内撑

３开挖6．000 --－

4 加撑--- 2.内撑

５开挖9．０00 ---

设计结果

结构计算

内力位移包络图:

截面计算

内力取值

内力类型弹性法计算值经典法计算值

基坑外侧最大弯矩(kN.ｍ) ２5２．７0 ４64.92 基坑外侧最大弯矩距墙顶(m) 12.32 15.8４

基坑内侧最大弯矩(ｋN.m）48１.18 517.32 基坑内侧最大弯矩距墙顶(m）4．84 8.36

基坑最大侧压力(ｋPa）106.3２１0６．3２基坑最大侧压力距墙顶(m) ６.30 6.30

型钢截面承载力验算：

抗弯计算截面距离墙顶４．84m

最大截面弯矩设计值Ｍ＝γ

F ×γ

×M

k

= 1．25×1.10×481．18 ＝ 661.6

２ｋN.m

抗剪计算截面距离墙顶 5.50m

最大截面剪力设计值Q = γ

F ×γ

×V

k

＝１．25×1．10×2４2.44 = 333.

３5k Ｎ

1) 型钢抗弯强度验算

:=<==

M

W ?661.629266.67

10

3

71.40f 500.00

型钢抗弯强度满足!

２） 型钢抗剪强度验

算:=<==

QS x

I ??333.353124.00?324345.0013

10

2

24.70f v 100.00

型钢抗剪强度满

足!

型钢截面局部承载力验算：

计算截面距离墙顶6.30ｍ,最大土压力值 = 106.３2 kP ａ 型钢与水泥土之间单位深度范围内的错动剪力标准值：

V 1k = ｑ1×L 1/2 ＝ 1０6．32×0．44／2＝23.５０k Ｎ/m 水泥土最薄弱截面处单位深度范围内的剪力标准值:

V ２k ＝ q 1×L 2/2 ＝ １０６.３２×0.60/2=31.90kN/ｍ

1) 型钢与水泥土之间的错动抗剪验算：

==

≤

==

=

1F

V 1k

d e1

??1.25 1.1023.50

775.00

0.04ck 2

1.001.60

0.62

型钢错动抗剪强

度满足!

2) 水泥土最薄弱截面处的局部抗剪强度验算:

==

≤

==

=

2F

V 2k

d e2

??1.25 1.1031.90

600.00

0.07ck 2

1.001.60

0.62

最薄弱截面处的

局部抗剪强度满足!

抗倾覆稳定性验算

抗倾覆安全系数:水泥土墙对前趾的抗倾覆安全系数(抗倾覆安全系数,应不小于1.3。):

=≥=

K Q +E pk Z p ()-G u m B z G

E ak z a

K ov 1.3

==

K Q ++?3461.25 4.56?283.900.4341200.00

?2861.247.40

2.695

抗倾覆稳定性系数?K Q = 2．695 ＞＝ 1.30, 满足规范要求。 抗滑移稳定性验算

抗滑安全系数（K h >= K ｓl = １.２):

≥=

K h ++E pk ()-G u m tan

cB

E ak

K sl

==

K h +++3461.25 2222.22 ?283.90tan ()24.00?4.000.852861.24

2.032

抗滑安全系数 Ｋh = ２．03２ >= 1．20, 满足规范要求。 整体稳定验算

滑裂面数据

整体稳定安全系数 K s = 2.638 圆弧半径(m) R ＝ 20．4５１ 圆心坐标Ｘ(m ） X ＝ -2．519 圆心坐标Ｙ（m) Ｙ = 7.172 抗隆起验算

从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下:

≥=

K s +m2l d N q cN c

+m1

()+h l d q 0

K he

支护底部，验算抗隆起:

Kｓ = ５．７79 ≥1．80０,抗隆起稳定性满足。

2）主线隧道与A地块地道运河东路方向出入口邻近段基坑基本信息

规范与规程《建筑基坑支护技术规程》?ＪGＪ１2０－

2012

内力计算方法增量法

基坑等级一级

基坑侧壁重要性系数γ

1.10

基坑深度H(m) 16.300

嵌固深度（m) １5.700

桩顶标高（m) 0.000

桩材料类型钢筋混凝土

混凝土强度等级C３０

桩截面类型圆形

└桩直径（m) 0.80０

桩间距（ｍ) 1.００0

有无冠梁有

├冠梁宽度(m) 1．200

├冠梁高度(ｍ）0.8０0

└水平侧向刚度(MN/m) 212．385

放坡级数0

超载个数 1

支护结构上的水平集中力0

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 -－- －－- --- --－--－

土层信息

土层数8 坑内加固土否内侧降水最终深度(ｍ) 1６.900 外侧水位深度(m) 4.000 内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m) --－弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法

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 素填土 1.５0 １８．0 --- 8.00 １０．０0

2 粉土３.0０19.1 １０.０ 4.00 26.０0

3 粉土6．6０1９.5 9.5 4.0０２8.０0

4 粉土 3.40 19．3 9.3 4.０0 26.０0

５粉砂 6.30 19．7 ９.7 3.０0 ３0.00

6 粉土1．30 19．3 9.3 --- ---

７淤泥质土 4.４0 １8.４8.4 -－－－-－

8 粘性土8．０0 19.9 9.9 -－- -－-

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 ２0．0 -－－－－- --- m法１．０0 ---

2 60．0 ４.00 ２6．０0 分算m法５.０0 ---

３60.0 ４.00 28.00 分算ｍ法６.0０-－-

4 6０.0 4.00 26．00 分算m法７.0０---

5 6０.0 ３．00 30.0０分算m法８.00 -－-

6 60.0 4．00 24．0０分算m法6．00 --－

7 60.0 12．00 １1.０0 合算m法１．5０--- ８６０.0 29.00 15.00 合算m法 5.00 --－

支锚信息

支锚支锚类型水平间距竖向间距预加力支锚刚度工况道号(m) (m）(ｋＮ) (MＮ/ｍ）号

1 内撑9.00００.400 ０.00 318．５8 2~

2 内撑9．000 5.050 0.00 4４8.０0 ４~ ３内撑9.000 4.500 0.00 4４8.00 ６～

工况信息

工况工况深度支锚

号类型(m) 道号

1 开挖0．９00 －--

2 加撑--- 1.内撑

3 开挖５.95０---

4 加撑--- 2.内撑

5 开挖10.4５0 ---

6 加撑--- 3．内撑

７开挖16.3０0 --－

设计结果

结构计算

内力位移包络图:

整体稳定验算

滑裂面数据

= 1.322 整体稳定安全系数 K

s

圆弧半径(m) R = 2８.076

圆心坐标Ｘ（m）Ｘ= -3.９40 圆心坐标Ｙ(ｍ) Y = 11.９７3

抗倾覆稳定性验算

抗倾覆安全系数最小的工况号：工况7。

最小安全K s = 1．７11 ＞= 1.25０， 满足规范要求。 抗隆起验算

从支护底部开始,逐层验算抗隆起稳定性,结果如下:

≥=

K s +m2l d N q cN c

+m1

()+h l d q 0

K he

支护底部，验算抗隆起:

Ks ＝ 2．37５ ≥ １.800，抗隆起稳定性满足。

3）主线隧道与地铁9号线车站邻近段基坑

基本信息

规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 1２0－2

０１2

内力计算方法 增量法 基坑等级

一级 基坑侧壁重要性系数γ0

1.00 基坑深度H(m) 16.70０ 嵌固深度(m) 13.300 墙顶标高(m) 0.0００ 截面类型及参数 SMW 工法...

放坡级数 0 超载个数

1

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

-－－

－--

---

--－

---

土层信息

土层数8 坑内加固土否

内侧降水最终深度(m）１６．9

００

外侧水位深度（ｍ) 4.000

内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离（m）--- 弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法

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 素填土 1.5０18．0 --- 8.00 10.00

2 粉土 3.０0 １9.1 10.0 4.０0 26．００

3 粉土６.60 １9.5 9.５ 4.00 28．00

4 粉土 3.40 1９．3 9．3 ４.00 26.00

5 粉砂６.３０19.7 9.7 3.00 30．0０

6 粉土1．３0 19.3 9.3 －-－---

7 淤泥质土４．40 1８.4 8.４－-- ---

８粘性土8.00 19.9 9.9 --- －--

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(kＰ

ａ)

水下（kＰa）水下(度) （kPa)

1 20.0 －-－--- --－m法 1.０0 ---

2 60.０４．00 26．00 分算ｍ法５.0０-－-

3 60.0 ４.00 28.0０分算ｍ法 6.00 ---

4 60.0 4.00 26.０0 分算m法7．０0 －－-

5 60.0 3.00 30.00 分算m法8.00 ---

6 6０.0 4.00 ２4.00 分算m法６.00 ---

7 6０.0 １2．0０1１.０0 合算ｍ法 1.５0 --- ８６0.0 ２9.00 15.00 合算m法 5.00 -－－

支锚信息

支锚支锚类型水平间距竖向间距预加力支锚刚度工况道号（m) (m) (kＮ）(MN／m) 号

1 内撑９.0０００．40０0.00 318．5８2～

2 内撑 3.000 3.91０400．００480.00 ４~

3 内撑 3.000 4.400 500.00 ４80.00 6~ ４内撑3．000 4.400 ６00.00 480.00 8~

工况信息

工况工况深度支锚

号类型（m）道号

１开挖0．9０0 ---

2 加撑--- 1.内撑

3 开挖4．810 -－-

4 加撑--- 2．内撑

5 开挖９.2１０-－-

6 加撑--- ３.内撑

7 开挖13．610 -－-

8 加撑--- ４.内撑

９开挖16.7０0 ---

设计结果

结构计算

内力位移包络图：

整体稳定验算

滑裂面数据

整体稳定安全系数Ks ＝１.１79 圆弧半径(m)R =21.219 圆心坐标X(m)Ｘ ＝-3．278 圆心坐标Y （m)Y =7.５14 抗倾覆稳定性验算

抗倾覆安全系数最小的工况号:工况7。

最小安全Ks = 2.１３4 >= 1.250, 满足规范要求。 抗隆起验算

从支护底部开始,逐层验算抗隆起稳定性，结果如下:

≥=

K s +m2l d

N q cN c

+m1()+h l d q 0

K he

支护底部,验算抗隆起:

Ks=2.219≥ 1．8０0,抗隆起稳定性满足。

4)标准段主线隧道段基坑

基本信息

规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 1２０-2０１2

内力计算方法 增量法 基坑等级

一级 基坑侧壁重要性系数γ０

１.10 基坑深度H(m ） 1２.１00 嵌固深度(m) １2.90０ 墙顶标高(ｍ) ０.000 截面类型及参数 SM Ｗ工法..．

放坡级数 0 超载个数 1

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）20．0０0 －－－--- -－－--- ---

1

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 素填土 3.９0 18.0 --- 8.0０1０.00 ２淤泥质土 2.40 16.０ 6.０ 5.00 3.00

3 粉土４．00 1９．5 9．5 4.00 ２8.00

4 粉土4．20 19.３９．3 ４.00 ２6．00 ５粉砂 6.20 １９．7 ９．7 --- --－

６粉土2．2０１9．3 ９.３--- ---

7 淤泥质土４.４0 18.4 ８.4 －-- ---

８粘性土8．０0 19.９９.9 -－- ---

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 ２0.0 -－- --- --- m法 1.00 --－

2 60．0 ５.00 3．00 合算m法５.0０-－- ３６0．0 ４.00 28.00 分算m法６．00 --－

４6０.０４.00 26.00 分算m法7．00 －-- ５60.0 3．0０30．00 分算m法8.０0 ---

６60.0 4.00 24.００分算m法 6.0０-－-

7 60.0 12.0０11.０0 合算ｍ法１.50 ---

8 60.0 ２９.00 1５.００合算ｍ法 5.00 -－-

支锚信息