竖井计算书
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竖井计算书文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]目录1. 工程概况区间主要布置于位于龙阳大道底下。
龙阳大道道路现状道路宽度约42m,道路红线宽度为60m,道路两侧有3m的人行道,车流、人流较大;地面交通繁忙,管线众多,道路两侧建筑物密集,隧道施工对地面沉降控制要求高。
2. 地质条件2.1 地层描述:本次勘察揭露深度范围内,场地分布地层自上而下可分为以下几个单元层,各岩土层按不同岩性及工程性能分为若干亚层,其分布情况及工程地质特征描述如下:)(1-1)填土(Q ml4杂色,全线分布;在建筑物或拆迁场地多为建筑物垃圾或一般粘性土,在城市干道地表20~70cm厚为混凝土路面,其下由碎石、砂及粘性土组成,多为压实路基填土,堆积时间一般大于10年,层厚1.40~5.20m。
(6-1)粉质粘土(Q al)4褐黄色,褐灰色,稍湿,可塑状态,中压缩性;含氧化铁,铁锰质结核及少量高岭土,零星分布于(1-1)填土层之下的局部低洼地带,其一般厚度0~8.5m。
)(10-1)粉质粘土(Q al+pl2~3褐黄、褐红色,稍湿,可塑~硬塑状态、中偏低~低压缩性,含铁锰质结核及少量条带状高岭土;连续分布于勘区上部,其厚度4.15~11.60m,埋深4.0~8.4m。
)(10-2)粘土(Q al+pl2~3褐黄、褐红色、灰白色,稍湿,硬塑~坚硬状态、中偏低~低压缩性,含铁锰质结核及条带、网纹状高岭土或土团;局部夹薄层石英质碎石层,接近岩面断断续续见碎石土或粘土混碎石;连续分布于勘区中下部,其厚度5.4~26.6m,埋深5.5~13.8m。
(11-1a)含砂质粉质粘土(Q al+pl)2褐黄色,饱和,可塑~硬塑状态,中偏低压缩性;含砂量较高,局部或为砂混粘性土混砂或含粘性土细砂,局部含砾砂。
仅在勘区尾段靠近王家湾车站段有揭示,分布于王家湾古河道沉积物上层,揭示厚度3.8~10.7米不等,埋深29.8~35.50m。
)(11-1)含粘性土细砂(Q al+pl2褐黄色,饱和,中密~密实状态,低压缩性;含石英、长石,粘粒含量较高,局部或为粘性土混砂或含砂质粉质粘土。
仅在勘区尾段靠近王家湾车站段有揭示,分布于王家湾古河道沉积物上层,本站点揭示厚度大于12.6m。
)(12-2)碎、块石(Q dl2杂色,成分为石英砂岩碎、块石,浅部多充填角砾或混粘性土,密实。
个别钻孔揭示呈块石或大块滚石,或块径0.5m~数米的岩块堆积体(块石取芯饱和抗压强度241~277MPa),底部揭示到破碎角砾、残坡积粘性土层(如SQJZ3-Ⅲ14-补10钻孔);部分钻孔取芯断续出现3~10cm短柱、半圆状岩芯,或显示该地层块石含量高;多数块状岩芯表面或裂隙面可见铁质渲染痕迹或见泥膜渲染。
该层在隧道通过地段分布情况如下:右线隧道,右DK9+380(盾构位置)~右DK9+395,长度约15m(按左右线该层出露的情况估计,实际影响长度可能略有变化),相关钻孔依次为SQJZ3-Ⅲ14-补10、SQJz3-Ⅲ10-15、SQJZ3-Ⅲ14-补8,揭示碎、块石层顶高程+9.93~+4.2m,厚度4.4~14.3m。
左线隧道,左DK9+370(盾构位置)~左DK9+420,长度约50m,相关钻孔依次为SQJC3-Ⅲ10-7、SQJZ3-Ⅲ14-补01、SQJz3-Ⅲ14-补02、SQJz3-Ⅲ10-16、SQJz3-Ⅲ14-补03,揭示碎、块石层顶高程+14.89~+4.58m,厚度4.7~9.6m。
)(13)粘性土混砾石(Q el+dl2褐红色,密实状态,混砾砂及石英质角砾,砾石含量约15~25%;该层仅为SQJZ3-Ⅲ14-补10钻孔揭示,埋深27.2m,厚度3.4m。
(20c-1)强风化泥岩、泥质砂岩(S)褐黄色、瓦灰色,岩芯呈土柱状,粘土化作用明显,夹碎块、片块状硬质风化岩块;埋深14.5~45.0m,揭示厚度2.3~17.1米,靠王家湾古河道侧埋深大。
(20c-2)中风化泥岩、泥质砂岩(S)褐黄色、褐灰色,岩芯呈短柱状、碎块状,部分呈长柱状,薄至中厚层状;部分钻孔岩芯为砂质泥岩或泥质砂岩交互分布。
埋深16.8~51.8m,靠王家湾古河道侧埋深大。
(20d-1)强风化石英砂岩、砂岩(S)灰色,岩芯呈角砾状,易钻,采芯率约35%;该层仅为SQJZ3-Ⅲ14-补10钻孔揭示,埋深30.6m,厚度1.9m。
(20d-2)中风化石英砂岩、砂岩(S)灰色,浅红色,岩芯多呈3~10cm短柱、半圆状,少量10~20cm短柱、柱状,部分呈3~8cm碎块状;岩芯裂隙发育,较多裂隙面见铁质渲染痕迹,随深度增加岩芯裂隙侵染面相对减弱,取芯相对完整;钻探深度内岩芯采芯率55~70%,RQD约10%,岩体完整性差呈破碎岩体。
埋深15.0~32.5m,岩面起伏较大,于墨水湖北路路口至王家湾方向约70m带宽地段呈近东西向分布。
暗挖隧道基底主要位于10-2粘土层、12-2碎块石层。
地基土层为中压缩性-中偏低压缩性土。
2.2区间范围土层及其物理力学参数2.3场地地下水文(1)根据含水层的岩性、埋藏条件、地下水的赋存条件、水力特征,场区地下水类型可分为上层滞水、第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水等。
上层滞水主要赋存于人工填土中,无统一自由水面,接受大气降水和供、排水管道渗漏水垂直下渗补给,水量有限。
第四系松散层孔隙水主要赋存于砂砾层中,为本场区主要含水层。
从场地地貌特征及含水层分布、地下水补给情况,第四系松散层孔隙水赋存于汉阳高阶地王家湾古河道,主要位于勘区线路尾段,靠近王家湾车站附近。
汉阳王家湾古河道沿王家湾~十里铺一带与本路线垂直呈条带状分布、基岩质V型河槽。
钻探揭示含水层为含粘性土细砂(含砂质粉质粘土)及其下的中粗砾砂、卵石层,含水层埋深30~40米,最大厚度大于40m,含水层顶面在路线右AK9+570~AK10+288分布宽度约700~800m,向南微倾。
据前期勘察资料该地下水具有承压性,其承压水位标高约17.49m。
基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,补给方式主要为上覆含水层的下渗补给,其水量及渗透性主要由基岩裂隙的密集程度及贯通性控制。
(2)地下水水质及腐蚀性评价:根据相邻工程水质分析结果判断,地下水对混凝土结构有微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
2.4、地震基本烈度及抗震设防烈度ⅡB。
2.5、场地土类型与建筑场地类别依据《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)进行场地土类型的判别,场区覆盖层中(10-1)层属中软土,(10-2)、(11-1)、(11-1a)层属中硬土。
根据各土层剪切波速测试分层统计结果及部分土层剪切波速经验值,依据《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)进行场地土类型的判别,场区覆盖层中(1-3)层属软弱土,(6-1)、(10-1)层属中软土,(10-2)、(11-1)、(11-1a)层属中硬土。
表2.5.1 场地类别划分标准3 施工竖井结构设计3.1结构形式本竖井采用倒挂井壁法施工,井壁支护结构采用350mm(500 mm)喷锚支护。
3.2结构计算图3-1 竖井剖面图竖井结构计算平面简图如下图所示。
图3-2 荷载平面计算简图3.2.1 断面1(取8.5m深平面)1)内力计算结果地面超载取20Kpa,工字钢型钢钢架竖向间距0.5m。
=0.5×【0.5×(8.5×10+20)+10*8.5】8.5m深侧压力静止土压力强度P=69kPa。
(按一榀钢架受力进行计算),取分项系数1.25进行内力组合。
型钢钢架采用工25b,内支撑采用工25b。
计算结果如下:图3-3-1 侧壁支护弯矩图图3-3-2 侧壁支护剪力图图3-3-3 侧壁支护轴力图2)型钢钢架强度验算设计值:M=60.71KN.m,V=124.1KN,N=139.1KN,安全系数1.11 输入数据1.1 基本信息计算目标:截面验算截面受力状态:复合受力状态材料名称:Q345材料抗拉强度(N/mm2):310.0材料抗剪强度(N/mm2):180.0轴心力N(kN):153.100剪切力Fx(kN):0.000剪切力Fy(kN):136.600弯矩Mx(kN-m):67.000弯矩My(kN-m):0.0001.2 截面信息截面类型:工字钢(GB706-88):xh=I25b(型号)截面抵抗矩Wx1(cm3): 423.000 Wx2(cm3): 423.000Wy1(cm3): 52.400 Wy2(cm3): 52.400截面塑性发展系数γx1: 1.05 γx2: 1.05γy1: 1.20 γy2: 1.20截面半面积矩Sx(cm3): 247.900 Sy1(cm3): 48.053 Sy2(cm3):44.928截面剪切面积Ax(cm2): 53.540 Ay(cm2): 53.540截面惯性矩Ix(cm4): 5280.000 Iy(cm4): 309.000截面附加参数参数名参数值xh: I25b(型号)-------------------------------------------------------------------------2 分析结果最大正应力σ:179.445(N/mm2)平均剪应力τ:25.514(N/mm2)Fx作用下的剪应力最大值τmax:0.000(N/mm2)Fy作用下的剪应力最大值τmax:64.135(N/mm2)注意:本程序计算未考虑合成剪力最大剪应力值|σ= 179.4|≤f = 310.0(N/mm2) |f / σ|=1.728 满足|τ= 64.1|≤fv= 180.0(N/mm2) |fv / τ|= 7.055 满足3)内支撑强度验算轴力设计值:N=287.4KN,安全系数1.11 输入数据1.1 基本输入数据构件材料特性材料名称:Q235构件截面的最大厚度:13.00(mm)设计强度:215.00(N/mm2)屈服强度:235.00(N/mm2)截面特性截面名称:工字钢(GB706-88):xh=I25b(型号)工字钢型号:I25b (型号)缀件类型:构件高度:3.550(m)容许强度安全系数:1.10容许稳定性安全系数:1.101.2 荷载信息恒载分项系数:1.00活载分项系数:1.00活载调整系数:1.00是否考虑自重:考虑轴向恒载标准值: 287.400(kN)轴向活载标准值: 0.000(kN)偏心距Ex: 0.0(cm)偏心距Ey: 0.0(cm)1.3 连接信息连接方式:普通连接截面是否被削弱:否1.4 端部约束信息X-Z平面内顶部约束类型:简支X-Z平面内底部约束类型:简支X-Z平面内计算长度系数:1.00Y-Z平面内顶部约束类型:简支Y-Z平面内底部约束类型:简支Y-Z平面内计算长度系数:1.002 中间结果2.1 截面几何特性面积:53.54(cm2)惯性矩Ix:5280.00(cm4)抵抗矩Wx:423.00(cm3)回转半径ix:9.94(cm)惯性矩Iy:309.00(cm4)抵抗矩Wy:52.40(cm3)回转半径iy:2.40(cm)塑性发展系数γx1:1.05塑性发展系数γy1:1.20塑性发展系数γx2:1.05塑性发展系数γy2:1.202.2 材料特性抗拉强度:215.00(N/mm2)抗压强度:215.00(N/mm2)抗弯强度:215.00(N/mm2)抗剪强度:125.00(N/mm2)屈服强度:235.00(N/mm2)密度:785.00(kg/m3)2.3 稳定信息绕X轴弯曲:长细比:λx=35.71轴心受压构件截面分类(按受压特性): a类轴心受压整体稳定系数: φx=0.951最小稳定性安全系数: 3.81最大稳定性安全系数: 3.81最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 3.550(m)最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式绕Y轴弯曲:长细比:λy=147.92轴心受压构件截面分类(按受压特性): b类轴心受压整体稳定系数: φy=0.315最小稳定性安全系数: 1.26最大稳定性安全系数: 1.26最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 3.550(m)最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式2.4 强度信息最大强度安全系数: 4.01最小强度安全系数: 4.00最大强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m)最小强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 3.550(m)计算荷载: 287.55kN受力状态:轴压最不利位置强度应力按《钢结构规范》公式3 分析结果构件安全状态: 稳定满足要求,强度满足要求。