北京地铁10号线二期玉泉营站主体围护结构计算书.doc

北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 计算书目录计算书目录 1.计算模式计算模式.1 2.荷载组合及分项系数荷载组合及分项系数.1 3.围护结构断面计算围护结构断面计算.1 3.1.西盾构段基坑断面计算（取CJL15钻孔）1 3.2.东盾构段基坑断面计算（取XYQS22钻孔）6 3.3.标准段基坑断面计算（取X-YQS21钻孔）.11 3.4.钢支撑计算.16 3.5.冠梁配筋计算.19 3.7挡土墙配筋计算.19 3.8腰梁计算.20 3.9围护桩配筋计算.20 4车站抗浮计算车站抗浮计算.22 4.1西盾构井处抗浮验算.22 4.23-7轴结构抗浮计算.23 4.37-26轴结构抗浮计算.23 4.4东盾构段结构抗浮计算.24 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 1 1.1. 计算模式计算模式 围护结构按平面问题进行分析，取“荷载-结构”模式，采用弹性有限元法进行结构计 算。本设计按“增量法”原理模拟施工开挖、支撑和回筑的全过程进行计算，计入了“先 变形、后支撑”对围护结构内力的影响；安装钢支撑时施加预加力按钢支撑设置轴力的 40%60计；地层与围护结构的共同作用采用水土压力及一系列不能受拉的弹簧进行模拟， 如该弹簧的抗力大于被动土压力，则将应力超量向下层土体转移。 计算计算采用同济启明星深基坑分析计算软件FRWS 4.0。由于车站主体所处地质条件 相差不大，因此计算主要选取前泥洼站基坑深度不同处及支护结构不同处的典型断面分别 进行计算。 本站抗浮设防水位按照39.0m计算 围护结构的弯矩设计值M、剪力设计值V及轴力设计值N按下列公式计算： ； (其中取1.1) k MM025 . 1 k VV 0 25 . 1 k NN 0 25 . 1 0 2.2. 荷载组合及分项系数荷载组合及分项系数 2.1.1.2.1.1. 永久荷载永久荷载 1、结构自重：钢筋混凝土结构重度=25kN/m3。 2、地层压力：竖向压力按计算截面以上全部土柱重量计算；施工期间作用在围护结构 上的主动区土压力按朗金公式的主动土压力计算。 3、水压力：施工期间最不利水位按基坑底面下1.0m计算。 2.1.2.2.1.2. 可变荷载可变荷载 地面超载：非盾构段按20KN/m2考虑；盾构段按30KN/m2考虑。 3.3. 围护结构断面计算围护结构断面计算 3.1.西盾构段基坑断面计算（取西盾构段基坑断面计算（取CJL15钻孔）钻孔） 一、工程概况一、工程概况 玉泉营西盾构区CJL15基坑开挖深度为18.438m，采用10001600灌注桩围护结构， 桩长为23.438m，桩顶标高为43.5m。计算时考虑地面超载30kPa。 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 2 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 共设4道支撑，见下表。 中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m） 42169.15134 35.41183.8320 29.76183.8304 28.26187.2728 二、地质条件二、地质条件 场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为24.06m。 表1 土层层底标 高(m) 层厚 (m) 重度 (kN/m3 ) ()c(kPa)渗透系 数 (m/d) 压缩模 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 333.521.520.53802508050000 3-232.620.9203201728020000 4-131.221.419.524.7106.220351. 8 30000 418.7212.5214002800090000 三、工况三、工况 工况编号工况类型深度(m)支撑刚度支撑编号预加轴力 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 3 (MN/m2)(kN/m) 1 开挖 2.5 2 加撑 1.5169.151134 3 开挖 9.09 4 加撑 8.09183.82320 5 开挖 14.74 6 加撑 13.74183.83304 7 开挖 18.44 8 换撑 17.941967.21 9 加撑 15.24187.27428 10 拆撑 3 11 换撑 9.59983.61 12 拆撑 2 13 换撑 3.691721.31 14 拆撑 1 15 拆撑 4 工况简图如下： 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 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 4 13 3.69 14 15 四、计算四、计算 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 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 5 30 (2-1) (4) 19.44 18.445 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 () 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 6 (, ) 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 车站主体基坑安全等级为一级，变形控制保护等级为一级。围护结构最大水平位移 1.05,满足要求。 满足抗浮设计要求。 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 23 4.2 3-7轴结构抗浮计算 取每延米车站结构进行抗浮验算。 结构高度： 13.5m 结构宽度： 20.8m 地面标高： 43.39m 设防水位： 39m 覆土厚度： 3m 水浮力： Fw1000x（13.5-1.393）x1x20.8*10/1000 2518kN 覆土有效重力： G120x3x20.8x1 1248kN 结构自重： 车站断面混凝土结构截面积（顶板、中板、底板、侧墙、纵梁） 从CAD量得：63.423m2 G225x63.423x1 1585.58kN 框架柱自重： G325x1/3.3*2*7.07 107.12kN 隔墙自重： G4=3.9*0.25*13.5*20=263.25kN 装修层自重 G5=1*20.8*4*20*0.15=249.6kN 总抗浮力： FgG1+G2+G3+G4+G5 1248+1585.58+107.12+263.25+249.63454kN 抗浮系数： KFg/Fw 3454/25181.371.05 满足抗浮设计要求。 。 4.3 7-26轴结构抗浮计算 取每延米车站结构进行抗浮验算。 结构高度： 13m 结构宽度： 20.8m 地面标高： 43.39m 设防水位： 39m 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 24 覆土厚度： 3.838m 水浮力： Fw1000x（13.5-1.16）x1x20.8*10/1000 2566.7kN 覆土有效重力： G120x3.838x20.8x1 1596.6kN 结构自重： 车站断面混凝土结构截面积（顶板、中板、底板、侧墙、纵梁） 从CAD量得：62.773m2 G225x62.773x1 1569.33kN 框架柱自重： G325x1/3.3*2*（7.07-0.7*0.5*2） 96.5kN 隔墙自重： G4=2.55*0.25*13*20=165.75kN 装修层自重 G5=1*20.8*4*20*0.15=249.6kN 总抗浮力： FgG1+G2+G3+G4+G5 1596.6+1569.33+96.5+165.75+249.63677.78kN 抗浮系数： KFg/Fw 3677.78/2566.71.431.05 满足抗浮设计要求。 。 4.4 东盾构段结构抗浮计算东盾构段结构抗浮计算 结构高度： 14.5m 结构长度： 14.2m 结构宽度： 24.4m 地面标高： 43.80m 设防水位： 39m 覆土厚度： 3.68m 水浮力： Fw1000x13.378x14.2x24.4*10/1000 46352kN 覆土重： G120x3.68x24.4x14.2 25501kN 北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书 25 结构自重： 车站断面混凝土结构截面积（顶板、中板、底板、站台板、侧墙、纵梁） 从CAD量得：91.5m2 G225x91.5x14.2 32482.5kN