桩基闸室计算书

桩基水闸设计(景泰涌闸室（含桩基础）)项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范： 水闸设计规范（SL265-2016） 水工建筑抗震设计规范（SL203-97） 水工建筑物荷载规范（DL 5077-1997） 水工混凝土结构设计规范（SL 191-2008） 钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; Q - HRBF400; R - HRBF500 - 1 基本资料1.1 几何信息 水闸级别3闸墩端头形式圆弧形计算单元边墩厚t2(m)0.60闸孔数1闸墩尾部处理形式三角形闸底板垂直水流向宽B(m)19.30H(m)1.50门槛上游底板长L1(m)2.50L(m)3.00门槛下游底板长L2(m)4.50止水b到底板顶距离(m)0.00底板厚度h(m)1.20门槛处闸墩净高H(m)4.00 闸门信息：上检修门下检修门检修时检修孔工作的门上检修门/工作门上检修门0.000.00-2.0000.00工作门0.400.10-0.80020.00下检修门-1.2 设计信息 设计信息1 完建情况单孔检修设计情况校核情况地震情况上游水深H1(m)-2.802.803.102.80下游水深H2(m)-2.002.003.102.00止水算起上游水深H3(m)-2.802.803.102.80上游端部渗透力(kPa)5.005.005.005.005.00下游端部渗透力(kPa)0.700.700.700.700.70浪压力合力(kN)-3.323.323.323.32浪压力合力距板顶距离(m)-2.202.202.202.20 其它设计信息1设计地震分组第一组设防烈度7度0.1g地震作用方向顺水流方向活荷载地震作用折减系数1.00混凝土容重(kN/m3)25.00是否考虑地基土液化不考虑 其它信息2底板混凝土等级C30底板裂缝宽度限制(mm)0.20底板纵筋级别HRB400底板按裂缝控制配筋桩混凝土等级C30底板配筋调整系数1.00桩纵筋级别HRB400桩配筋调整系数1.00桩箍筋级别HPB300底板最小配筋率(%)0.15底板保护层厚度(mm)40桩身配筋率(%)0.50桩配筋计算as(mm2)35.00 回填土信息：边墩是否有回填土是土侧压力计算方法主动土压力回填土厚度（m）6.34回填土天然容重(kN/m3)18.00回填土饱和容重(kN/m3)18.00回填土内摩擦角(度)30回填土地下水深（m）1.001.3 桩基础信息1.3.1 桩基础信息承载力性状摩擦桩成桩方法挤土桩(穿越饱和土层)截面形状圆形桩直径(mm)250桩长(m)12.00单桩竖向承载力特征值(kN)100.00单桩水平承载力特征值(kN)30.00单桩抗拔承载力标准值(kN)100.00桩土分担比率1.00承台效应系数0.32群桩效应综合系数1.00桩身轴向压力传递系数0.50桩顶约束情况固接X方向桩排数6X方向排距(m)1.00Y方向桩排数10Y方向排距(m)2.00闸底与地基土摩擦系数0.25桩尖平面承载力验算是 1.3.2 土层信息层号土类名称层厚饱和重度承载力特深度内摩擦角frk风化m标贯粘粒含承载力 (m)(kN/m3)征值(kPa)修正(度)(kPa)程度(MN/m4)击数量(%)抗震调整 fakd 1淤泥质土4.7013.0060.001.0005.000-2.001.0-1.002中砂4.0019.00150.001.00025.000-10.009.3-1.103粘性土5.0018.20160.001.0005.000-8.008.3-1.10 1.4 荷载组合表计算情况是否自重水重静水浮托渗透土压浪压地震动水上部上部 计算 压力力力力力作用作用恒载活载完建情况1.05-1.201.20-1.051.20单孔检修1.051.201.001.001.201.201.20-1.051.20设计情况1.051.201.001.001.201.201.20-1.051.20校核情况1.051.201.001.001.201.201.20-1.051.20地震情况1.051.201.001.001.201.201.201.001.001.051.20 1.5 稳定性验算系数计算情况地基不均匀系数允许值抗滑移稳定安全系数允许值抗浮安全系数完建情况2.001.25-单孔检修2.001.101.05设计情况1.501.25-校核情况2.001.10-地震情况2.001.05-1.6 上部竖向荷载1.6.1 各工况都有的荷载 闸墩编号：1,2编号集中力（kN）x(m)z(m)荷载性质备注160.00-1.0004.000恒载1.6.2 单个况才有的荷载 荷载个数：0 1.7 上部水平荷载1.7.1 各工况都有的荷载 荷载个数：0 1.7.2 单个况才有的荷载 荷载个数：0 2 计算内容 1）荷载统计 2）闸室稳定性验算：抗滑移验算、最大最小地基反力比值验算、抗浮验算 3）桩承载力验算：竖向承载力验算、水平承载力验算 4）底板承台设计 5）桩身设计 3 荷载标准值和弯矩标准值计算 符号正负定义： 1、竖向荷载向上为负、向下为正； 2、水平荷载顺水流方向为正； 3、用右手准则判定，产生的弯矩方向大拇指指向x（y）正向方向为正； 4、力臂正负：和坐标系一致，作用在x（y、z）正向为正。3.1 竖向荷载计算 1、闸墩自重 1）中闸墩 G1=0.0000=0.000(kN) 2）边（缝）闸墩 G2=369.5662=739.133(kN) 3）全部闸墩自重G G=0.000+739.133=739.133(kN) 2、底板自重G G=19.307.001.2025.00=4053.000(kN) 3、水重 水的容重：10kN/m3 净宽(m)盛水段长(m)水深(m)水重(kN)单孔检修-未检修孔上游0.002.502.800.00下游0.004.502.000.00 检修孔上游18.101.502.80760.20下游18.104.502.001629.00设计洪水位情况上游18.102.502.801267.00下游18.104.502.001629.00校核洪水位情况上游18.102.503.101402.75下游18.104.503.102524.95地震作用情况上游18.102.502.801267.00下游18.104.502.001629.00 4、渗透力 上游端部渗下游端部渗总的渗透力 透力(kPa)透力(kPa)(kN)完建情况5.000.70-385.03单孔检修5.000.70-385.03设计洪水位情况5.000.70-385.03校核洪水位情况5.000.70-385.03地震作用情况5.000.70-385.03 5、浮力 水深(m)总浮力(kN)单孔检修3.20-4323.20设计洪水位情况3.20-4323.20校核洪水位情况4.30-5809.30地震作用情况3.20-4323.203.2 水平荷载计算 1、上游水压力 止水上水深止水下水深止水上水压力止水下水压力上游总水压力 (m)(m)(kN)(kN)(kN)单孔检修2.801.20756.56717.961474.52设计洪水位情况2.801.20756.56717.961474.52校核洪水位情况3.101.20927.36972.721900.08地震作用情况2.801.20756.56717.961474.52 2、下游水压力 下游水压力(kN)单孔检修-996.27设计洪水位情况-996.27校核洪水位情况-1792.39地震作用情况-996.27 3、水平地震作用 计算公式：Fi=hGRii/g 其中：h=0.98 GRi(kN)1F1(kN)底板4053.001.00101.33边闸墩739.131.4727.13中闸墩0.000.000.00工作门20.001.500.75上检修门0.003.000.00下检修门0.000.000.00交互的上部竖向恒载 160.002.003.00 260.002.003.00合计4932.1310.97135.20 4、动水压力 水产生的动水压力：F0=0.65h0H02B 上游水深(m)上游动水压力(kN)下游水深(m)下游动水压力(kN)地震作用情况2.80241.212.00123.073.3 荷载统计 1) 完建情况荷载名称竖向荷载(kN)水平荷载(kN)力臂dx(m)力臂dz(m)My(kN.m)中闸墩0.000.000.00边（缝）闸墩739.13-0.19-143.60底板4053.000.000.00工作门20.00-0.80-16.00上检修门0.00-2.00-0.00下检修门0.000.000.00渗透力-385.03-0.88338.88上部竖向荷载 1-160.00-1.005.20-60.00上部竖向荷载 2-160.00-1.005.20-60.00合计4547.100.0059.28 2) 单孔检修 从闸室左侧算起 第1孔检修时：荷载名称竖向荷载(kN)水平荷载(kN)力臂dx(m)力臂dy(m)力臂dz(m)Mx(kN.m)My(kN.m)中闸墩0.000.000.00边（缝）闸墩739.13-0.19-143.60底板4053.000.000.00工作门20.00-0.80-16.00上检修门0.00-2.00-0.00下检修门0.000.000.00未检修孔上游水重0.00-2.25-1.#J0.00-0.00 下游水重0.001.25-1.#J0.000.00检修孔 上游水重760.20-2.750.00-0.00-2090.55 下游水重1629.001.250.00-0.002036.25浮力-4323.200.000.00渗透力-385.03-0.88338.88上游止水以上水压力756.562.131613.99上游止水以下水压力717.960.56402.98下游止水以下水压力-996.271.06-1057.28浪压力3.323.4011.28上部竖向荷载 1-160.00-1.005.20-60.00上部竖向荷载 2-160.00-1.005.20-60.00合计2613.10481.570.00975.963) 设计洪水位情况荷载名称竖向荷载(kN)水平荷载(kN)力臂dx(m)力臂dz(m)My(kN.m)中闸墩0.000.000.00边（缝）闸墩739.13-0.19-143.60底板4053.000.000.00工作门20.00-0.80-16.00上检修门0.00-2.00-0.00下检修门0.000.000.00上游水重1267.00-2.25-2850.75下游水重1629.001.252036.25浮力-4323.200.000.00渗透力-385.03-0.88338.88上游止水以上水压力756.562.131613.99上游止水以下水压力717.960.56402.98下游止水以下水压力-996.271.06-1057.28浪压力3.323.4011.29上部竖向荷载 1-160.00-1.005.20-60.00上部竖向荷载 2-160.00-1.005.20-60.00合计3119.90481.57215.774) 校核洪水位情况荷载名称竖向荷载(kN)水平荷载(kN)力臂dx(m)力臂dz(m)My(kN.m)中闸墩0.000.000.00边（缝）闸墩739.13-0.19-143.60底板4053.000.000.00工作门20.00-0.80-16.00上检修门0.00-2.00-0.00下检修门0.000.000.00上游水重1402.75-2.25-3156.19下游水重2524.951.253156.19浮力-5809.300.000.00渗透力-385.03-0.88338.88上游止水以上水压力927.362.232071.11上游止水以下水压力972.720.57555.84下游止水以下水压力-1792.391.43-2560.72浪压力3.323.4011.29上部竖向荷载 1-160.00-1.005.20-60.00上部竖向荷载 2-160.00-1.005.20-60.00合计2665.50111.01136.805) 地震作用情况荷载名称竖向荷载(kN)水平荷载(kN)力臂dx(m)力臂dz(m)My(kN.m)中闸墩0.000.000.00边（缝）闸墩739.13-0.19-143.60底板4053.000.000.00工作门20.00-0.80-16.00上检修门0.00-2.00-0.00下检修门0.000.000.00上游水重1267.00-2.25-2850.75下游水重1629.001.252036.25浮力-4323.200.000.00渗透力-385.03-0.88338.88上游止水以上水压力756.562.131613.99上游止水以下水压力717.960.56402.98下游止水以下水压力-996.271.06-1057.28浪压力3.323.4011.29水平地震作用力135.201.31177.75动水压力364.282.36861.03上部竖向荷载 1-160.00-1.005.20-60.00上部竖向荷载 2-160.00-1.005.20-60.00合计3119.90981.051254.554 荷载设计值1) 完建情况荷载名称竖向荷载（kN）水平荷载（kN）My（kN.m）中闸墩0.000.00边（缝）闸墩776.09-150.78底板4255.650.00工作门21.00-16.80上检修门0.00-0.00下检修门0.000.00渗透力-462.04406.65上部竖向荷载 1-163.00-63.00上部竖向荷载 2-163.00-63.00合计4716.700.00113.072) 单孔检修 从闸室左侧算起 第1孔检修时：荷载名称竖向荷载（kN）水平荷载（kN）Mx（kN.m）My（kN.m）中闸墩0.000.00边（缝）闸墩776.09-150.78底板4255.650.00工作门21.00-16.80上检修门0.00-0.00下检修门0.000.00未检修孔上游水重0.000.00-0.00 下游水重0.000.000.00检修孔 上游水重912.24-0.00-2508.66 下游水重1954.80-0.002443.50浮力-4323.200.00渗透力-462.04406.65上游止水以上水压力756.561613.99上游止水以下水压力717.96402.98下游止水以下水压力-996.27-1057.28浪压力3.9813.54上部竖向荷载 1-163.00-63.00上部竖向荷载 2-163.00-63.00合计3260.54482.240.001021.153) 设计洪水位情况荷载名称竖向荷载（kN）水平荷载（kN）My（kN.m）中闸墩0.000.00边（缝）闸墩776.09-150.78底板4255.650.00工作门21.00-16.80上检修门0.00-0.00下检修门0.000.00上游水重1520.40-3420.90下游水重1954.802443.50浮力-4323.200.00渗透力-462.04406.65上游止水以上水压力756.561613.99上游止水以下水压力717.96402.98下游止水以下水压力-996.27-1057.28浪压力3.9813.55上部竖向荷载 1-163.00-63.00上部竖向荷载 2-163.00-63.00合计3868.70482.24108.924) 校核洪水位情况荷载名称竖向荷载（kN）水平荷载（kN）My（kN.m）中闸墩0.000.00边（缝）闸墩776.09-150.78底板4255.650.00工作门21.00-16.80上检修门0.00-0.00下检修门0.000.00上游水重1683.30-3787.42下游水重3029.943787.42浮力-5809.300.00渗透力-462.04406.65上游止水以上水压力927.362071.11上游止水以下水压力972.72555.84下游止水以下水压力-1792.39-2560.72浪压力3.9813.55上部竖向荷载 1-163.00-63.00上部竖向荷载 2-163.00-63.00合计3620.64111.68192.865) 地震作用情况荷载名称竖向荷载（kN）水平荷载（kN）My（kN.m）中闸墩0.000.00边（缝）闸墩776.09-150.78底板4255.650.00工作门21.00-16.80上检修门0.00-0.00下检修门0.000.00上游水重1520.40-3420.90下游水重1954.802443.50浮力-4323.200.00渗透力-462.04406.65上游止水以上水压力756.561613.99上游止水以下水压力717.96402.98下游止水以下水压力-996.27-1057.28浪压力3.9813.55水平地震作用力135.20177.75动水压力364.28861.03上部竖向荷载 1-163.00-63.00上部竖向荷载 2-163.00-63.00合计3868.70981.721147.705 闸室稳定验算5.1 闸室底应力验算5.1.1 基底反力计算 依据：水闸设计规范（SL265-2016）7.3.4。 计算公式： 顺水流方向闸底板长度L= L1+L2=2.504.50=7.00m 闸基底板面积：A=BL=19.307.00=135.10m2 截面抵抗矩Wx= LBB/6=7.0019.3019.30/6=434.57m3 截面抵抗矩Wy= BLL/6=19.307.007.00/6=157.62m3 基底反力计算：标准值G(kN)Mx(kN.m)My(kN.m)Pkmin(kPa)Pkmax(kPa)完建情况4547.1059.2833.2834.03单孔检修(孔1)2613.100.00975.9613.1525.53设计洪水位情况3119.90215.7721.7224.46校核洪水位情况2665.50136.8018.8620.60地震作用情况3119.901254.5515.1331.055.1.2 闸底最大最小应力验算 Pkmax/Pkmin地基不均匀系数允许值结论完建情况1.022.00满足单孔检修(孔1)1.942.00满足设计洪水位情况1.131.50满足校核洪水位情况1.092.00满足地震作用情况2.052.00不满足5.2 闸室抗滑移稳定性验算 闸室抗滑移稳定系数应该满足下式要求： 式中： f闸基底面与地基之间的摩擦系数，用户交互； n1桩土分担比例； G作用在闸室上的全部竖向荷载（包括扬压力），都采用标准值（kN）； n桩数； Rha单桩水平承载力特征值（kN），由用户交互； H作用在闸室上的全部水平荷载，都采用标准值（kN）； Kc抗滑移安全系数的允许值，由用户交互。 Rha=30.00kN，n=60, n1=1.00 G(kN)H(kN)KcKc结论完建情况4547.100.00-1.25满足单孔检修(孔1)2613.10481.573.741.10满足设计洪水位情况3119.90481.573.741.25满足校核洪水位情况2665.50111.0116.211.10满足地震作用情况3119.90981.051.831.05满足5.3 抗浮验算 依据：水闸设计规范（SL265-2016）7.3.16。 Kf=2.8291.050, 满足5.4 桩尖平面地基承载力验算5.4.1 桩尖平面修正后特征承载力计算 根据建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011) 式5.2.4 计算 5.4.2 承载力验算 桩尖平面地基承载力应该满足下式要求： 式中： pkmax闸室基底应力的最大值（kPa）； pkmin闸室基底应力的最小值（kPa）； G作用在闸室上的全部竖向荷载（包括扬压力），都采用标准值（kN）； G闸室底部至桩尖平面处之间土和桩自重（kN）； A桩外包平面的面积（m2）； Mx、My作用在闸室上的全部竖向和水平荷载对于基础底面形心轴x、y的力矩（kN.m），右手准则方向为x和y；Wx、Wy桩外包平面对该平面形心轴x、y的截面矩（m3）。 GGG+GMxMyPkPkmax结论完建情况4547.108049.2112596.310.0059.28131.47132.18满足单孔检修(孔1)2613.108049.2110662.310.00975.96111.28122.92满足设计洪水位情况3119.908049.2111169.110.00215.77116.57119.15满足校核洪水位情况2665.508049.2110714.710.00136.80111.83113.46满足地震作用情况3119.908049.2111169.110.001254.55116.57131.54满足6 桩基础验算6.1 竖向承载力验算 6.1.1 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值计算 修正后的基桩竖向承载力特征值： 基桩所对应的承台底净面积Ac： 不考虑地震作用时 考虑地震作用时 式中： c承台效应系数，用户交互； Ra 单桩竖向承载力特征值，用户交互（kN）； fak承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值； Ac 计算基桩所对应的承台底净面积； Aps桩身截面面积； A承台计算域面积，承台总面积； a地基抗震承载力调整系数。 竖向承载力验算： 地震工况时 轴心竖向力作用下：NEK1.25R=175.71kN。 偏心竖向力作用下：NEKmax1.5R=210.85kN。 非地震工况时 轴心竖向力作用下：NkR=146.10kN。 偏心竖向力作用下：Nkmax1.2R=175.31kN。6.1.2 竖向承载力计算 轴心竖向力作用下： Nk(kN)结论完建情况75.78满足设计洪水位情况52.00满足校核洪水位情况44.42满足地震作用情况52.00满足 偏心竖向力作用下： (荷载单位：kN)桩编号完建情况设计洪水位情况校核洪水位情况地震作用情况结论174.9448.9242.4734.08满足274.9448.9242.4734.08满足374.9448.9242.4734.08满足474.9448.9242.4734.08满足574.9448.9242.4734.08满足674.9448.9242.4734.08满足774.9448.9242.4734.08满足874.9448.9242.4734.08满足974.9448.9242.4734.08满足1074.9448.9242.4734.08满足1175.2850.1543.2541.25满足1275.2850.1543.2541.25满足1375.2850.1543.2541.25满足1475.2850.1543.2541.25满足1575.2850.1543.2541.25满足1675.2850.1543.2541.25满足1775.2850.1543.2541.25满足1875.2850.1543.2541.25满足1975.2850.1543.2541.25满足2075.2850.1543.2541.25满足2175.6251.3844.0348.41满足2275.6251.3844.0348.41满足2375.6251.3844.0348.41满足2475.6251.3844.0348.41满足2575.6251.3844.0348.41满足2675.6251.3844.0348.41满足2775.6251.3844.0348.41满足2875.6251.3844.0348.41满足2975.6251.3844.0348.41满足3075.6251.3844.0348.41满足3175.9552.6144.8255.58满足3275.9552.6144.8255.58满足3375.9552.6144.8255.58满足3475.9552.6144.8255.58满足3575.9552.6144.8255.58满足3675.9552.6144.8255.58满足3775.9552.6144.8255.58满足3875.9552.6144.8255.58满足3975.9552.6144.8255.58满足4075.9552.6144.8255.58满足4176.2953.8545.6062.75满足4276.2953.8545.6062.75满足4376.2953.8545.6062.75满足4476.2953.8545.6062.75满足4576.2953.8545.6062.75满足4676.2953.8545.6062.75满足4776.2953.8545.6062.75满足4876.2953.8545.6062.75满足4976.2953.8545.6062.75满足5076.2953.8545.6062.75满足5176.6355.0846.3869.92满足5276.6355.0846.3869.92满足5376.6355.0846.3869.92满足5476.6355.0846.3869.92满足5576.6355.0846.3869.92满足5676.6355.0846.3869.92满足5776.6355.0846.3869.92满足5876.6355.0846.3869.92满足5976.6355.0846.3869.92满足6076.6355.0846.3869.92满足6.2 水平承载力验算 Rh=30.00 水平荷载Hk结论完建情况0.00满足设计洪水位情况8.03满足校核洪水位情况1.85满足地震作用情况16.35满足7 底板内力配筋计算7.1 桩顶反力 （基本组合）桩编号完建情况设计洪水位情况校核洪水位情况地震作用情况177.0062.9257.5948.08277.0062.9257.5948.08377.0062.9257.5948.08477.0062.9257.5948.08577.0062.9257.5948.08677.0062.9257.5948.08777.0062.9257.5948.08877.0062.9257.5948.08977.0062.9257.5948.081077.0062.9257.5948.081177.6463.5458.6954.641277.6463.5458.6954.641377.6463.5458.6954.641477.6463.5458.6954.641577.6463.5458.6954.641677.6463.5458.6954.641777.6463.5458.6954.641877.6463.5458.6954.641977.6463.5458.6954.642077.6463.5458.6954.642178.2964.1759.7961.202278.2964.1759.7961.202378.2964.1759.7961.202478.2964.1759.7961.202578.2964.1759.7961.202678.2964.1759.7961.202778.2964.1759.7961.202878.2964.1759.7961.202978.2964.1759.7961.203078.2964.1759.7961.203178.9364.7960.8967.763278.9364.7960.8967.763378.9364.7960.8967.763478.9364.7960.8967.763578.9364.7960.8967.763678.9364.7960.8967.763778.9364.7960.8967.763878.9364.7960.8967.763978.9364.7960.8967.764078.9364.7960.8967.764179.5865.4162.0074.324279.5865.4162.0074.324379.5865.4162.0074.324479.5865.4162.0074.324579.5865.4162.0074.324679.5865.4162.0074.324779.5865.4162.0074.324879.5865.4162.0074.324979.5865.4162.0074.325079.5865.4162.0074.325180.2366.0363.1