污水处理厂三期扩建工程勘察和设计-基坑支护计算书

污水处理厂三期扩建工程勘察和设计

基坑支护计算书

目录

1.设计资料.....................................................1

2.设计依据.....................................................2

3,基坑01200围护桩验算...........................................2

3.1.临空7.6M桩基（嵌固端1M厚土层+5.5M厚岩层）验算:..........2

3.2.临空7.6卜1桩基（嵌固端9.8M厚土层+5.5M厚岩层）验算........10

4.基坑坡率法放坡支护验算.......................................18

5.基坑钢管桩支护验算(D299X10@600)..........................20

6.折背式挡墙验算...............................................24

污水处理厂三期扩建工程勘察和设计

基坑支护计算书

1.设计资料

拟建污水处理厂三期扩建工程勘察和设计项目，本工程服务区域包括中和街道、乌杨

街道、平凯街道以及规划的西部新城片区。一期规模为1.2万m3/d,二期规模为1.8万m3/d。

秀山污水处理厂三期扩建工程，设计规模2.0万m3/d,位于秀山县梅江河下游迎风村牛石

滩，紧临二期工程南侧空地，本工程新增用地红线面积为7756.0m2,折合11.64亩。

本次设计范围为污水处理厂四周环境边坡支挡及场地内构筑物基坑边坡，环境边坡最

大高度约4nb工程安全等级为二级，永久边坡设计工作年限为50年。在A0生物池北侧、东

侧、南侧，高效沉淀池及滤布滤池西侧、北侧、南侧处产生深基坑，接触消毒池西侧、北

侧、南侧，为土质深基坑，基坑最大深度约7.6m,工程安全等级为二级，临时边坡设计工

作年限为2年。

本项目基坑支护计算主要包括坡率法放坡稳定性验算、桩板挡墙结构验算及基坑钢管

桩支护验算。

本项目位于现状梅江河流域内，根据地勘报告，梅江河重现期50年洪水位为344.96m,

50年洪水位高于部分水池基坑底，为保证基坑及主体施工安全，施工单位应做好施工组织

安排，避开雨季施工，做好暴雨等极端天气预警；同时做好基坑施工过程的抽排水措施，

基坑开挖回填需在1年内完成。故取天然岩土参数进行计算。

2.设计依据

《建筑边坡JL程技术规范》(GB50330-2013)；

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)；

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2015年版)；

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)；

《建筑边坡工程施工质量验收规范》DBJ/T50-100-2010；

《关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见》(渝建发

(2010)166号)。

《工程结构通用规范》(GB55001-2021)

《建筑与市政工程抗震通用规范》(GB55002-2021)

《建筑与市政地基基础通用规范》(GB55003-2021)

《混凝土结构通用规范》(GB55008-2021)

3.基坑01200围护桩验算

3.1.临空7.6m桩基(嵌固端1m厚土层+5.5m厚岩层)验算

基坑围护桩按照最不利临空7.6ni计算，桩直径01200,桩间距4m。

一、桩、板计算条件

1.总控制信息

路基型式路堑

地区类型一般地区

支护类型桩+板

结构重要性系数1.00

抗震设计烈度(度)

配筋计算

水平地震系数Kh

水上地震角(度)

水下地震角(度)

重要性修正系数Ci

综合影响系数Cz

2.坡线、土层和水位

1)坡线信息

坡线数1

坡线水平投影竖向投影坡线长坡线仰角荷载数

序号长(m)长(m)(m)(。)

120.000000020.0000.0001

坡线荷载：

荷载荷载类型PlP2XI(m)X2(m)

序号(kN,kN/m)(kN/m)

1-1分布力13.00010.0000.COO19.000

2)土层信息

桩前地面横坡无横坡桩前地面横坡角(度)0.000

桩后横坡角(度)0.000结构与土摩擦角(度)12.500

嵌固段以上土层数：1

序号地层地层重度浮重度粘聚力内摩擦综合内摩土摩阻计算

m,c,K承载KHnR

类型厚(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)角(°)擦角(。)力(kPa)方法

力(kPa)(MPa)

1土层7.60017.400--20.7908.33050.000m法

35.000130.000---

嵌固段土层数：3

序号地层地层重度浮重度粘聚力内摩擦综合内摩士摩阻计算m,r,K承载KH

nR

类型厚(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)角(。)擦角(°)力(kPa)方法力(kPa)

(MPa)

1土层1.00017.100--20.7908.330—50.000m法35.000130.000-

2岩层2.00024.200-0.00040.000——50.000K法120.000300.0000.500

0.30010.000

3岩层10.00026.900-一1309.00032.500--1248.000K法300.0006798.0000.500

0.30010.000

3.计算模型

1)桩前覆土模型：弹簧模型

imii

覆土感m

VW

wv

弹簧模型

4.桩信息

1)桩基本信息

桩前地面以上长度(m)7.600

嵌固点深度(m)0.000

悬臂长度(m)7.600

嵌固长度(m)6.500

截面形状圆形

桩径D(m)1.200

桩中心距(m)4.000

桩底支承条件自由

坡线数1

2)桩配筋信息

桩作用综合分项系数1.25

桩混凝土强度等级C30

桩纵筋合力点到外皮距离(mm)80

桩容重(kN/m3)25.00

桩纵筋级别HRB400

桩箍筋级别HRB400

5.板信息

1)板尺寸信息

桩间板类型直板

桩间板的种类数1

板的搭接长度(m)0.500

板类型号板厚(mm)板宽(m)板块数

13500.50015

2)板配筋信息

板作用综合分项系数1.250

混凝土强度等级C30

钢筋合力点到边缘距离(mm)25

板纵筋级别HRB400

板选筋钢筋直径16

6.结构上自定义荷载以及荷载组合

1)桩顶自定义荷载

桩顶自定义荷载数：0

2)桩荷载组合

［库仑土压力(一般)组合］

荷载号荷载名称是否参与调整系数

1桩自重1.00C

2桩顶恒载V1.00C

3桩顶活载1.00C

4桩后主动上压力1.00C

2)板荷载组合

［库仑土压力(一般)组合］

荷载号荷我名称是否参与调整系数

1板后主动土压力1.00C

二、桩计算结果

原始条件：

n---0---1

钢筋混凝土配筋计算依据：《混凝土结构设计规范GB50010-2010^

库仑土压力(般情况)

(-)桩身内力计算

按实际墙背计算得到：

第1破裂角：43.920(度)

Ea=163.054(kN)Ex=159.189(kN)Ey=35.291(kN)作用点到嵌固点距离Zy=1.766(m)

第1嵌固段地层计算方法：m法

第2嵌固段地层计算方法：K法

第3嵌固段地层计算方法：K法

背侧一一为挡土侧；面侧一一为非挡土侧。

背侧最大弯矩=1881.071(kN-m)距离桩顶9.400(m)

面侧最大弯矩=0.000(kN-m)距离桩顶0.000(m)

最大剪力=637.486(KN)距离桩顶7.600(m)

最大位移=-29(mm)

点号距顶距离弯矩剪力位移土反力

(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)

1-0.000-0.000-0.000-28.650.000

20.200-0.000-0.000-28.040.000

30.4000.000-0.000-27.430.000

40.6000000-0.000-26.820.000

50.8000000-0.000-26.210.000

61.0000.000-0.000-25.600.000

71.2000000-oono-24.99onon

81.4000.000-0.000-24.380.000

91.6000.000-0.000-23.770.000

101.8000.000-0.000-23.160.000

112.0000000-0.000-22.550.000

122.2000000-0.000-21.940.000

132.4000000-0.000-21.330.000

142.6000.000-0.000-20.720.000

152.8000.179-2.683-20.110.000

163.0001.311-8.931-19.500.000

173.2003.869-16.938-18.890.000

183.4008.204-26.707-18.280.000

193.60014.669-38.235-17.670.000

203.80023.615-51.525-17.070.000

214.00035.396-66.575-16.460.000

224.20050.362-83.385-15.850.000

234.40068.867-101.956-15.240.000

244.60091.262-122.288-14.630.000

254.800117,900-144.380-14.030.000

265.000149.131-168.232-13.420.000

275.200185,310-193.846-12.820.000

285.400226,787-221.219-12.220.000

295.600273,915-250.353-11.630.000

305.800327.046-281.248-11.030.000

316.000386.532-313.904-10.440.000

326.200452.725-348.320-9.860.000

336.400525,977-384.496-9.280.000

346.600606,640-422.433-8.710.000

356.800695.068-462.130-8.150.000

367.000791.610-503.589-7.590.000

377.200896.620-546.807-7.050.000

387.4001010450-591.786-6.520.000

397.G001133.452-G37.48G-G.00-0.000

407.8001260.742-628.828-5.50-38.479

418.0001384.983-607.322-5.01-70.138

428.2001503.670-575.570-4.54-90.221

438.4001615.211-539.432-4.09-92.281

448.6001719.443-468.765-3.66-94.341

458.8001802.717-338.969-3.26-390.922

469.0001855.031-193.244-2.88-345.065

479.2001880.015-65.102-2.52-302.116

489.4001881.07146.616-2.18-262.116

499.6001861.368143.079-1.88-225.068

509.8001823.840225.449-1.59-190.941

5110.0001771.189294.871-1.33-159.677

5210.2001705.891352.463-1.09-131.193

5310.4001630204399.306-0.88-105.389

5410.6001546.169449.234-0.68-82.144

5510.8061447.697509.251-0.51-151.876

5611.0121336.477561.488-0.35-104.411

5711.2181216.495595.510-0.21-62.505

5811.4241091.268613.480-0.09-25.662

5911.629963.886617.3580.026.639

60118^5837061608.88601234925

6112.041713.168589.5950.2059.723

6212.247594.287560.8000.2781.548

6312.453482.250523.6140.34100.894

6412.659378.681478.9530.39118.225

6512.865285.035427.5490.45133.973

6613.071202.632369.9690.50148.525

6713.276132.694306.6300.54162.226

6813.48276.372237.8220.58175.364

6913.68834.768163.7240.63188.174

7013.8948.95684.4360.67200.828

7114.100000021.7510.71213.434

桩底竖向合力=433.96(kX),桩底面积A=1.131(m2)

桩底所在十层承载力=6798.00(kPa)

(二)桩身配筋计算

点号距顶距离弯矩剪力全部纵筋箍筋

(m)(kN.m)(kN)(mm2)(mm2/m)

10.0001.0000.00062201007

20.2001.0000.00062201007

30.4001.0000.00062201007

40.6000.0000.00062201007

50.8000.OOO0.00062201007

61.0000.0000.00062201007

71.2000.0000.00062201007

81.4000.ODO0.00062201007

91.6000.ODO0.00062201007

101.8000.ODO0.00062201007

112.0000.ODO0.00062201007

122.2000.0900.00062201007

132.4000.0000.00062201007

142.6000.ODO0.00062201007

152.8000.224-3.35462201007

1G3.0001.G39-11.1G3G2201007

173.2004.836-21/p>

183.40010.255-33.38362201007

193.60018.336-47.79462201007

203.80029.519-64.40662201007

214.00044.245-83.21862201007

224.20062.953-104.23162201007

234.40086.034-127.44562201007

244.600114.078-152.86062201007

254.800147.375-180.47562201007

265.000186.414-210.29062201007

275.200231.637-242.30762201007

285.400283.484-276.52462201007

295.600342.394-312.94262201007

305.800408.807-351.56062201007

316.000483.165-392.38062201007

326.200565.906-435.39962201007

336.400657.471-480.62062201007

346.600758.300-528.04162201007

356.800868.834-577.66362201007

367.000989.512-629.48662201007

277.2001120.77550963121007

387.4001263.063-739.73371971007

397.6001416.815-796.85881681007

407.8001575.927-786.03591901007

418.0001731.229-759.152102011007

428.2001879.538-719.462111801007

438.4002019.014-674.290121101007

448.6002149.304-585.957129891007

458.8002253.397-423.712136971007

469.0002318.739-241.555141441007

479.2002350.019-81.377143581007

489.4002351.33958.271143671007

499.6002326.710178.849141981007

509.8002279.800281.811138771007

5110.0002213.986368.589134281007

5210.2002132.354440.579128741007

5310.4002037.755499.133122361007

5410.6001932.711561.543115331007

5510.8061809.621636.564107161007

5611.0121670.596701.86098051007

5711.2181520.619744.38788331007

5811.4241364.084766.85078331007

5911.6291204.858771.69768331007

6011.8351046.327761.10862201007

6112.041891.460736.99362201007

6212.247742.859701.00062201007

6312.453602.813654.51862201007

6412.659473.352598.69162201007

6512.865356.293534.43662201007

6613.071253.290462.46162201007

6713.276165.868383.28862201007

6813.48295.465297.27762201007

G913.G8843.460204.G55G2201007

7013.89411.196105.54562201007

7114.1000.00027/p>

桩配筋面积最终结果：

纵筋最大为14367(mm2)

抗剪箍筋最大为1007(mm2/m)

三、挡板计算结果

土压力

［板后土压力］

按实际墙背计算得到：

第1破裂角：43.920(度)

Ea=163.054(kN)Ex=159.189(kN)Ey=35.291(kN)作用点到嵌固点距离Zy=1.766(m)

板类型：直板

取单位宽度板长计算

板类型号：1

板的计算长度1=4.000-1.200+0.500=3.300(m)

板上荷载(取板段最大荷我力)：q=58.425(kN/m)

板下缘距顶距离：7.500(m)

板厚：b=350(mm)

［内力计算］

板上最大弯矩：M=ql2/8=79.531(kN•m)

板上最大剪力：V=ql/?=96.4fi1(kN)

板上支座反力：F=ql/2=96.401(kN)

［混凝土抗剪计算］

板作用综合分项系数：ks=1.250

剪力设计值：V=120.501(kN)

V<=0.7ftbh0=0.7X1.430X500.000X325.000=162662.484(N)=162.662(kN)

混凝上抗剪满足要求

［配筋计算］

板作用综合分项系数：ks=1.250

弯矩设计值：M=99.413(kN•m)

计算配筋面积:As=880(mm2)

板宽：B=0.500(m)

单块板上配筋面积：As=AsB=440(mm2)

控制配筋结果

板类型号单块板计算配筋面积(mm2)

1440

四、挡板断缝处验算

本项目基坑支护桩桩径为1.2m,最大桩心间距为4m,挡板断缝处挡板为1.4m高悬臂墙，挡板最深为现

状地面以下7.6m,

计算条件：

荷载条件：

均布恒载标准值：0.OOkN/m??活我准永久值系数：0.50

均布活载标准值：0.OOkN/m??支座弯矩调幅系数：100.0%

梁容重：25.00kN/m3??计算时考虑梁自重：不考虑

恒载分项系数：1.25????活载分项系数：1.00

计算简图：

几何尺寸及荷载标准值简图（单位mm）

计算内力:

里位说明：

W矩:kN.a%加

生筋面积

裂缝：神«:

学号1:跨长=1400BXH=350X1000

左中右

弯矩（一）:43.100-23.275-0.000

睢⑷:0.0000.0000.000

期力：133.00066.5000.000

±aiw：353535

TSJM：353535

上部织筋：700700700

下郃纵筋：700700700

m筋MV：445445445

上织支配：4616(804)4E16C804)4616(804)

下级支配：4616(804)4816(804)4516(804)

籀筋女SS：dl2t250(2)(905)dl2«250(2)(905)dl2«25O(2)(905)

膊筋实配：6dl2(679)6dl2(679)6312(679)

上支配筋率：0.2第0.2然0.231

下实配筋率：0.2然0.23»0.2K

籁筋配筋率：0.26»0.2610.261

裂缝：0.0370.0090.000

皆矩⑴准永久值：0.0000.0000.000

碉6㈠准永久值:-74.480-18.620-0.000

接度：-0.0000.0730.305

最大裂缝：0.037BB<0,400M

305*a<14.000Mi(2X1400/200悬挑)

本聘计JT通过.

根据计算，挡板配筋面积为700nlm2,实际配筋为5E16（1005.5田产），实际配筋面积

1005.5mm2>700mm2。

综上，挡板断缝处设置满足规范要求。

地基横向承载力计算：

根据设计图纸，嵌入稳定岩层内最不利桩长为6.5m,1/3（即基坑底下2.22处地基

横向承载力为3777KPa（如下表）大于桩在该处的最大横向压应力190.941KPa,满足规范

要求。

L±JE=3

石层

3777fa地基土的水平承载力特征值（kPa）

0.5KH在水平方面的换算系数，根据岩层构造可采用0.5~1.0

0.3犷减系数，眼据岩层的裂缝、风化及软化程度可来用0・32.45

25180frk岩石天然单抽极限杭卡强度的标准侑（kPa）

经过计算，基坑支护桩板挡墙满足规范要求。

3.2.临空7.6m桩基（嵌固端9.8m厚土层+5.5m厚岩层）验算

基坑围护桩按照最不利临空7.6m计算，桩直径。1200,桩间距4m。

桩、板计算条件

1.总控制信息

路基型式路堤

地区类型般地区

支护类型桩+板

结构重要性系数1.00

抗震设计烈度(度)

配筋计算

水平地震系数Kh

水上地震角(度)

水下地震角(度)

重要性修正系数Ci

综合影响系数Cz—

2.坡线、土层和水位

1)坡线信息

坡线数1

坡线水平投影竖向投影坡线长坡线仰角荷载数

序号长(m)长(m)(m)(°)

120.0000.00020.0000.C001

坡线荷载：

荷载荷我类型PlP2XI(m)X2(m)

序号(kN,kN/m)(kN/m)

1-1分布力1100010.0000.COO19.000

2)土层信息

桩前地面横坡无横坡桩前地面横坡角(度)0.000

桩后横坡角(度)0.000结构与土摩擦角(度)12.500

嵌固段以上土层数：1

序号地层地层重度浮重度粘聚力内摩擦综合内摩土摩阻计算

m,c,K承载KIInR

类型厚(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)角(°)擦角(。)力(kPa)方法

力(kPa)(MPa)

1土层7.60017.400一-20,7908.33050.000m法

35.000130.000———

嵌固段土层数：3

序号地层地层重度浮重度粘聚力内摩擦综合内摩土摩阻计算in,c,K承载KII

nR

类型厚(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)角(°)擦角(°)力(kPa)方法力(kPa)

(MPa)

1土层9.80017.400一-20.7908.330--50.000m法35.000130.000——

2岩层2.20024.200--0.00040.000--50.000K法120.000300.0000.500

0.30010.000

3岩层10.00026.900—1309.00032.500--1248.000K法300.0006798.0000.500

0.30010.000

3.计算模型

1)桩前覆土模型：弹簧模型

弹簧模型

4.桩信息

1)桩基本信息

桩前地面以上长度(m)7.600

一固点深度(20.000

悬臂长度(m)7.600

嵌固长度(m)15.300

截面形状圆形

桩径D(m)1.200

桩中心距(m)4.000

桩底支承条件自由

坡线数1

2)桩配筋信息

桩作用综合分项系数1.25

桩混凝土强度等级C30

桩纵筋合力点到外皮距离(mm)80

桩容重(kN/m3)25.00

桩纵筋级别IIRB400

桩箍筋级别HRB400

5.板信息

1)板尺寸信息

桩间板类型直板

桩间板的种类数1

板的搭接长度(m)0.500

板类型号板厚(加)板宽(m)板块数

13500.50015

2)板配筋信息

板作用综合分项系数1.250

混凝土强度等级C30

钢筋合力点到边缘距离(mm)25

板纵筋级别HRB400

板选筋钢筋直径14

6.结构上自定义荷载以及荷载组合

1)桩顶自定义荷载

桩顶自定义荷载数：0

2)桩荷载组合

［库仑土压力(一般)组合］

荷载号荷载名称是否参与调整系数

1桩自重V1.00C

2桩顶恒载J1.00C

3桩顶活载J1.00C

4桩后主动土压力V1.00C

2)板荷载组合

［库仑土压力(一般)组合］

荷载号荷载名称是否参与调整系数

1板后主动土压力V1.00C

原始条件:

n

库仑土压力(一般情况)

(-)桩身内力计算

按实际墙背计算得到：

第1破裂角：43.920(度)

Ea=163.054(kN)Ex=159.189(kN)Ey=35.291(kN)作用点到嵌固点距离Zy=1.766(m)

第1嵌固段地层计算方法：m法

第2嵌固段地层计算方法：K法

第3嵌固段地层计算方法：：＜法

背侧一一为挡土侧；面侧一一为非挡土侧。

背侧最大弯矩=2250.839(kN-m)距离桩顶10.800(m)

面侧最大弯矩=60.477(kX-m)距离桩顶19.200(m)

最大剪刀=635.999(kN)距离桩顶7.600(m)

最大位移=-50(mm)

点号距顶距离弯矩剪力位移土反力

(m)(kM-m)(kN)(mrn)(kPa)

1-0.0000.0000.000-50.100.000

20.200-0.0000.000-49.160.000

30.4000.000-0.000-48.210.000

40.6000.000-0.000-47.260.000

50.8000.000-0.000-46.310.000

61.0000.000-0.000-45.360.000

71.2000.000-0.000-44.420.000

81.400