上海LNG液化天然气接收站工程取水口深基坑.docx

目 录 一、概述3二、设计依据、标准规范及计算软件32.1.设计依据32.2.标准规范32.3.计算软件3三、工程概况43.1工程概况43.2工程地质条件4四、工程材料5五、结构计算55.1计算结构简图55.2基坑施工期内力计算85.2.1 计算原则85.2.2 围护结构设计85.2.3 基坑施工期内力计算结果85.2.4 钢支撑及钢围檩计算455.2.5 内支撑的平面内力与变形计算515.3基坑使用期内力计算1935.3.1 计算原则1935.3.2 围护结构设计1945.3.3基坑使用期内力计算结果1942一、概述本计算书包括上海LNG液化天然气接收站工程取水口深基坑有关计算。二、设计依据、标准规范及计算软件2.1. 设计依据1) 本工程设计委托书；2) 上海液化天然气有限公司接收站项目3000区、4000区岩土工程勘察报告（中国化学工程南京岩土工程公司，2007.5）2.2. 标准规范1) 上海市标准基坑工程设计规程（DBJ-61-97）2) 高压旋喷注浆施工操作技术规程（HG/T 20691-2006）3) 高压旋喷注浆技术规程（YSJ 210-1992）4) 港口工程荷载规范（JTJ 215-98）5) 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）6) 钢结构设计规范（GB50017-2003）7) 建筑钢结构焊接技术规程（JGJ 81-2002 J 218-2002）8) 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）9) 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）10) 建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）11) 钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2002）12) 上海市标准基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）13) 港口工程灌注桩设计与施工规程（JTJ248-2001）14) 港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267-98）15) 国家及其它现行有关规范、规程及标准2.3. 计算软件1) 基坑支护采用理正深基坑支护设计软件5.41版；2) 高桩码头纵梁计算软件，中交四航院。3) 灌注桩配筋计算软件，中交四航院。三、工程概况3.1 工程概况本工程为上海LNG液化天然气接收站工程的海水取水口，海水取水口是上海LNG项目重要的组成部分之一，该工程主要功能是为液化天然气提供升温气化的海水，其土建部分由海水取水管、过滤池、泵站前池，泵站进水间等建筑物组成。基坑长49.6米，宽1633米，深约13米。基坑围护结构采用灌注桩+内支撑体系，灌注桩外侧施打高压旋喷桩进行止水。3.2 工程地质条件1、地形地貌此区域为削山填海、吹填砂土并夯实，形成了目前的建筑场地，且已经整平，整平后的高程为6.777.57m，高差0.80m，场地起伏不大。2、岩土层分布及特征根据已有地质资料，场地地基岩土自上而下可分为：0A层素填土（Qml），灰黄色，主要由风化岩石碎块、碎屑及少量粉质粘土组成，岩石碎块直径一般520cm，最大超过40cm，土质不均匀，厚度变化较大，填土年限约一年。普遍分布。0B层吹填砂（Qml），灰黄色，主要由粉砂组成，含云母、贝壳及少量有机质，中密状态，吹填年限约一年。大部分布。1C层中砂，灰黄色，中密密实，含少量腐植物及贝壳碎片，夹粘性土层，局部夹少量卵砾石，饱和。4B层中风化辉长岩（53）：黄灰绿灰色，成分主要为辉石和长石，辉长结构，块状构造；原山体爆破整平区域内地表下约1.5m受开山爆破作用的影响较强，岩芯呈碎块状，取芯率较低，下部受爆破作用的影响较弱，岩芯呈短柱状，取芯率约80%，岩芯长度大于10cm者较少，风化裂隙发育，主要的裂隙有两组，其倾角分别为10o和70o，偶见一组45o的裂隙，裂隙表面有棕黄、棕褐色渲染。属较软岩较硬岩，完整程度较破碎，岩体基本质量等级为级。岩土层分布及指标详见相关的勘察报告。3、地下水地下水属潜水，主要赋存在0A、0B、1C层内，水位主要受海水涨落潮及大气降水等因素影响。地下水与海水存在密切的水力联系。勘察期间测得水位埋深为3.053.75m，相应高程为3.633.90m。四、工程材料1、混凝土灌注桩：C35砼；冠梁、砼支撑：C40级。2、钢筋（1）、钢筋：热轧钢筋I、II级，材质必须符合现行国家标准和行业标准的规定。（2）、内支撑采用外径600mm钢管，壁厚16mm；围檩为2根工63c型钢及Q235钢板组合而成。钢筋、钢板及型钢等其性能和质量应符合普通碳素结构钢技术条件（GB799-88）的规定，并应有各项性能的质量证明书或检验报告。（3）、焊条：HPB235级钢筋及Q235钢的焊接采用E43XX系列型焊条；HRB335钢筋的焊接采用E50XX系列型焊条；HRB400钢筋焊接采用E55XX系列型焊条。焊条的性能和质量应符合国家现行标准。3、保护层灌注桩：75mm；冠梁：75mm；钢筋混凝土支撑：75mm。 五、结构计算5.1 计算结构简图基坑支护计算简图如下： 5.2 基坑施工期内力计算5.2.1 计算原则1) 支护结构构件受荷后不发生强度破坏；2) 基坑安全等级为一级；3) 采用理正深基坑支护设计软件 5.41版，矩形荷载模式，按增量法计算。4) 施工期计算时考虑外侧水位为+6.66m（绝对标高，即从地面起1.20m深度的位置）。（注：地面绝对标高为+7.86m）5.2.2 围护结构设计根据工程所处的环境、工程、水文地质条件以及基坑深度，基坑围护结构采用灌注桩加内支撑的支护形式。基坑长49.6米，宽1633米，深约13米。围护结构采用1200mm灌注桩，桩距1.35m，灌注桩的嵌固深度为进入中风化岩4m。桩间止水采用900mm旋喷桩。基坑开挖期间，基坑内设置3道支撑加2道换撑，第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，支撑断面为800×1000mm。第二、三道支撑采用600mm的钢管，钢管壁厚16mm；支撑水平间距34m；另外在基坑角部设置斜撑，钢围檩采用2I63C工字钢。灌注桩顶部设1500×2000mm冠梁，第一道钢筋砼支撑作用于冠梁上。5.2.3 基坑施工期内力计算结果（1）钻孔Z4计算结果- 支护方案 -排桩支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程上海市基坑工程设计规程 DBJ 08-61-97基坑等级一级基坑深度H(m)13.500嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)0.000桩直径(m)1.200桩间距(m)1.350混凝土强度等级C30有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 1.500 冠梁高度(m) 2.500 水平侧向刚度(MN/m) 0.000防水帷幕无放坡级数 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)128.000- 土层信息 -土层数 5坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)13.500外侧水位深度(m)1.200内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m)0.000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2.7319.99.95.0025.002粉砂4.9019.89.88.0030.003素填土3.4019.99.95.0025.004中砂1.4019.49.410.0030.005中风化岩10.0022.012.0500.0040.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.05.0025.00分算10.50-260.07.0025.00分算10.70-360.04.0024.00分算9.52-460.08.0025.00分算10.80-5120.0500.0040.00合算120.00- 支锚信息 -支锚道数3支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑1.0000.800-2内撑1.0004.000-3内撑1.0004.000-支锚预加力支锚刚度锚固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)10.00120.00-2-2500.0050.00-412-3500.0050.00-610- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.5001.2001.00010000.0002粉砂分算1.5001.2001.00010000.0003素填土分算1.5001.2001.00010000.0004中砂分算1.5001.2001.00010000.0005中风化岩合算1.5001.2001.00010000.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 冠梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HRB3354D18As2HRB3352D16As3HPB235d8200- 腰梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HPB2351d12As2HPB2351d12As3HPB235d121- 截面计算 - 截面参数 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)75桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)17.50 内力取值 段内力类型弹性法经典法内力内力号 计算值计算值设计值实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)1036.401852.901211.301211.30基坑外侧最大弯矩(kN.m)1154.50547.231349.321349.32最大剪力(kN)745.16778.121024.601024.60段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33526D2298839613箍筋HRB335D121501508-1208 加强箍筋HRB335D142000154- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 7.984圆弧半径(m) R = 19.334圆心坐标X(m) X = -1.059圆心坐标Y(m) Y = 15.202- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的弯矩;注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 - 2 内撑 0.000 - 3 内撑 0.000 -Ks = 1.377 >= 1.200, 满足规范要求。（2）钻孔Z6计算结果- 支护方案 -排桩支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程上海市基坑工程设计规程 DBJ 08-61-97基坑等级一级基坑深度H(m)13.000嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)0.000桩直径(m)1.200桩间距(m)1.350混凝土强度等级C30有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 1.500 冠梁高度(m) 2.500 水平侧向刚度(MN/m) 0.000防水帷幕无放坡级数 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)128.000- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)13.000外侧水位深度(m)1.200内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m)0.000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3.1819.99.95.0025.002粉砂4.6019.89.88.0030.003素填土2.3019.99.95.0030.004中风化岩15.0022.012.0500.0040.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.05.0025.00分算10.50-260.07.0025.00分算10.70-360.04.0024.00分算9.52-4120.0500.0040.00合算120.00- 支锚信息 -支锚道数3支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑1.0000.800-2内撑1.0004.000-3内撑1.0004.000-支锚预加力支锚刚度锚固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)10.00120.00-2-2500.0050.00-412-3500.0050.00-610- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.5001.2001.00010000.0002粉砂分算1.5001.2001.00010000.0003素填土分算1.5001.2001.00010000.0004中风化岩合算1.5001.2001.00010000.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 冠梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HRB3354D18As2HRB3352D16As3HPB235d8200- 腰梁选筋结果 - 钢筋级别选筋As1HPB2351d12As2HPB2351d12As3HPB235d121- 截面计算 - 截面参数 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)75桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)17.00 内力取值 段内力类型弹性法经典法内力内力号 计算值计算值设计值实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)517.161017.19604.43604.43基坑外侧最大弯矩(kN.m)824.76268.55963.94963.93最大剪力(kN)755.50669.721038.821038.82段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33527D1868716786箍筋HRB335D121501508-1208 加强箍筋HRB335D142000154- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 8.838圆弧半径(m) R = 18.228圆心坐标X(m) X = -0.995圆心坐标Y(m) Y = 14.095- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的弯矩;注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 - 2 内撑 0.000 - 3 内撑 0.000 -Ks = 1.893 >= 1.200, 满足规范要求。（3）钻孔Z1计算结果- 支护方案 -排桩支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程上海市基坑工程设计规程 DBJ 08-61-97基坑等级一级基坑深度H(m)14.000嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)0.000桩直径(m)1.200桩间距(m)1.350混凝土强度等级C30有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 1.500 冠梁高度(m) 2.500 水平侧向刚度(MN/m) 0.000防水帷幕无放坡级数 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)120.000- 土层信息 -土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)14.000外侧水位深度(m)1.200内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m)0.000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3.0619.99.95.0025.002粉砂2.3019.89.88.0030.003素填土1.8019.99.95.0030.004中风化岩12.0022.012.0500.0040.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.05.0025.00分算10.50-260.07.0025.00分算10.70-360.04.0024.00分算9.52-4120.0500.0040.00合算120.00- 支锚信息 -支锚道数3支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)(°)(m)长度(m)