J-01设计说明

1重庆市轨道交通四号线一期工程土建工程五标黑石子站下穿轨道涵洞结构工程施工图设计总说明1设计概况1.1设计内容：1）涵洞主体设计涵洞结构采用内空2.5m×2.5m及1.0m×2.5m双孔箱涵，涵洞长46m。2）基坑支护设计涵洞基坑两侧支护结构设计。1.2结构设计技术标准（因结构位于轨道区间下部，技术指标均参考轨道）（1）结构的设计使用年限100年。建筑结构的安全等级一级，。地基基础设计等级乙级。建筑抗震设防类别乙类。（2）结构按抗震设防烈度按6度进行抗震设计，按7度采取抗震措施，结构抗震等级为三级，以提高结构和接头处的整体抗震能力。（3）地下结构中露天或临土混凝土构件的环境类别为二b类，结构内部混凝土构件的环境类别为一类。（4）钢筋混凝土构件（不含临时构件）正截面的裂缝控制等级一般为三级，即允许出现裂缝，裂缝宽度：迎水面不大于0.2mm，其它部位不大于0.3mm。（5）基坑变形控制保护等级为一级，地面最大沉降量≤0.15%H；围护结构最大水平位移≤0.25%H，且≤30mm，其中H为基坑开挖深度。另外，地面沉降和支护结构的最大水平位移还应满足邻近地面建筑和地下管线变形控制对其的要求。1.3荷载及地震作用1.3.1荷载主要使用荷载：涵洞覆土厚度≤12.0m，土容重≤20kN/m3。箱涵段位置详水施总平面图。作用在箱涵顶的荷载除覆土外，作用在其上的活荷载按1m厚土柱考虑。2.4.2抗震设防有关参数（1）抗震设防烈度：6度与设计地震分组：第一组；（2）设计基本地震加速度值：0.05g；（3）建筑场地类别：Ⅱ类；（4）设计特征周期：0.3S。3设计依据3.1主要设计规范、规程和标准（1）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）2014年版（2）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）（3）《地铁设计规范》（GB50157-2013）（4）《给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程》（CECS145：2002）（5）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（7）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）（8）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）（9）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（10）《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)（11）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)（12）《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJD63-2007)（13）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）（14）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）（15）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）（16）《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）（17）《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004)（18）《爆破安全规程》（GB6722-2011）；（19）《建筑基坑边坡支护技术程》（JGJ120-2012）（20）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2011）；尚应执行现行国家及工程所在地区的有关规范和规程。3.3工程地质勘察报告。3.3.1地形地貌拟建场地所处地形地貌宏观上属构造剥蚀浅丘地貌，因地处施工区，人类活动频繁，原始地形遭到破坏，地形总体较平缓，起伏小，地形坡角一般为3～10°。地面标高233.0～253.0m，相对高差20m左右。3.3.2地质构造沿线地表出露地层较为简单，由上而下依次可分为第四系全新统填土层(Q4ml)、粉质粘土(Q4el+dl)和侏罗系下统珍珠冲组(J1z)沉积岩层。各层岩土特征分述如下：（1）第四系全新统(Q4)素填土(Q4ml)褐色，灰褐色，由粘性土、块石碎石，及少量建筑垃圾等组成。块石碎石含量一般30～50%，粒径20～1000mm，结构松散～稍密状。多以抛填方式进行，均匀性较差，一般厚度3.2～8.9m，局部较厚可达15.0m，该层填土主要出露在场地的东侧，回填年限1年左右。粉质粘土(Q4el+dl)褐色，灰褐色，可塑。稍有光滑，摇震反应无，残坡积成因。厚度0.4～2.1m，该层在沿线不连续分布。综上所述填土层骨架颗粒粒径20～500mm为主，局部最大可达1m以上，含量一般为20～30%，在厚度较大的地段中下部块(碎)石含量显著增高，局部可达到60～70%，粒径也有所增大，主要呈稍密状，局部存在架空现象，状态稍湿～很湿(饱和)，堆填年限不足1年。在填土底部、覆盖层与基岩接触带(基岩面附近)或上层滞水出露点地段，受地下水频繁活动影响，常形成以软～可塑状粘性土为主、厚度0.10～0.30m(局部可达0.5m以上)的软弱薄层；在填土底部原始地貌下0.20～0.80m(局部可达1.5m以上)为与粉质粘土接触地段，局部粉质粘土呈灰黑色，含植物根系、有机质，受地下水活动的影响，状态很差。（2）侏罗系下统珍珠冲组(J1z)砂质泥岩：紫色、紫红、紫褐色，粉砂泥质结构，中厚层状构造，主要矿物成分为粘土矿物，含灰绿色团块及钙质、砂质。岩石饱和抗压强度标准值为5.0MPa，为软岩，裂隙不发育～较发育，完整性为较完整，岩体基本质量等级为IV级。砂岩：灰色、灰白色，局部呈褐黄色，中细粒结构，层状构造，主要矿物成分为石英、长石，含少量云母及粘土矿物，多为钙质胶结，局部为泥砂质胶结。岩石饱和抗压强度标准值为46.20MPa，为较硬岩，裂隙不发育～较发育，完整性为较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级。场地内基岩强风化带厚度1.0～2.5m，基岩强风化带岩体破碎，风化裂隙发育，岩体基本质量等级为Ⅴ级。3.3.3地层岩性拟建场地位于环山背斜东西两冀及轴部位置，沿线未发现断层通过。岩层产状:背斜西翼（黑石子车站小里程端）岩层产状280～290°∠5～20°，优势产状285°∠14°，背斜东翼（黑石子车站大里程端）岩层产状90～100°∠5～20°，优势产状95°∠14°。岩石层面偶见泥化现象，层面结合差。岩体结构面主要受构造裂隙控制，拟建场地内主要发育三组构造裂隙：J1：倾向200～220º，倾角60～75º，优势产状210°∠65°，局部出现倒转裂隙面平直，裂隙张开度多为1～5mm，延伸3～5m，一般闭合～微张，平直，间距1～3m，偶见泥质充填，结合差，属硬性结构面。背斜东西两翼均有出露。J2：倾向95～120，倾角45～60º，优势产状105°∠50°，裂隙面较平直，裂隙张开度多为1～3mm，延伸2～4m，一般闭合，舒缓波状，间距0.5～2m，无充填，结合差，属硬性结构面，大部位于背斜西翼。J3：倾向270～290º，倾角45～60º，优势产状280°∠50°，裂隙面较平直，裂隙张开度多为1～3mm，延伸2～4m，一般闭合，舒缓波状，间距0.5～2m，无充填，结合差，属硬性结构面，大部位于背斜东翼。车站位于城市主干道附近，场地地表封闭，基岩岀露区少，无法准确测绘构造不同部位的岩层层面、裂隙产状。岩层及裂隙产状测量点距场地约0.5~1Km，车站开挖后应及时通知本单位，校核岩层及裂隙产状。3.3.4水文地质条件重庆轨道交通四号线一期工程黑石子站及站前、站后区间水文地质条件简单，勘测期间该区域无地下水，场地内地下水富水性受地形地貌、岩性及裂隙发育程度控制，为大气降雨和地面水体渗漏补给，水量大小与降水因素关系密切，受气候和季节性变化较大，在雨季松散层孔隙水量相对较大。沿线无统一地下水位，场区地下水主要为松散层孔隙水以及基岩裂隙水。（1）第四系松散层孔隙水主要分布于第四系松散层中，该类型地下水水量大小受地貌和覆盖层范围、厚度、透水性制约，水质成分由含水介质的性质决定，主要由大气降水补给，受季节、气候影响大。在土层裸露区接受大气降水入渗补给，在有条件的切割区排泄。场地内松散层地下水水量不大，因此范围地下水补、径、排相对简单。（2）基岩裂隙水包括风化裂隙水和构造裂隙水。风化裂隙水分布在浅表基岩强风化带中，多为局部性上层滞水或小区域潜水，水量较小，受季节性影响大，各含水层自成补给、径流、排泄系统；构造裂隙水分布于厚层块状砂岩层中，以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存，水量较大，动态稍稳定，泥岩相对隔水，水量稍小，动态不稳定。由于岩层中构造裂隙总体不发育，不利于地下水赋存和接受补给，当开挖揭穿贯通性好、延伸远的裂隙则涌水量大，开挖遇封闭性好、延伸短的裂隙则涌水量小。参考同期施工的临近区间成果，勘察期间场区内素填土渗透系数取1.5m/d；砂质泥岩渗透系数小，勘察期间地下水水量较小。该场地主要为大气降水补给，水量大小与降水因素关系密切，受气候和季节性变化较大。若在雨季施工，由于地表封闭条件较差，大气降水易入渗，基坑涌水量与大气降水的强度、持续时间有很大关系，因此基坑开挖时应配备相应的抽水设备。3.3.5地震效应评价及不良地质现象车站附属结构、明挖段及风井等地段，覆盖层厚度一般3～15m，场地无滑坡、崩塌等不良地质现象，该区域主要为素填土、粉质粘土；不存在粉土与砂土液化、震陷等岩土地震稳定性问题。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），拟建场地地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，按基本烈度设防。场地类别为Ⅱ类，设计特征周期为0.30s，为抗震设计一般地段。3.3.6岩土物理力学性质参数建议值设计参数建议值按不同岩性，不同风化程度分别提供：⑴岩体物理力学性质指标①岩体物理性质指标直接使用岩石相应指标的统计平均值；②岩体的变形模量、弹性模量标准值取岩石室内试验平均值的0.7倍，泊松比取岩石室内试验平均值；③岩体抗剪强度由岩石室内抗剪强度折减而成，折减系数为：内摩擦角φ取0.9，内聚力C取0.3；④岩体抗拉强度取岩块的0.4倍。⑵地基承载力地基承载力基本值：依据岩体完整性、岩体裂隙发育程度、岩块单轴饱和抗压强度标准值按《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5－2005)表4.1.2－1确定；⑶岩体水平抗力系数参照《工程地质勘察规范》(DBJ50-043-2005)9.2.12选用；⑷岩土体与锚固体极限粘结强度特征值、岩土对挡墙基底摩擦系数（围岩与圬工的摩擦系数）根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013确定；⑸岩石基床系数按《城市轨道交通勘察规范》(GB50307-2012)附录表H选用；岩石地基系数按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013附录G确定；其他参数根据试验成果或地区经验，结合本工程的特征确定。设计参数建议值见下表。岩土物理力学参数建议值表岩土名称填土*粉质粘土*砂岩砂质泥岩结构面*强风化*中风化强风化*中风化重度(kN/m3)20.020.02324.9223.525.60层面裂隙面自然抗压强度(MPａ)///58.40/8.5/饱和抗压强度(MPａ)///46.20/5.0/地基承载力基本值(kPａ)1201503501800300800/弹性模量(MPａ)//6002308500895/变形模量(MPａ)//4501973350686/泊松比μ//0.130.110.380.38/内聚力C（kPa）28(综合)25/2553/4142550内摩擦角φ(ο)123044.330321518抗拉强度(kPａ)///900/100/地基系数(kN/m3)水平///400120/地基系数(kN/m3)竖直600150基床系数(Mp/m)水平500200基床系数(Mp/m)竖直650250水平抗力系数的比例系数m(MN/m4)1525100/80//岩石与锚固体极限粘结强度标准值(KPａ)8050200900150600/基底摩擦系数µ0.300.250.400.600.350.45/注：带*号数据为经验值。4设计内容4.1材料选用及要求4.1.1混凝土（1）涵洞主体结构混凝土强度等级采用C35，混凝土抗渗等级为P8；（2）基坑支护桩基及涵洞内支撑梁均采用C40；（3）基坑支护挡土板采用C30。4.1.2钢材（1）钢筋：“φ”示HP