运城市河东西街延长线基坑开挖专项施工方案钢板桩

1、河东西街延长线跨南同蒲铁路高架桥工程 基坑开挖施工方案 编号：运城市河东西街延长线建设项目跨南同蒲铁路高架桥工程 基坑开挖专项施工及 安全施工方案编制人：_审核人：_批准人：_ 日 期：_ 目 录一、工程概况31.工程概况32.工程所在地区环境3二、编制依据4三、施工计划41、施工进度计划42、材料与设备计划5四、施工工艺技术61、降水施工工艺62、钢板桩支护施工工艺123、基坑土方开挖施工工艺153.1工艺流程153.2基坑开挖示意图163.3基坑开挖计算书183.4基坑开挖示意图213.5钢板桩支护开挖243.6基坑降水方案383.7西引桥承台基坑支护降水布置图40五、施工安全保证措施51

2、1、组织保障512、技术保证措施513、应急预案524、基坑位移观测与监测635、地下管线和周围构筑物的保护65六、劳动力计划66一、工程概况1.工程概况 运城市新建河东西街延长线（凤凰路-圣惠路）跨南同蒲铁路高架桥位于运城市火车站南侧，桥面总宽25m,左右分幅设置，两幅净距1m，河东西街延长线与运城市火车站南咽喉南同蒲铁路相交里程为K754+835.0（铁路里程），相交处的河东西街延长线里程（道路里程），斜交角度为140.4度（右前角）。运城市火车站南咽喉共有3股道，从西往东依次分别为货场专用线（牵出线）、南同蒲线和盐化铁路专用线。线间距为19.92m和12.09m.斜交角度分别为146.1

3、度（右前角），140.4度（右前角）和129.8度（右前角）。上跨南同蒲铁路高架桥（主桥、引桥、引道），本桥桥跨形式为：左幅共5联：5-30+2-22+（57+100+57）+3-30+3-30m；右幅共5联：3-30+3-30+（57+100+57）+2-2-25-30m。主桥主孔跨越既有南同蒲铁路正线、运城站牵出线、盐化专用线采用悬臂浇筑主跨100m的预应力混凝土连续梁。引桥采用30m和22m的先简支后连续预应力砼(后张)箱梁；下部结构采用柱式墩，墩台采用桩基础。本桥平面位于直线上，桥面横坡为双向2%，纵断面位于半径R为1500的竖曲线上。本桥为上跨既有南同蒲铁路正线、运城站牵出线、盐化专

4、用线所设。2.工程所在地区环境1自然环境11工程地质地貌本桥所处大地构造位置属临汾-运城新裂陷，运城凹陷，所处地貌单位为涑水河冲击平原。桥梁位置处地形起伏不大，最大高差5.89m。 1.2气象特征 本桥所处地区位于暖温带半干旱气候区，年平均气温13.2，极端最高气温42.7，极端最低气温-18.9，年平均降雨量550.8mm，年平均风速2.9m/s,最大风速24.0m/s,最大冻土深度43cm,最大积雪深度17cm。最热月平均相对湿度68%，最冷月平均相对湿度57%。 1.3地震效应 根据建筑抗震设计规范（B50011-2010），桥梁所处地区抗震设防烈度为度，设计基本地震动加速度值为0.15

5、g；据中国地震动反应谱特征周期区划图（GB18306-2001），本区地震动反应谱特征周期为0.40s。 2.施工环境 2.1建筑场地类型 场地土主要由填筑土、粉土、粉质粘土组成，按土性状态划分，该场地土属中软土，本场地建筑场地类型为类。 2.2 交通运输情况 本桥位于河东西街地界，交通运输方便，施工便道可以直达。 2.3施工用水 本桥采用商品混凝土，故现场施工用水量较少，日常用水由运输车拉运储水罐至工地，满足使用。 2.4用电情况 施工用电由临近电力线路接入大电，满足项目部及附近工地及钢筋加工场的用电需求；同时，项目部自备发电机以备急用。二、编制依据1、建筑基坑支护技术规程JGJ120-20

6、122、建筑边坡工程技术规范GB 50330-20133、危险性较大的分部分项工程安全管理办法建制【2009】87号4、建筑施工测量技术GB50026-20075、公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-20116、公路工程质量检验评定标准JTGF801-20047、建筑变形测量规程JGT8-20078、建筑桩基技术规范JGJ94-2008 9、建筑基坑工程监测技术规范GB50497-200910、运城市河东西街延长线桥梁工程施工组织设计11、运城市河东西街延长线桥梁工程地质勘探报告12、运城市河东西街延长想桥梁工程施工图三、施工计划1、施工进度计划本工程承台基坑开挖计划于2016年1月17日开

7、始，2016年3月25日结束。2、材料与设备计划主要施工机械材料投入计划表序号设备名称型号及规格单位数量备注1挖掘机PC220、PC240台22长臂挖掘机Pc800台13振动锤打桩机GZB-600台14压桩机DJ100台25轮胎式装载机PYZ2250辆26汽车吊QY-25t台47自卸汽车CQ30-290辆158交流焊机BX-315台39发电机组300KW台110洒水车WX144AS台111潜水排污泵50m3/h台1612潜水泵WQ9-22-2.2台10013钢丝绳6m5000提泵14塑料管2”m700015控制箱个10016电缆3*16，2*10m2000主线17水泵电源4*2.5（4*1.5

8、）m6000支线18泵宝个23119无砂混凝土滤管400mmm450020砾料38mmm3500021土工布300-400g/m2m292022竹条L=2m-4m根1800023铁丝10#m820024红砖240*115*53m346025PVC排水管DE500m76026工字钢36#CT根据沟槽施工进度分段投入27槽钢25#T28钢管325*10T检测设备投入计划一览表序号设备名称型号规格单位数量备注1激光全站仪SET3110台12水准仪S3台33磅秤1000Kg台14混凝土试模标准组205砂浆试模标准组68水泥砼标准养护箱HBY-50C台19钢卷尺50m把910静力轻便触探仪10Kg台31

9、1坍落度筒标准件312万能材料试验机WE-300台113比重计个214RTK中海达台2四、施工工艺技术1、降水施工工艺1.1、降水方案设计1.1.1、地质勘探结果根据进场复测原地面高程本桥承台最大埋深7.9m，承台底标高介于355.652359.689，根据勘察设计图纸，本次施工区域水纹资料，地下水类型属于潜水，地下水位埋深2.48.2m之间，地下水位高程为354.5358.33，根据区域水文地质资料，地下水变幅在1.5m左右，图纸勘察报告为枯水期。因此考虑承台施工过程中，需基坑降水，临近建筑物或距离居民较近的承台需进行基坑支护。1.2、降水井布设1.2.1、降水降水井的布设在不影响基础开挖的

10、基础上按照区域布设，按照降水标高，来合理选择降水井的深度，局部根据土方开挖的情况略有调整，以现场实际施工为准。（后附降水井布置图）1.2.2、降水井结构降水管井设计开孔口径700mm。钻进工艺采用旋挖钻施工工艺，地面泥浆需作排放处理。降水管井安装无砂混凝土滤管400mm，地表以下2m内安装水泥壁管。要求井管必须垂直，不能错位。砾料选择38mm，四周均匀投砾，填至距地表2.0m时用粘土封井止水。井结构设计见下图。1.2.3、降水井数根据现场实际情况布设降水井1.2.4、降水周期场地平整后开始打井降水，至承台开挖、桩头破除、桩基检测、承台施工、回填为承台的施工周期也是降水周期。1.3、深井降水施工

11、工艺1.3.1、工艺流程深井施工流程为：施工准备放线井点的测量定位挖泥浆坑挖井口钻机就位钻孔泥浆置换回填井底砂垫层吊放井管回填砂砾过滤层洗井粘土封井安置水泵试抽水正常抽水铺设排水总管及沉砂池联网抽水降水维护降水完毕后封井。1.3.2、主要施工方法施工准备落实现场的施工条件，解决“三通一平”，先期进行井管及滤料的选购和试验工作，检修设备，合理调配人力，编制施工方案及审批等，各种施工材料、设备、人员进入施工现场。测量放线根据提供的基坑开挖顶边线，测放出管井井位并作保护。放线时井位距基坑上开口线2.0米以上。泥浆池根据场地条件尽量利用现有的桩基施工的泥浆池。挖探坑为清除井位下障碍物，应在井位处挖探坑

12、，当井口土质松散时，须设置护筒，避免泥浆侵泡冲刷导致孔口坍塌。成孔降水井采用旋挖转钻机成孔，地层自造浆护壁。在施工过程中若发现地层泥浆不能满足护壁要求，须进行护壁性能好的红粘土或进行人工造浆。井径不小于700mm，井孔应保持圆正垂直，孔深与设计井深误差小于300mm，局部地层有块石可采用冲击成孔成井。打井机安装要平稳，整个连接部位要牢靠。钻头钻进过程中，要保证钻头垂直，当钢丝绳摆动剧烈时，停止施工，调整后再正常钻进。钻进时要有充足的水量，使钻头削下的土能搅拌成泥浆。泥浆置换可用捞筒将孔内的稠泥浆捞出来，直到比较干净为止，或用吸泥器，将口径80100mm的吸泥器放入井底，通过进风管注入34kg/

13、cm3压缩空气，将泥浆排出，同时往井内注水。泥浆必须放入泥浆池内，不得随地排放。下井管井管下入前注入清水置换全井孔内泥浆，泥浆泵抽出孔内沉渣并测定孔深。换浆过程中务必安排好泥浆及渣土的清运工作。深井井管采用无砂混凝土滤管，管外径400mm，壁厚50mm60mm ，安放应该垂直并位于井孔中心；在预制混凝土管鞋上入置井管，在底部中间设导中器，四周栓10号铁丝，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用玻璃丝布粘贴，以免挤入混砂淤塞井管，竖向用24条长23米，30mm宽竹条2道铁丝固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂

14、或异物流入井中，井管要高出地面300500mm，井口加盖。填滤料井管下入后立即填充砂砾滤料。井筒的底部，用草袋片或土工布（300-400g/m2）和粗砂砾石作反滤层，厚度约20cm。井筒与井孔之间的空隙，用粗砂、砾石等滤料回填至地下水位，颗粒为3-8的细砾石，砂砾料必须符合级配要求。其合格率大于90%，杂质含量不大于3%。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，应随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因，不得用装载机、手推车直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。如遇蓬堵可用水冲。填充滤料必须一次连续完成，从底填至井口1m左右，上部采用不含砂

15、石的粘土封口。填料完成在洗井过程中发现砾料下沉过大，应补填至井口下2000处。洗井成井后，用空压机和抽水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于4次。洗井过程中应观测水位和出水量的变化情况。 成井后应及时洗井，做到随打随洗。不得搁置时间过长或成井后集中洗井。洗井合格后，应用粘性土封井。水泵安装深井水泵采用WQ9-22-2.2潜水泵，配管内径51mm。水泵安装前，应对水泵和控制系统作一次全面细致的检查，检查电动机的旋转方向，各部位的螺栓是否拧紧，电缆接头的封口是否松动，电缆线有无破损折断。然后在地面空转3-5min，无问题后放入井中使用。安装完毕后应进行试抽水，在开始抽水至沟槽回填到地下水位上前，

16、不得中断抽水。在抽水期间应经常检查水泵出水、地下水位变化、井底回淤等情况，防止潜水泵或水泵井水管被回淤掩埋。满足要求后投入正常使用。每个泵都必须有单独的开关和漏电保护器，开关和漏电保护器必须一井，一杆（长3米，直径15厘米），一机，一闸，一漏，一箱制，箱门上锁，由专人看管。井点供电系统应采用双线路，并设置备用的发电机组和足够的备用泵，以防止突然停电或出现故障，淹没沟槽。排水：深井抽出的水统一排入现状管线内。若距离进水口较远，设砖砌集水井（二四墙,内径长1米、宽1米、高1米，基础采用10厚碎石垫层，10厘米厚C10砼，长1.05米、宽1.05米，内壁1：3水泥砂浆抹面），将深井水汇集后，通过集水

17、干管（325500mmPVC管等）排入雨水进水口，其坡度不小于3。抽降联网抽降后应视水位变化情况，有效的合理的启动水泵。在抽水期间应设专人经常检查水泵出水量、地下水位变化情况、井底淤积等情况，保证潜水泵正常工作，并做好每眼井详细的降水记录。完工后，深井需及时回填中粗砂至井口。观测时间：从开始降水到降水结束为止。抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7点观测2次。水位稳定后应每天观测1次。基坑开挖阶段，利用基坑内的观测井进行观测基坑内降水水位，同时与基坑边缘的降水井水位比较。做好观测记录，每天中午上报一次。1.3.3、施工分段根据工期安排和段落划分，共配置20台 WQ9-22-2.2潜水泵

18、，8台污水泵。深井架线抽水必须一井，一机，一闸，一漏，一箱制，箱门上锁使用，不允许一闸多机使用。配电箱及闸刀开关在室外装配时，应有防雨措施，严防漏电，短路及触电事故的发生，所有配电箱，总配电箱，大型用电机具必须有防火措施。 1.3.4、沉降观测抽水期间设沉降观测点，专人对深井附近的建筑物和地面进行沉降观测，如地面和建筑物出现下陷和开裂现象及时通知施工人员停止降水工作，对建筑物及时采取加固和保护。1.3.5、质量管理保证措施质量标准降水井井管垂直度 1%井点间距允许偏差 150井管插入深度允许偏差 200过滤砂砾料填灌 5%（与设计量相比）洗井含砂率 2%质量保证措施钻机安装应周正平稳，操作应严

19、格按操作规程执行,保证钻孔垂直度误差小于1%，孔深误差小于1%。下钻具时要轻提慢放，避免产生抽吸作用，造成塌孔。清孔后应保证孔底沉渣厚度小于300mm，浆液含砂率小于4%。下管时混凝土管接头处要用竹片夹好绑牢，防止在下入过程中发生位移；下管时应轻提慢放，遇阻碍时应查明原因后再下，严禁强行墩放，以防损坏井管；下至设计位置后，保证井管口高出地面300500mm，用盖板盖好，防止掉入杂物；井管应居于钻孔中央位置，以保证滤料填入均匀。填入滤料时，仔细检查滤料质量，控制其含泥量不超过5%；填料过程中用铁锹沿井管四周均匀缓慢填入，防止投料不均、中途架桥现象。在抽水过程中，如果滤料下沉应及时补充滤料。采用空

20、压机洗井时，洗井管应下到预定位置，并随时检查水中含砂量，直至水清砂净。保证降水效果的措施及应急预案为保证降水效果，防止因停电等原因造成降水中断、水位回升，给沉井安全施工造成影响，特制定如下措施及应急预案，降水过程中项目经理部认真组织落实。停电事故准备发电机，发电机功率由所有水泵功率决定。烧泵事故水泵长时间运行，可能发生烧泵事故。降水巡视观测人员发现烧泵时应立即更换水泵。水泵备用量为降水井数量的1020%。排水管漏水事故施工过程中，发现排水管漏水时，应立即处理。水泵排水管发生漏水时应立即无条件更换。排水管接头或管本身漏水时，应立即安排人员抢修，补漏或更换排水管。排水井或排水管堵塞每天安排巡视人员

21、检查排水井及排水管内有无沉淀砂。排水管内沉淀的泥砂距排水口高度小于100时应及时安排专人清掏泥砂。发现堵塞时，立即安排人员进行清理。解决排水问题，防止回灌根据现场情况降水井内水排放于临时排水干管内，最终排放到附近现状排水涵。或排放到业主指定的排水渠内，不能随意乱排，防止降水排出基坑后渗到地下回流。为防止沉井顶部地表水回流到基坑，在顶部设封闭挡水围堰（挡水堤）。发现挡水堤破坏时应立即组织恢复。基坑四周应进行场地平整，做到基坑边高，水往外排。2、钢板桩支护施工工艺2.1、支护、支撑系统的结构设计2.1.1、支护、支撑结构选型根据地质勘察报告，承台基坑开挖深度范围的土层主要为素填土和粉质粘土，建筑垃

22、圾等，承台第一层土质具有中、高压缩性，土质不均，力学性质较差，回填时间短；西引桥左幅承台基坑为姚暹渠河道，土为过湿类型，地下水位较高，地质条件差，土基回弹模量也较低。左幅4#、5#紧邻民用建筑房屋，围墙距开挖基坑边放坡范围不足1米。若大开挖放坡北侧围墙安全无法保证，必须采用基坑支护的施工方法进行保护才能保证民居建筑安全，并涉及一部分的拆迁。根据本工程图纸设计及勘探地质情况综合考虑，西引桥左幅原地面距离承台底标高，沟槽开挖深度为35m，沟槽采取钢板桩咬合密排支护结构，一顺一丁施工，桩长为9m，型号36#C工字钢。左幅承台开挖施工详见基坑开挖支护示意图。备注：如遇到有渗水、渗泥沙情况，采用打土工布

23、施工。2.2、工字钢钢板桩施工工艺2.2.1、钢板桩施工前准备钢板桩种类选择，本工程采用工字钢钢板桩支护结构，型号工字钢36#C。钢板桩的设置位置应便于基础施工，即在地下结构边缘之外，并留有支、拆模板的操作面。钢板桩不直的平面位置，应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便充分利用标准钢板和便于设置支撑。采用履带式液压打拔桩机，将钢板桩压入。钢板桩长度选择为12m。2.2.2、钢板桩的检验、吊装、堆放钢板桩的检验。对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。 外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中

24、要注意：A.对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除。B.割孔、断面缺损的应予以补强。C.若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。要对全部钢板桩进行外观检查。  材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的钢板桩应进行两个试件试验。钢板桩吊运装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。钢板桩堆放钢板桩堆放的地

25、点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便。钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明。 钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。2.2.3、钢板桩的打入钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，板桩打设方式采用“单独打入法”。这种方法是从板桩墙一角开始，逐根打入，直至打桩工程结束。钢板桩打设工艺程序：测量定位放线桩机就位插桩轻轻加以捶击桩打设至标高桩机移位重复施

26、工程序至打桩结束沟槽开挖桩上部支撑安装地基处理换填管基施工管道安装回填拔除支护钢板桩。钢板桩打设技术要求：在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，以两台RTK仪器在两个方向加以控制。打设桩前，测量定位放线，桩按线插入就位。打桩时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入1m 应测量一次。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高。钢板桩打设公差标准项目      允许公差板桩轴

27、线偏差      土10Cm桩顶标高      土10Cm板桩垂直度      土2钢板桩打设质量验收标准。按目前国家规定打设钢板桩允许误差：桩顶标高±100mm，拔桩轴线偏差±100mm。板桩垂直度为1%。2.2.4、钢板桩的拔除工程达到±0m时进行拔桩，边拔桩边回填，拔桩采用间隔式拔法，以避免大面积破坏原状土。沟槽内先回填夯实。对于钢板桩墙，拔桩的开始点宜离开角正装5根以上，必须时还可用跳拔的方法间隔拔除。拔桩的

28、顺序一般与打设桩顺序相反。拔除钢板桩宜用柴油锤和振动锤配合起重机共同拔除。振动锤产生强大振动破坏拔桩一周围土体间的粘结力，依靠附加的起吊力克服拔桩阻力将桩拔除。对较难拔的桩，亦可先用柴油锤先振动，然后再与振动锤交替进行振打和振拔。为了考虑施工条件，施工工期，钢板桩露头割除，余留部不拔埋入土层内。当将桩拔出后，及时用中粗砂回填孔洞，或者振动几分钟，让土孔填实。拔桩的空洞必须及时回填，减少对邻边基础的影响。回填方法有振动法、剂实法及填入法。也可在桩拔时间灌水，边振边拔并回填砂子。3、基坑土方开挖施工工艺3.1工艺流程降水第一步开挖（整体标高降至距离基坑底部3.5m）钢板桩施工第二步开挖（有支护侧垂

29、直开挖，无支护侧自然放坡，开挖至承台底以上3.5米处，边开挖边破桩）第三步开挖（开挖至承台底，边开挖边破桩）人工清槽基底验收承台施工土方回填停止降水。3.2基坑开挖示意图68 山西建筑工程（集团）总公司3.3基坑开挖计算书（1）参数信息:（无钢板桩支护的自然放坡开挖） 基本参数：条分方法瑞典条分法基坑开挖深度h(m)7.5条分块数50基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)7.2基坑内侧水位到坑底的距离hp(m)8 放坡参数：序号放坡高度L(m)放坡宽度W(m)平台宽度B(m)13.53.512441 荷载参数：序号类型面荷载q(kPa)基坑边线距离a(m)荷载宽度b(m)1局布311 土层参数：序

30、号土名称土厚度(m)土的重度(kN/m3)土的内摩擦角(°)粘聚力C(kPa)饱和重度sat(kN/m3)1粘性土820151222（2）计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着： 1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照规范要求，安全系数要满足1.2的要求。圆弧滑动法示意图（

31、3）计算公式: Ksj=cili+Gibi+qbicositani/Gibi+qbisini 式子中： Ksj -第j个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值; ci -土层的粘聚力； li-第i条土条的圆弧长度； Gi-第i土条的自重； i -第i条土中线处法线与铅直线的夹角； i -土层的内摩擦角； bi -第i条土的宽度； hi -第i条土的平均高度； q -第i条土条土上的均布荷载； （4）计算安全系数: 将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Ksjmin： - 计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第1步 1.797 38.6

32、64 0.702 6.322 6.361 示意图如下： 计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第2步 1.297 42.785 1.255 12.379 12.443 示意图如下：第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.797>1.200 满足要求! 标高 -4.000 m 第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.297>1.200 满足要求! 标高 -7.500 m3.4基坑开挖示意图考虑到7#左幅承台深度大于5m属于个别现象，因此在基坑开挖之前先将基坑顶面原地面土下降至5m以内，然后进行承台基坑开挖，基坑

33、开挖示意图如下：（1）参数信息: 基本参数：条分方法瑞典条分法基坑开挖深度h(m)4.75条分块数50基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)4.5基坑内侧水位到坑底的距离hp(m)5 放坡参数：序号放坡高度L(m)放坡宽度W(m)平台宽度B(m)13.453.45121.31.31 荷载参数：序号类型面荷载q(kPa)基坑边线距离a(m)荷载宽度b(m)1局布311 土层参数：序号土名称土厚度(m)土的重度(kN/m3)土的内摩擦角(°)粘聚力C(kPa)饱和重度sat(kN/m3)1粘性土620151222 （2）计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面

34、呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着： 1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照规范要求，安全系数要满足1.2的要求。圆弧滑动法示意图 （3）计算公式: Ksj=cili+Gibi+qbicositani/Gibi+qbisini 式子中： Ksj -第j个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值; ci -土层的粘聚力； li-第i条土条的圆弧长度； Gi

35、-第i土条的自重； i -第i条土中线处法线与铅直线的夹角； i -土层的内摩擦角； bi -第i条土的宽度； hi -第i条土的平均高度； q -第i条土条土上的均布荷载；（4）计算安全系数: 将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Ksjmin： - 计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第1步 4.111 30.486 0.491 1.898 1.960 示意图如下： 计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第2步 1.783 41.467 1.240 7.853 7.950 示意图如下： -

36、计算结论如下： 第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 4.111>1.200 满足要求! 标高 -1.300 m 第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.783>1.200 满足要求! 标高 -4.750 m3.5钢板桩支护开挖（适用于西引桥承台基坑开挖） (1)、参数信息 1、基本参数支护桩材料钢桩支护桩间距ba(m)0.06支护桩嵌入土深度ld(m)12基坑开挖深度h(m)3.5基坑外侧水位深度ha(m)7.2基坑内侧水位深度hp(m)7.5支护桩在坑底处的水平位移量(mm)12承压水含水层顶面至坑底的土层厚度D(m)7.2承压水含水层顶面的压

37、力水头高度hw(m)7.5 2、土层参数土层类型土厚度h(m)土重度(kN/m3)粘聚力c(kPa)内摩擦角(°)饱和土重度sat(kN/m3)水土分算填土619101220否粘性土321151822是粘性土1522161822是 3、荷载参数类型荷载q(kpa)距支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载1/条形局部荷载14.234/0矩形局部荷载15562 4、计算系数结构重要性系数01综合分项系数F1.25嵌固稳定安全系数Ke1.2圆弧滑动稳定安全系数Ks1.3突涌稳定安全系数Kh1.1 (2)、土压力计算土压力分

38、布示意图附加荷载布置图 1、主动土压力计算 1）主动土压力系数 Ka1=tan2(45°- 1/2）= tan2(45-12/2)=0.656； Ka2=tan2(45°- 2/2）= tan2(45-12/2)=0.656； Ka3=tan2(45°- 3/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka4=tan2(45°- 4/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka5=tan2(45°- 5/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka6=tan2(45°- 6/2）= tan2(45-18/2)

39、=0.528； 2）土压力、地下水产生的水平荷载 第1层土：0-4.23m H1'=0h0+q1/i=0+1/19=0.053m Pak1上 =1H1'Ka1-2c1Ka10.5=19×0.053×0.656-2×10×0.6560.5=-15.538kN/m2 Pak1下 =1(h1+H1')Ka1-2c1Ka10.5=19×(4.23+0.053)×0.656-2×10×0.6560.5=37.185kN/m2 第2层土：4.23-6m H2'=1h1+q1+q1b1/(b1+2

40、a1)/i=80.37+1+0.321/19=4.3m Pak2上 =2H2'Ka2-2c2Ka20.5=19×4.3×0.656-2×10×0.6560.5=37.396kN/m2 Pak2下 =2(h2+H2')Ka2-2c2Ka20.5=19×(1.77+4.3)×0.656-2×10×0.6560.5=59.458kN/m2 第3层土：6-7m H3'=2h2+q1+q1b1/(b1+2a1)/i=114+1+0.321/21=5.491m Pak3上 =3H3'Ka3-2c

41、3Ka30.5=21×5.491×0.528-2×15×0.5280.5=39.085kN/m2 Pak3下 =3(h3+H3')Ka3-2c3Ka30.5=21×(1+5.491)×0.528-2×15×0.5280.5=50.173kN/m2 第4层土：7-7.2m H4'=3h3+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/i=135+1+0.321+0.125/21=6.497m Pak4上 =4H4'Ka4-2c4Ka40.5=21×

42、6.497×0.528-2×15×0.5280.5=50.24kN/m2 Pak4下 =4(h4+H4')Ka4-2c4Ka40.5=21×(0.2+6.497)×0.528-2×15×0.5280.5=52.457kN/m2 第5层土：7.2-9m H5'=4h4+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/sati=139.2+1+0.321+0.125/22=6.393m Pak5上 =sat5H5'-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h4-h

43、a)=22×6.393-10×(7.2-7.2)×0.528-2×15×0.5280.5+10×(7.2-7.2)=52.462kN/m2 Pak5下 =sat5(H5'+h5)-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h4-ha)=22×(6.393+1.8)-10×(9-7.2)×0.528-2×15×0.5280.5+10×(9-7.2)=81.867kN/m2 第6层土：9-15.5m H6'=5h5+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1

44、l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/sati=178.8+1+0.321+0.125/22=8.193m Pak6上 =sat6H6'-w(h5-ha)Ka6-2c6Ka60.5+w(h5-ha)=22×8.193-10×(9-7.2)×0.528-2×16×0.5280.5+10×(9-7.2)=80.414kN/m2 Pak6下 =sat6(H6'+h6)-w(h5-ha)Ka6-2c6Ka60.5+w(h5-ha)=22×(8.193+6.5)-10×(15.5-7.2)×0.5

45、28-2×16×0.5280.5+10×(15.5-7.2)=186.598kN/m2 3）水平荷载 临界深度：Z0=Pak1下h1/(Pak1上+ Pak1下)=37.185×4.23/(15.538+37.185)=2.983m； 第1层土 Eak1=0.5Pak1下Z0ba=0.5×37.185×2.983×0.06=3.328kN； aa1=Z0/3+h2=2.983/3+11.27=12.264m； 第2层土 Eak2=h2(Pa2上+Pa2下)ba/2=1.77×(37.396+59.458)×

46、;0.06/2=5.143kN； aa2=h2(2Pa2上+Pa2下)/(3Pa2上+3Pa2下)+h3=1.77×(2×37.396+59.458)/(3×37.396+3×59.458)+9.5=10.318m； 第3层土 Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=1×(39.085+50.173)×0.06/2=2.678kN； aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+h4=1×(2×39.085+50.173)/(3×39.085+3×50.173)+8.5

47、=8.979m； 第4层土 Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=0.2×(50.24+52.457)×0.06/2=0.616kN； aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)+h5=0.2×(2×50.24+52.457)/(3×50.24+3×52.457)+8.3=8.399m； 第5层土 Eak5=h5(Pa5上+Pa5下)ba/2=1.8×(52.462+81.867)×0.06/2=7.254kN； aa5=h5(2Pa5上+Pa5下)/(3Pa5上+3Pa5下)+h6=

48、1.8×(2×52.462+81.867)/(3×52.462+3×81.867)+6.5=7.334m； 第6层土 Eak6=h6(Pa6上+Pa6下)ba/2=6.5×(80.414+186.598)×0.06/2=52.067kN； aa6=h6(2Pa6上+Pa6下)/(3Pa6上+3Pa6下)=6.5×(2×80.414+186.598)/(3×80.414+3×186.598)=2.819m； 土压力合力： Eak=Eaki=3.328+5.143+2.678+0.616+7.254

49、+52.067=71.086kN； 合力作用点： aa= (aaiEaki)/Eak=(12.264×3.328+10.318×5.143+8.979×2.678+8.399×0.616+7.334×7.254+2.819×52.067)/71.086=4.545m； 2、被动土压力计算 1）被动土压力系数 Kp1=tan2(45°+ 1/2）= tan2(45+12/2)=1.525； Kp2=tan2(45°+ 2/2）= tan2(45+18/2)=1.894； Kp3=tan2(45°+ 3/2）

50、= tan2(45+18/2)=1.894； Kp4=tan2(45°+ 4/2）= tan2(45+18/2)=1.894； 2）土压力、地下水产生的水平荷载 第1层土：3.5-6m H1'=0h0/i=0/19=0m Ppk1上 =1H1'Kp1+2c1Kp10.5=19×0×1.525+2×10×1.5250.5=24.698kN/m2 Ppk1下 =1(h1+H1')Kp1+2c1Kp10.5=19×(2.5+0)×1.525+2×10×1.5250.5=97.136kN/

51、m2 第2层土：6-9m H2'=1h1/i=47.5/21=2.262m Ppk2上 =2H2'Kp2+2c2Kp20.5=21×2.262×1.894+2×15×1.8940.5=131.256kN/m2 Ppk2下 =2(h2+H2')Kp2+2c2Kp20.5=21×(3+2.262)×1.894+2×15×1.8940.5=250.578kN/m2 第3层土：9-11m H3'=2h2/i=110.5/22=5.023m Ppk3上 =3H3'Kp3+2c3Kp30

52、.5=22×5.023×1.894+2×16×1.8940.5=253.338kN/m2 Ppk3下 =3(h3+H3')Kp3+2c3Kp30.5=22×(2+5.023)×1.894+2×16×1.8940.5=336.674kN/m2 第4层土：11-15.5m H4'=3h3/sati=154.5/22=7.023m Ppk4上 =sat4H4'-w(h3-hp)Kp4+2c4Kp40.5+w(h3-hp)=22×7.023-10×(7.5-7.5)×1

53、.894+2×16×1.8940.5+10×(7.5-7.5)=336.674kN/m2 Ppk4下 =sat4(H4'+h4)-w(h3-hp)Kp4+2c4Kp40.5+w(h3-hp)=22×(7.023+4.5)-10×(12-7.5)×1.894+2×16×1.8940.5+10×(12-7.5)=483.95kN/m2 3）水平荷载 第1层土 Epk1=bah1(Pp1上+Pp1下)/2=0.06×2.5×(24.698+97.136)/2=9.138kN； ap1=h1(2Pp1上+Pp1下)/(3Pp1上+3Pp1下)+h2=2.5×(2×24.698+97.136)/(3×24.698+3×97.136)+9.5=10.502m； 第2层土 Epk2=bah2(Pp2上+Pp2下)/2=0.06×3×(131.256+250.578)/2=34.365kN； ap2=h2(2Pp2上+Pp2下)/(3Pp2上+3Pp2下)+h3=3×(2