中海石油宁波大榭石化有限公司宁波大榭加氢联合装置项目设备基础基坑支护及挖土方案编制人：职务：审核人：职务：审批人：职务：施工单位：中国石化工程建设有限公司编制日期：2014年6月9日深基坑钢板桩支护专项方案第一节工程概况本工程为宁波大榭加氢联合装置项目，基坑长4.80m、宽8.80m。

基底标高为-4.6m，对基坑边坡维护决定采用钢板桩进行支护，以达到挡土防止塌方的目的。

第二节编制依据一、宁波大榭加氢联合装置项目；二、《工程地质勘察报告》；三、现场测量数据和调查；四、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；第三节钢板桩支护设计思路及要点根据本工程场地地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是为了防止深基坑边坡的塌方，起到支护边坡的作用。

设计要点如下：一、采用32C槽钢钢板桩，桩长12m；二、钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕；三、为保证基坑安全，钢板桩帷幕上设置一道连续的槽钢围檩以加强钢度及整体性；第四节槽钢支护结构设计计算书计算依据：1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《建筑施工计算手册》江正荣编著3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著5、《土力学与地基基础》一、参数信息1、基本参数2、土层参数3、荷载参数4、计算系数二、土压力计算土压力分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K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-12/2)=0.656；K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-12/2)=0.656；K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-12/2)=0.656；K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a5=tan2(45°- φ5/2）= tan2(45-18/2)=0.528；2）土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：0-0.8mH1'=[∑γ0h0+∑q1]/γi=[0+3]/19=0.158mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=19×0.158×0.656-2×10×0.6560.5=-14.229kN/m2P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=19×(0.8+0.158)×0.656-2×10×0.6560.5=-4.258kN/m2第2层土：0.8-4mH2'=[∑γ1h1+∑q1]/γsati=[15.2+3]/20=0.91mP ak2上=γsat2H2'K a2-2c2K a20.5=20×0.91×0.656-2×10×0.6560.5=-4.26kN/m2P ak2下=γsat2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=20×(3.2+0.91)×0.656-2×10×0.6560.5=37.724kN/m2第3层土：4-5mH3'=[∑γ2h2+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[79.2+3+1.167]/20=4.168mP ak3上=γsat3H3'K a3-2c3K a30.5=20×4.168×0.656-2×10×0.6560.5=38.485kN/m2P ak3下=γsat3(h3+H3')K a3-2c3K a30.5=20×(1+4.168)×0.656-2×10×0.6560.5=51.605kN/m2第4层土：5-7mH4'=[∑γ3h3+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[99.2+3+1.167]/22=4.698mP ak4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[22×4.698-10×(5-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(5 -0.8)=52.597kN/m2P ak4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[22×(4.698+2)-10×(7-0.8)]×0.528-2×15×0.528 0.5+10×(7-0.8)=85.269kN/m2第5层土：7-12mH5'=[∑γ4h4+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)+∑q1b1l1/((b1+2a1)(l1+2a1)]/γsati=[143.2+3+1.167+0.5]/22=6.721m P ak5上=[γsat5H5'-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×6.721-10×(7-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(7 -0.8)=85.536kN/m2P ak5下=[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×(6.721+5)-10×(12-0.8)]×0.528-2×15×0.52 80.5+10×(12-0.8)=167.216kN/m23）水平荷载临界深度：Z0=P ak2下h2/(P ak2上+ P ak2下)=37.724×3.2/(4.26+37.724)=2.875m；第1层土E ak1=0kN；第2层土E ak2=0.5P ak2下Z0b a=0.5×37.724×2.875×0.1=5.423kN；a a2=Z0/3+∑h3=2.875/3+8=8.958m；第3层土E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=1×(38.485+51.605)×0.1/2=4.504kN；a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3)+∑h4=1×(2×38.485+51.605)/(3×38.485+3×51.605)+7=7.476m；下第4层土E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=2×(52.597+85.269)×0.1/2=13.787kN；a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4)+∑h5=2×(2×52.597+85.269)/(3×52.597+3×85.269)+5=5.921m；下第5层土E ak5=h5(P a5上+P a5下)b a/2=5×(85.536+167.216)×0.1/2=63.188kN；a a5=h5(2P a5上+P a5下)/(3P a5上+3P a5下)=5×(2×85.536+167.216)/(3×85.536+3×167.216)=2.231m；土压力合力：E ak=ΣE aki=0+5.423+4.504+13.787+63.188=86.902kN；合力作用点：a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(0×0+8.958×5.423+7.476×4.504+5.921×13.787+2.231×63.188)/86.902=3.508m；2、被动土压力计算1）被动土压力系数K p1=tan2(45°+ φ1/2）= tan2(45+12/2)=1.525；K p2=tan2(45°+ φ2/2）= tan2(45+18/2)=1.894；K p3=tan2(45°+ φ3/2）= tan2(45+18/2)=1.894；2）土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：4.3-5mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0mP pk1上=γ1H1'K p1+2c1K p10.5=19×0×1.525+2×10×1.5250.5=24.698kN/m2P pk1下=γ1(h1+H1')K p1+2c1K p10.5=19×(0.7+0)×1.525+2×10×1.5250.5=44.981kN/m2第2层土：5-5.5mH2'=[∑γ1h1]/γi=[13.3]/21=0.633mP pk2上=γ2H2'K p2+2c2K p20.5=21×0.633×1.894+2×15×1.8940.5=66.464kN/m2P pk2下=γ2(h2+H2')K p2+2c2K p20.5=21×(0.5+0.633)×1.894+2×15×1.8940.5=86.351kN/m2第3层土：5.5-12mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[23.8]/22=1.082mP pk3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[22×1.082-10×(1.2-1.2)]×1.894+2×15×1.8940.5+10×(1.2-1.2)=86.372kN/m2P pk3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[22×(1.082+6.5)-10×(7.7-1.2)]×1.894+2×15×1.8940.5+10×(7.7-1.2)=299.104kN/m23）水平荷载第1层土E pk1=b a h1(P p1上+P p1下)/2=0.1×0.7×(24.698+44.981)/2=2.439kN；a p1=h1(2P p1上+P p1下)/(3P p1上+3P p1)+∑h2=0.7×(2×24.698+44.981)/(3×24.698+3×44.981)+7=7.316m；下第2层土E pk2=b a h2(P p2上+P p2下)/2=0.1×0.5×(66.464+86.351)/2=3.82kN；a p2=h2(2P p2上+P p2下)/(3P p2上+3P p2)+∑h3=0.5×(2×66.464+86.351)/(3×66.464+3×86.351)+6.5=6.739m；下第3层土E pk3=b a h3(P p3上+P p3下)/2=0.1×6.5×(86.372+299.104)/2=125.28kN；a p3=h3(2P p3上+P p3下)/(3P p3上+3P p3下)=6.5×(2×86.372+299.104)/(3×86.372+3×299.104)=2.652m；土压力合力：E pk=ΣE pki=2.439+3.82+125.28=131.539kN；合力作用点：a p= Σ(a pi E pki)/E pk=(7.316×2.439+6.739×3.82+2.652×125.28)/131.539=2.857m；3、基坑内侧土反力计算1）主动土压力系数K a1=tan2(45°-φ1/2）= tan2(45-12/2)=0.656；K a2=tan2(45°-φ2/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a3=tan2(45°-φ3/2）= tan2(45-18/2)=0.528；2）土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：4.3-5mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0mP sk1上=(0.2φ12-φ1+c1)∑h0(1-∑h0/l d)υ/υb+γ1H1'K a1=(0.2×122-12+10)×0×(1-0/7.7)×0.012/0.012+19×0×0.65 6=0kN/m2P sk1下=(0.2φ12-φ1+c1)∑h1(1-∑h1/l d)υ/υb+γ1(h1+H1')K a1=(0.2×122-12+10)×0.7×(1-0.7/7.7)×0.012/0.012+1 9×(0+0.7)×0.656=25.779kN/m2第2层土：5-5.5mH2'=[∑γ1h1]/γi=[13.3]/21=0.633mP sk2上=(0.2φ22-φ2+c2)∑h1(1-∑h1/l d)υ/υb+γ2H2'K a2=(0.2×182-18+15)×0.7×(1-0.7/7.7)×0.012/0.012+21×0.6 33×0.528=46.346kN/m2P sk2下=(0.2φ22-φ2+c2)∑h2(1-∑h2/l d)υ/υb+γ2(h2+H2')K a2=(0.2×182-18+15)×1.2×(1-1.2/7.7)×0.012/0.012+2 1×(0.633+0.5)×0.528=75.165kN/m2第3层土：5.5-12mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[23.8]/22=1.082mP sk3上=(0.2φ32-φ3+c3)∑h2(1-∑h2/l d)υ/υb+[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+γw(∑h2-h p)=(0.2×182-18+15)×1.2×(1-1. 2/7.7)×12/12+[22×1.082-10×(1.2-1.2)]×0.528+10×(1.2-1.2)=75.171kN/m2P sk3下=(0.2φ32-φ3+c3)∑h3(1-∑h3/l d)υ/υb+[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h3-h p)]K p3+γw(∑h3-h p)=(0.2×182-18+15)×7.7×(1-7.7/7.7)×12/12+[22×(1.082+6.5)-10×(7.7-1.2)]×0.528+10×(7.7-1.2)=118.753kN/m2 3）水平荷载第1层土P sk1=b0h1(P s1上+P s1下)/2=0.1×0.7×(0+25.779)/2=0.902kN；a s1=h1(2P s1上+P s1下)/(3P s1上+3P s1下)+∑h2=0.7×(2×0+25.779)/(3×0+3×25.779)+7=7.233m；第2层土P sk2=b0h2(P s2上+P s2下)/2=0.1×0.5×(46.346+75.165)/2=3.038kN；a s2=h2(2P s2上+P s2下)/(3P s2上+3P s2)+∑h3=0.5×(2×46.346+75.165)/(3×46.346+3×75.165)+6.5=6.73m；下第3层土P sk3=b0h3(P s3上+P s3下)/2=0.1×6.5×(75.171+118.753)/2=63.025kN；a s3=h3(2P s3上+P s3下)/(3P s3上+3P s3下)=6.5×(2×75.171+118.753)/(3×75.171+3×118.753)=3.007m；土压力合力：P pk=ΣP pki=0.902+3.038+63.025=66.965kN；合力作用点：a s= Σ(a si P ski)/P pk=(7.233×0.902+6.73×3.038+3.007×63.025)/66.965=3.233m；P sk=66.965kN≤E p=131.539kN满足要求！三、稳定性验算1、嵌固稳定性验算E pk a pl/(E ak a al)=131.539×2.857/(86.902×3.508)=1.233≥K e=1.2满足要求！2、整体滑动稳定性验算圆弧滑动条分法示意图K si=∑{c j l j+[(q j b j+ΔG j)cosθj-μj l j]tanφj}/∑(q j b j+ΔG j)sinθc j、φj──第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；b j──第j土条的宽度(m)；θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°)；l j──第j土条的滑弧段长度(m)，取l j＝b j/cosθj；q j──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；ΔG j──第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；u j──第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)，采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取u j＝γw h waj，在基坑内侧，可取u j＝γw h wpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取u j＝0；γw──地下水重度(kN/m3)；h waj──基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；h wpj──基坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；min{ K s1，K s2，……，K si，……}=1.499≥K s=1.3满足要求！四、结构计算1、材料参数2、支护桩的受力简图计算简图弯矩图(kN·m)M k=91.42kN.m剪力图(kN)V k=43.26kN3、强度设计值确定M=γ0γF M k=1×1.25×91.42=114.275kN·mV=γ0γF V k=1×1.25×43.26=54.075kN4、材料的强度计算σmax=M/(γW)=114.275×106/(1.05×543.145×103)=200.376N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！b`=(hb2-(b-t w)2(h-2t))/(2(hb-(b-t w)(h-2t))=(320×922-(92-12)2(320-2×14))/(2(320×92-(92-12)(320-2×14))=69mmS=t(b-b`)2=14×(92-69)2=7406mm3,τmax=VS/It=54.075×7406×103/(8690.33×104×14)=0.329N/mm2≤[f]=125N/mm2满足要求！第五节施工组织计划及应急小组本工程采用项目经理负责制管理，由项目经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力的组织及施工，项目管理架构如下：应急救援领导小组项目部成立重大安全事故应急领导小组，组成人员和主要职责如下：组长：副组长：项目技术负责人：成员：第六节施工机械及设备第七节钢板桩施工一、材料选择。