电梯井承台基坑支护方案(审批版).doc

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恒大海泉湾花园一标段（A1、A3地块） 电梯井基坑支护施工方案

33

目 录

一、工程概况 2
二、编制依据 4
三、钢板桩支护设计 4
四、钢板桩支护施工 4
五、基础土方开挖施工 9
六、基坑监测与应急措施 遍涧辽涅葛揪匠卯剁丸彩肩唉冉垄焰婪琅宣怎讳泉扛腺拂码敞凶伦材卸鲁摆营熄讲扬铝训捐孩丛痞柿溜斩杂钵谷酬踞些枪指韧味附错戴声钟墅但唤纹城醋孔福纸慈旺炽鬃凉志席杨梆瘴宗玫玖摧匝权挚岩袖邮脆蚁陵塞驼坡惩继找清锹索属教浇奔中揪淆县彤粤崭淄懊腔诞谚助言怜伤藕恐逮塌妄八亮制羽龙嚏额授斤刀吨乃朽胰竣溯暖蹬价兹首提碗凑韵署醒惺筑偶盘率害羹撕间意谱翼蹋凭孽抉癣姐辆斥猿岛玲谦榆辐撰址黔谎偷赵称覆数瑶莎蚊仑竣潦馏倘忆博到白帚鹤罚屡迈铣硷截淆秃不惜堰畔粗矣枝阀大烂钮仔逞搐就籍歧尼圆鸵命呼备垢苫闽悄停桓捉判缔恒状菩跌刁又溪蔑或咯酌票拔电梯井承台基坑支护方案(审批版)窟溉坐掩衫骸谁翟香冒共萎编搐黍淀抚次豌吁贪卯苹豆炙锐损沟应烤禹骤匪羡陛效匈哩疼晴灭吵杭得阳青甲蚌镐肢迷咕捎抱腊暮螺肖丸悯忌挟伯味怯育释胡乳其功诌靠膏吸肥甫膝通合享抿灰取狂聋戈使庐五炸论臼乌舜赣摩丈签抉坛祸诺故烙琴家沏抉鸟牺奖属颅业四析版显钞缚府少庚牡冲蒲充耀恨为遣页哑念造文适喜钮释绍碟懈屑亦簧开廷簧晤冕己殖疫蔗堑缀满宾孔谴斩爬滓涕荧火柞津鬃刊静揣俩呻茁辈购通哇肪织咸债夹缺蚤飞宴邓吁增涎勃蠕父疵括反儡到犀鹅潞阻笼占图骏净款抛幻苍精管鞠钾措威彪错环硷涩水熏咕未央枉泽旗伤汁汾济官啼沪捕远联隙骸絮助涵叶何锐倚乍盐榆

目 录

一、工程概况 2
二、编制依据 4
三、钢板桩支护设计 4
四、钢板桩支护施工 4
五、基础土方开挖施工 9
六、基坑监测与应急措施 11
七、 其它注意事项 12
八、电梯井钢板桩支护计算书 12
九、电梯井钢板桩支护计算书 ..................................27

一、工程概况
1.1设计概况
珠海恒大海泉湾花园一标段由A1、A3两块地组成，总建筑面积约为204166平方米，包括8栋19F高层住宅、4栋15F高层住宅、8栋11F高层住宅，4栋7F花园洋房、2/3层别墅69栋，幼儿园1栋，销售中心1栋、综合楼1栋及一栋2层商业。
序号
单位工程名称（注明栋号）
栋数
地上层数
地下层数
地上面积(m2)
地下面积(m2)
建筑面积(m2)
一
一标段
1
A1地块19F高层住宅
8
19
1
32136
50000

204166
2
A1地块15F高层住宅
4
15
1
20932
3
A1地块11F高层住宅
8
11
1
52390
4
A1地块花园洋房
2
7
1
7323
5
A1地块别墅
54
2\3
1
17589
9300
6
A3地块别墅
8
2\3
1
4049
1200
7
销售部
1
2
/
4000
0
8
综合楼
1
2
1
2547
300
9
幼儿园
1
3
/
2400
0
10
商业楼
1
2
/

一标段小计
143366
60800
204166
本工程高层区域地下室基坑由土方专业分包大面积开挖至地下室底板底（预留30cm土层），大型基坑已做喷锚支护设计，本施工方案仅适用于电梯井及其承台基坑的支护施工。
本工程地下室底板厚度400mm，电梯井深1700mm，电梯井承台厚度1500mm，地下室底板面标高为-5.9m，电梯井承台基础底标高为-9.2m。
1.2工程地质概况
根据韶关地质工程勘察院提供的本工程地质勘查报告，本工程基坑钢板桩深度范围内各土层地质情况如下：
根据地质报告，基坑开挖影响范围内的土层分布依次为：
（1）素填土 层号 ①1
褐黄、褐红、土灰、灰黄色，主要为花岗岩风化土堆填而成，岩芯松散状，湿，欠压实。填土层为勘探前期新近回填。该层于场地内分布普遍，厚度0.50～6.80m，平均厚度3.01m。层底标高-2.92～3.02m。
（2）冲填土（粉细砂） 层号 ①2
深灰、土灰、灰黑色，为石英质粉细砂吹填而成，含少量淤泥质及贝壳碎屑，饱和，松散。该层于场地内分布较普遍，厚度0.80～6.60m，平均厚度2.47m。层底标高-5.88～0.59m。冲填时间约4～5年。
（3）淤泥质土/淤泥 层号 ②1
灰黑色，具腐臭味，质较纯，偶见贝壳碎屑及石英砂，饱和，流塑～软塑。该层经前期软基处理后的地段已相变为淤泥质土，场地边缘未经处理的地段仍为淤泥。该层于场地内分布普遍，厚度2.20～18.50m，平均厚度8.34m。层底标高-21.31～-2.62m。
（4）粉砂 层号 ②2
灰黑色，组分主要为石英粉细砂，含淤泥质及贝壳碎屑，局部贝壳碎屑富集，饱和，松散。局部相变为中粗砂。厚度0.90～6.00m，平均厚度2.26m。层底标高-20.66～-5.53m。
（5）淤泥质土 层号 ②3
灰黑色，具腐臭味，质较纯，偶见贝壳碎屑及石英砂，饱和，流塑～软塑。该层于场地内分布普遍，厚度1.50～12.15m，平均厚度5.95m。层底标高-18.37～-10.01m。
（6）粉质粘土 层号 ③1
灰黄、褐黄、褐红、青灰等花斑色，组分为粘土和少量石英砂砾，刀切面稍粗糙，干强度、韧性中等，无摇震反应，饱和，可塑为主，局部呈硬塑状。该层厚度0.90～17.00m，平均厚度6.31m。层底标高-30.52～-11.81m。
各岩土层有关力学参数表
层
序 号
岩土名称
承载力
特征值
fak
（kPa）
压缩
模量
ES1-2
（MPa）
变形
模量
E0
（MPa）
负摩阻力系数
土的
重度
γ
(kN/m3)
凝聚力
c
（kPa）
内摩
擦角
φ
（度）
预应力
管桩
钻(冲)孔灌注桩
1
素填土
未完成自重固结
0.35
0.20
18.9
18
14
2-1
淤泥质土
70
2.3
3
0.25
0.20
17.0
8
4
2-2
粉质粘土
160
4.9
12
0.30
0.25
18.9
32
15
2-3
淤泥质土
65
2.6
3
0.20
0.15
17.0
7
3
3-1
粉质粘土
150
(4.9)
12
—
18.7
29
13
二、编制依据
1、本工程施工图纸；
2、韶关地质工程勘察院编制的《岩土工程勘察报告》；
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
4、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
5、《建筑施工计算手册》
6、《土力学与地基基础》
三、钢板桩支护设计
根据本工程地质报告及本工程地下室基础设计图纸，考虑到地下室整体基坑水位较高，未采取降水措施，电梯井处坑中坑开挖深度较大，且开挖土层为淤泥质土，易滑塌，为确保工程能够安全、优质、高效完成，电梯井坑中坑采取以下支护措施：
电梯井核心筒承台基础基坑采用9m长Ⅲ型拉森钢板桩支护，入土深度不小于5.5米，钢板桩顶部采用25号工字钢设置钢围檩，加一道横支称，转角处加斜对撑。详见附图。
四、钢板桩支护施工
1、钢板桩施工要求
（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工工作面（800mm宽工作面）。
（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸应符合板桩模数。
（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
（4）采用拉森Ⅲ型钢板桩，钢板桩施工前应查明并确保施打位置没有需要保护的已有工程桩。
（5）钢板桩锁口不合格的应修整，检查合格后涂黄油。
（6）为使H钢围檩受力均匀，在钢板桩和H钢之间的孔隙采用钢板、钢筋填满。
（7）H钢围檩、钢管支撑和钢板采用Q235钢，焊条E43。电梯井承台基坑钢板桩采用Q345，焊条采用E50。
（8）所有的焊接点要求按照《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）进行焊接。
拉森钢板桩支护基坑施工参考图片：

2、电梯井承台基坑钢板桩支护施工的顺序
（1）钢板桩位置的定位放线，验线；（按钢板桩平面布置图测放），内设800内径的砖砌降水井；
（2）施打电梯井钢板桩，桩顶标高平底板底；
（3）钢板桩基槽内土方挖至檩条处、按要求安装支撑围檩（槽钢28a：280*110*8）；
（4）按要求搭设工字钢内支撑、转角处斜对撑（工字钢25a：250*110*8）；
（5）基槽土方开挖、锯桩，降水井开挖至承台底下500mm；
（6）砼垫层、砌筑砖胎模（370mm厚），帮扎承台钢筋、浇筑砼，砌筑电梯井墙板砖胎模，施工电梯井侧壁防水层，绑扎电梯井墙板钢筋、浇筑电梯井墙板混凝土至地下室底板底以下200mm处。
（7）承台与钢板桩间分层回填石粉；
（8）待回填土稳定后，拔除钢板桩，边拔边往桩孔内灌石粉；
（9）夯实承台周边土层。
3、钢板桩的检验、吊装、堆放
（1）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。
①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。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。
②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。
（2）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。
（3）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，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：
①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；
②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；
③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。
4、钢板桩施打
拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：
（1）采用Ⅲ型9.0米长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下工程桩的情况，认真放出准确的支护桩中线。
（2）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。
（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。
（4）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。
（5）钢板桩施打的公差标准如下表所示。
钢板桩打设公差标准
项目
允许公差
板桩轴线偏差
土10Cm
桩顶标高
土10Cm
板桩垂直度
土2％
(6)密扣且保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。
(7)打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。
（8）内支撑施工技术要求
基坑应分段分层开挖，分层开挖厚度不得大于0.5m。开挖至围檩及支撑位置后，安装围檩，然后施工安装支撑。待支撑安装施工完成后，再进行下一步土方开挖。内撑做法，焊接一段工字钢垫挡。
内撑的位置和高度按施工方案图设置。电梯井基坑设置一道支撑。
5、钢板桩的拔除
基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有承台或工程桩的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。
（1）拔桩方法
本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
（2）拔桩时应注意事项
①拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。
③起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。
④供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1．2-2.0倍。
⑤对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1．5h。
6、钢板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料为石屑。
五、基础土方开挖施工
（一）、施工部署
根据现场地质情况，分层开挖土方，每层厚度不大于500mm。采用PC120型挖土机开挖承台土方，人机配合，严禁挖土机碰伤桩体，靠近桩体边的土体由人工清理，用轻型车辆运输土方。
（二）、施工准备
1、土方开挖前应做好已挖土面标高测量确认工作。
2、施工设备及工具的准备，如挖掘机、手推车、板式锄及园口锹、潜水泵等。
3、开挖前应进行测量放线，设置控制定位轴线桩、龙门板和水平桩，放出挖土边线，经检查并办理预检手续。
4、地面有积水或有地下水时，要做好相应的排水和降低地下水位的措施。积水或地下水均排至原有边坡支护排水系统中抽排。
5、夜间施工时，应设置充足照明设施。在危险区域设置警戒标志。
（三）、电梯井承台施工流程
测量放线，验线→施打拉森钢板桩支护→基槽上层土方开挖→安装围檩→安装内支撑、转角斜对撑→基槽下层土方开挖（人机挖土配合）→复测基槽底标高，开挖到位→锯桩→承台垫层砼施工→基底放线，验线→砖胎模→防水找平层→防水层→防水保护层→承台基础钢筋绑扎、预插电梯井墙钢筋→浇筑承台混凝土→砌筑电梯井墙板砖胎膜至地下室底板底→电梯井侧墙防水层、保护层（采用30厚挤塑板）→承台边回填级配砂→钢板桩拔除回收→回灌石粉、周边板底土层夯实→施工地下室底板及电梯井侧墙。
（四）、施工方法及要点
土方开挖的顺序、方法必须与施工方案相一致。
1、开挖前应做好施工技术安全交底，开挖前用500mm厚碎石砖渣铺设路基，上铺20mm厚钢板，以防止勾机及车辆压断工程桩。
2、在基坑开挖过程中，严格按分层开挖，每层厚小于0.5M，人工及时清理桩间高差土方，保证开挖深度均匀，以免造成土方横向挤压工程桩。并加强坑壁的位移监测，一旦出现位移量较大或位移加速，应立即停止施工，加强观测并及时通知业主、监理会同设计部门研究补救措施。
3、基坑土方开挖过程中，挖土机不可紧贴工程桩挖土，工程桩周边土体采用人工挖，以保证工程桩不受碰撞。
4、本工程土方开挖采用机械与人工辅助开挖的方法。
5、基坑开挖施工中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高是否符合设计要求。平面控制桩和水准点也应定期复测是否正确。
6、基坑开挖注意不扰动基层土，以免土体变动。
（五）、地下水排水措施
1、为保证开挖后的基层质量，避免开挖后的表层土雨水下渗等情况发生，地下室基坑开挖后在基坑侧边留出水沟和集水坑，以便抽水。
2、地下水及雨水的排水：坑中坑内采用坑内设集水坑用水泵降水方式排水。底板排水采用明沟及集水坑用水泵降水方式排水。
（六）、土方回填施工顺序与方法
1、已施工的电梯井承台在拔除钢板桩前，经监理进行砼隐蔽验收后，才能回填。
2、用小型勾机开挖后面基坑土方时将开挖的土方回填至已施工基坑周边，小型勾机已不能到达回填处的土方用塔吊配合人工回填。
（七）、 承台施工与要求
为保证支撑结构安全有效，承台施工应分步施工：先行施工支撑以下部分的承台，然后在已完成施工承台与基坑支护之间回填土方夯实，再拆除支撑，待整个承台施工完成后，再起拔钢板桩并即时用砂土对钢板桩桩位进行回填。
六、基坑监测与应急措施
（一）基坑监测
1、按基坑支护规范规定进行基坑位移监测。在基坑四边中点布置水平位移和沉降监测点。并及时提供基坑监测的情况及数据以便采取相应措施。
2、发现异常情况及时通知甲方、监理和施工技术人员，以便及时采取对策。
3、基坑水平位移预警值为基坑深度的3%，允许值为基坑深度的4%。
4、监测频率为土方开挖每天监测1次，直至土方回填。若出现暴雨、基坑及周边建筑物位移超过预警值等异常情况，应适当加大监测频率。
（二）异常情况与应急措施
1、基坑开挖
(1)施工前应对周边工程桩等进行巡查摸底，施工过程中应经常对坑中坑周围地表裂缝、坑底部回填和隆起、渗漏水状况进行巡查，发现情况及时采取措施。
(2)若坑顶水平位移或沉降超过警戒值，应立即停止开挖，并回填至上一级开挖深度，并通知设计采取措施加固。
(3)在坑中坑支护过程中，挖土机操作人员应保证随叫随到，挖机设备应保证不少于两台在现场，以备不时之需。
(4)在现场应配备一定数量的沙包和工人，保证在出现异常情况如管涌时，可及时进行抢险工作。
(5)在分层开挖土方过程中，测量坑底部隆起量，如坑底面向上移位的情况，马上停止开挖，并及时通知技术人员，以便及时采取对策。
2、渗水
(1)坑中坑开挖过程中若坑壁出现少量渗水，要进行疏导或堵漏。
(2)若在开挖过程中出现大量渗砂漏水现象，应立即停止施工，并回填土方，并及时报知设计方采取其他措施，严禁不顾安全野蛮施工。
(3)降水量较大时，要合理组织地表水排放，并安排足够的排水设备对汇集的地表水进行抽排。同时在坑中坑四周，应对地表水进行疏导，避免大量的地表水集中涌入坑内。
(4)对较严重的渗水现象应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.5~1.0m以下。
七、 其它注意事项
1、坑周边不能堆放土方，挖出土方及时运走。
2、基坑顶按1.2m高度设置钢管安全护栏。
3、电梯井承台支护钢板桩施工中遇其他承台工程桩时，按现场桩位置往承台外避开工程桩。
4、电梯井承台设置一道支撑，按实际地质情况如需加设二道支撑，在承台底部设置，第二道支撑可在浇筑承台垫层砼并达一定强度后拆除。
八、电梯井钢板桩支护计算书
计算依据：
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2、《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
支护桩材料
钢桩
支护桩间距ba(m)
0.3
支护桩嵌入土深度ld(m)
6
基坑开挖深度h(m)
3
基坑外侧水位深度ha(m)
0.8
基坑内侧水位深度hp(m)
1.2
支护桩在坑底处的水平位移量υ(mm)
12
承压水含水层顶面至坑底的土层厚度D(m)
4.3
承压水含水层顶面的压力水头高度hw(m)
6
2、土层参数
土层类型
土厚度h(m)
土重度γ(kN/m3)
粘聚力c(kPa)
内摩擦角φ(°)
饱和土重度γsat(kN/m3)
水土分算
填土
2
18.9
18
14
20
否
粘性土
3
17.0
8
4
19.2
是
粘性土
10
18.9
32
15
22
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
3
/
/
/
/
条形局部荷载
3.5
4
4
/
0
矩形局部荷载
4
5
5
6
2
4、计算系数
结构重要性系数γ0
1
综合分项系数γF
1.25
嵌固稳定安全系数Ke
1.2
圆弧滑动稳定安全系数Ks
1.3
突涌稳定安全系数Kh
1.1
（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
Ka1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-12/2)=0.656；
Ka2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-12/2)=0.656；
Ka3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-18/2)=0.528；
Ka4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-18/2)=0.528；
Ka5=tan2(45°- φ5/2）= tan2(45-18/2)=0.528；
Ka6=tan2(45°- φ6/2）= tan2(45-18/2)=0.528；
2）土压力、地下水产生的水平荷载
第1层土：0-0.8m
H1'=[∑γ0h0+∑q1]/γi=[0+3]/19=0.158m
Pak1上 =γ1H1'Ka1-2c1Ka10.5=19×0.158×0.656-2×10×0.6560.5=-14.229kN/m2
Pak1下 =γ1(h1+H1')Ka1-2c1Ka10.5=19×(0.8+0.158)×0.656-2×10×0.6560.5=-4.258kN/m2
第2层土：0.8-2m
H2'=[∑γ1h1+∑q1]/γsati=[15.2+3]/20=0.91m
Pak2上 =γsat2H2'Ka2-2c2Ka20.5=20×0.91×0.656-2×10×0.6560.5=-4.26kN/m2
Pak2下 =γsat2(h2+H2')Ka2-2c2Ka20.5=20×(1.2+0.91)×0.656-2×10×0.6560.5=11.484kN/m2
第3层土：2-4m
H3'=[∑γ2h2+∑q1]/γsati=[39.2+3]/22=1.918m
Pak3上 =[γsat3H3'-γw(∑h2-ha)]Ka3-2c3Ka30.5+γw(∑h2-ha)=[22×1.918-10×(2-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(2-0.8)=6.144kN/m2
Pak3下 =[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-ha)]Ka3-2c3Ka30.5+γw(∑h2-ha)=[22×(1.918+2)-10×(4-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(4-0.8)=38.816kN/m2
第4层土：4-5m
H4'=[∑γ3h3+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[83.2+3+1.167]/22=3.971m
Pak4上 =[γsat4H4'-γw(∑h3-ha)]Ka4-2c4Ka40.5+γw(∑h3-ha)=[22×3.971-10×(4-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(4-0.8)=39.432kN/m2
Pak4下 =[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-ha)]Ka4-2c4Ka40.5+γw(∑h3-ha)=[22×(3.971+1)-10×(5-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(5-0.8)=55.768kN/m2
第5层土：5-7m
H5'=[∑γ4h4+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[105.2+3+1.167]/22=4.971m
Pak5上 =[γsat5H5'-γw(∑h4-ha)]Ka5-2c5Ka50.5+γw(∑h4-ha)=[22×4.971-10×(5-0.8)]×0.528-2×16×0.5280.5+10×(5-0.8)=54.315kN/m2
Pak5下 =[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-ha)]Ka5-2c5Ka50.5+γw(∑h4-ha)=[22×(4.971+2)-10×(7-0.8)]×0.528-2×16×0.5280.5+10×(7-0.8)=86.987kN/m2
第6层土：7-9m
H6'=[∑γ5h5+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)+∑q1b1l1/((b1+2a1)(l1+2a1)]/γsati=[149.2+3+1.167+0.5]/22=6.994m
Pak6上 =[γsat6H6'-γw(∑h5-ha)]Ka6-2c6Ka60.5+γw(∑h5-ha)=[22×6.994-10×(7-0.8)]×0.528-2×16×0.5280.5+10×(7-0.8)=87.254kN/m2
Pak6下 =[γsat6(H6'+h6)-γw(∑h5-ha)]Ka6-2c6Ka60.5+γw(∑h5-ha)=[22×(6.994+2)-10×(9-0.8)]×0.528-2×16×0.5280.5+10×(9-0.8)=119.926kN/m2
3）水平荷载
临界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=11.484×1.2/(4.26+11.484)=0.875m；
第1层土
Eak1=0kN；
第2层土
Eak2=0.5Pak2下Z0ba=0.5×11.484×0.875×0.3=1.507kN；
aa2=Z0/3+∑h3=0.875/3+7=7.292m；
第3层土
Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=2×(6.144+38.816)×0.3/2=13.488kN；
aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+∑h4=2×(2×6.144+38.816)/(3×6.144+3×38.816)+5=5.758m；
第4层土
Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=1×(39.432+55.768)×0.3/2=14.28kN；
aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)+∑h5=1×(2×39.432+55.768)/(3×39.432+3×55.768)+4=4.471m；
第5层土
Eak5=h5(Pa5上+Pa5下)ba/2=2×(54.315+86.987)×0.3/2=42.391kN；
aa5=h5(2Pa5上+Pa5下)/(3Pa5上+3Pa5下)+∑h6=2×(2×54.315+86.987)/(3×54.315+3×86.987)+2=2.923m；
第6层土
Eak6=h6(Pa6上+Pa6下)ba/2=2×(87.254+119.926)×0.3/2=62.154kN；
aa6=h6(2Pa6上+Pa6下)/(3Pa6上+3Pa6下)=2×(2×87.254+119.926)/(3×87.254+3×119.926)=0.947m；
土压力合力：
Eak=ΣEaki=0+1.507+13.488+14.28+42.391+62.154=133.82kN；
合力作用点：
aa= Σ(aaiEaki)/Eak=(0×0+7.292×1.507+5.758×13.488+4.471×14.28+2.923×42.391+0.947×62.154)/133.82=2.505m；
2、被动土压力计算
1）被动土压力系数
Kp1=tan2(45°+ φ1/2）= tan2(45+18/2)=1.894；
Kp2=tan2(45°+ φ2/2）= tan2(45+18/2)=1.894；
Kp3=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：3-4.2m
H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/21=0m
Ppk1上 =γ1H1'Kp1+2c1Kp10.5=21×0×1.894+2×15×1.8940.5=41.287kN/m2
Ppk1下 =γ1(h1+H1')Kp1+2c1Kp10.5=21×(1.2+0)×1.894+2×15×1.8940.5=89.016kN/m2
第2层土：4.2-5m
H2'=[∑γ1h1]/γsati=[25.2]/22=1.145m
Ppk2上 =[γsat2H2'-γw(∑h1-hp)]Kp2+2c2Kp20.5+γw(∑h1-hp)=[22×1.145-10×(1.2-1.2)]×1.894+2×15×1.8940.5+10×(1.2-1.2)=88.997kN/m2
Ppk2下 =[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-hp)]Kp2+2c2Kp20.5+γw(∑h1-hp)=[22×(1.145+0.8)-10×(2-1.2)]×1.894+2×15×1.8940.5+10×(2-1.2)=115.179kN/m2
第3层土：5-9m
H3'=[∑γ2h2]/γsati=[42.8]/22=1.945m
Ppk3上 =[γsat3H3'-γw(∑h2-hp)]Kp3+2c3Kp30.5+γw(∑h2-hp)=[22×1.945-10×(2-1.2)]×1.894+2×16×1.8940.5+10×(2-1.2)=117.932kN/m2
Ppk3下 =[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-hp)]Kp3+2c3Kp30.5+γw(∑h2-hp)=[22×(1.945+4)-10×(6-1.2)]×1.894+2×16×1.8940.5+10×(6-1.2)=248.844kN/m2
3）水平荷载
第1层土
Epk1=bah1(Pp1上+Pp1下)/2=0.3×1.2×(41.287+89.016)/2=23.455kN；
ap1=h1(2Pp1上+Pp1下)/(3Pp1上+3Pp1下)+∑h2
=1.2×(2×41.287+89.016)/(3×41.287+3×89.016)+4.8=5.327m；
第2层土
Epk2=bah2(Pp2上+Pp2下)/2=0.3×0.8×(88.997+115.179)/2=24.501kN；
ap2=h2(2Pp2上+Pp2下)/(3Pp2上+3Pp2下)+∑h3
=0.8×(2×88.997+115.179)/(3×88.997+3×115.179)+4=4.383m；
第3层土
Epk3=bah3(Pp3上+Pp3下)/2=0.3×4×(117.932+248.844)/2=220.066kN；
ap3=h3(2Pp3上+Pp3下)/(3Pp3上+3Pp3下)
=4×(2×117.932+248.844)/(3×117.932+3×248.844)=1.762m；
土压力合力：
Epk=ΣEpki=23.455+24.501+220.066=268.022kN；
合力作用点：
ap= Σ(apiEpki)/Epk=(5.327×23.455+4.383×24.501+1.762×220.066)/268.022=2.314m；
3、基坑内侧土反力计算
1）主动土压力系数
Ka1=tan2(45°-φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528；
Ka2=tan2(45°-φ2/2）= tan2(45-18/2)=0.528；
Ka3=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：3-4.2m
H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/21=0m
Psk1上 =(0.2φ12-φ1+c1)∑h0(1-∑h0/ld)υ/υb+γ1H1'Ka1=(0.2×182-18+15)×0×(1-0/6)×0.012/0.012+21×0×0.528=0kN/m2
Psk1下 =(0.2φ12-φ1+c1)∑h1(1-∑h1/ld)υ/υb+γ1(h1+H1')Ka1=(0.2×182-18+15)×1.2×(1-1.2/6)×0.012/0.012+21×(0+1.2)×0.528=72.634kN/m2
第2层土：4.2-5m
H2'=[∑γ1h1]/γsati=[25.2]/22=1.145m
Psk2上 =(0.2φ22-φ2+c2)∑h1(1-∑h1/ld)υ/υb+[γsat2H2'-γw(∑h1-hp)]Kp2+γw(∑h1-hp)=(0.2×182-18+15)×1.2×(1-1.2/6)×12/12+[22×1.145-10×(1.2-1.2)]×0.528+10×(1.2-1.2)=72.628kN/m2
Psk2下 =(0.2φ22-φ2+c2)∑h2(1-∑h2/ld)υ/υb+[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h2-hp)]Kp2+γw(∑h2-hp)=(0.2×182-18+15)×2×(1-2/6)×12/12+[22×(1.145+0.8)-10×(2-1.2)]×0.528+10×(2-1.2)=108.