船闸主体基坑土方开挖专项方案.doc

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荷载参数：
序号
类型
面荷载q(kPa)
基坑边线距离b0(m)
宽度b1(m)
1
局布

--
10
土层参数：
序号
土名称
(m)
土厚度(kN/m3)
坑壁土的重度
γ(°)
坑壁土的内摩擦角φ(kPa)
内聚力C(kN/m3)
饱容重
1
填土





2
粉土





3
粉土





4
粉土





5
粉土





6
泥岩





二、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≥。

三、计算公式:
Fs=∑{cili+[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]cosθitanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]sinθi
式子中：
Fs --土坡稳定安全系数；
ci --土层的粘聚力；
li--第i条土条的圆弧长度；
γ --土层的计算重度；
θi --第i条土中线处法线与铅直线的夹角；
φi --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；
h1i --第i条土水位以上的高度；
h2i --第i条土水位以下的高度；
γ' --第i条土的平均重度的浮重度；
q --第i条土条土上的均布荷载；

其中，根据几何关系，求得hi为：
hi=(r2-[(i-)×bi-l0]2)1/2-[r+l0-(i-)×bi]tanα
式子中：
r --土坡滑动圆弧的半径；
l0 --坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
α --土坡与水平面的夹角；
h1i的计算公式
h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}
当h1i ≥ hi 时，取h1i = hi；
当h1i ≤0时，取h1i = 0；
h2i的计算公式：
h2i = hi-h1i；
hw --土坡外地下水位深度；
li 的几何关系为：
li={arccos[((i-1)×bi-l0)/r]-arccos[(i×bi-l0)/r]×2×r×π}/360
θi=90-arccos[((i-)×bi-l0)/r]
四、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Fs：
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





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





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3步





示意图如下：
计算结论如下：
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= >；
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= >；
第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= >；
根据《建筑边坡工程技术规范》中边坡稳定性评价，拟建基坑安全等级为一级，，圆弧滑动计算