土坡稳定性计算计算书2.doc

土方开挖及土坡稳定性计算书 本工程的土质为上层2M为中密回填土，中层为约2M的淤泥质土层，下部为可朔性粘土。开挖深度为6M，采取分层放坡方式开挖，在底部设600mm宽砖砌排水明沟，积水明排，考虑施工时节的降雨影响，土坡采用水泥砂浆护坡，护坡随开挖进度施工，护坡未施工完成时土坡必须进行遮盖。开挖时注意市政管网及暗浜对开挖面的影响，充分考虑地下水位高度。以下是土坡稳定性计算。 本计算书参照建筑施工计算手册江正荣 编著 中国建筑工业出版社、实用土木工程手册第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、地基与基础第三版 中国建筑工业出版社、土力学等相关文献进行编制。 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。一、参数信息: 条分方法：瑞典条分法； 条分块数：50； 考虑地下水位影响； 基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：0.000； 基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：6.000； 放坡参数： 序号 放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 1 3.00 3.00 2.00 2 3.00 3.00 2.00 荷载参数： 序号 类型 面荷载q(kPa) 基坑边线距离b1(m) 宽度b0(m) 1 局布 3.00 1 1 2 满布 3.00 - - 土层参数：序号1土名称填土土厚度(m)2土的重度(kN/m3)18土的内摩擦角()20粘聚力C(kPa)12极限摩擦阻力(kPa)8饱和重度sat(kN/m3)22序号2土名称淤泥土厚度(m)2土的重度(kN/m3)17土的内摩擦角()10粘聚力C(kPa)10极限摩擦阻力(kPa)12饱和重度sat(kN/m3)22序号3土名称粘性土土厚度(m)3土的重度(kN/m3)20土的内摩擦角()20粘聚力C(kPa)25极限摩擦阻力(kPa)20饱和重度sat(kN/m3)22二、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1.3的要求。三、计算公式: Fs=cili+(h1i+h2i)bi+qbicositani/(h1i+h2i)bi+qbisini 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； -土层的计算重度； 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； h1i -第i条土水位以上的高度； h2i -第i条土水位以下的高度； -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-0.5)bi-l02)1/2-r+l0-(i-0.5)bitan 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； -土坡与水平面的夹角； h1i的计算公式 h1i=hw-(r-hi/cosi)cosi-rsin(+)-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(ibi-l0)/r2r/360 i=90-arccos(i-0.5)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 1.954 38.481 0.541 4.733 4.764 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 1.499 39.002 2.495 9.912 10.221 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= 1.9541.30 满足要求! 标高 -3.000 m第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.4991.30 满足要求! 标高 -6.000 m拉森钢板桩相关参数：1、基本参数：a)支护入土深度h：4.5m；b)基坑深度t：3.0; c)土体平均密度r：16KN/m3；d)地面荷载q：0；e)钢板桩长度L：8.5m；f)软土内聚力C：5Kpa； h) 软土内mc 摩擦角0：8oi) 角支撑钢梁220， 长度约8.5m；j)锚杆抗拔力f：150KN/g) 钢板桩抗弯强度(抗森)：182Mpa。2、基本力学数据计算：a) Ka=tg2(45-0/2)=tg41=0.72。 b) Kb=tg2(45+0/2)=tg249=1.323。c) h0=2c/r =25/16 =0.72m。d) Ea1/2(KaHa2)=1/20.7563.52=4.63Kpa。e) Ep=1/2(KpHp2)=1/21.3233.52=8.1Kpa。f) 钢板桩桩身最大弯矩Mmax=EahaSEphpS =EahaHLEphpHL =3.92KNM ha=1/3(Hho)=0.93m,hp=0.39 g) 桩身最大剪力Qmax=EahaHLEphpHL。h) 桩顶最大水平位移Umax=QH/=6.6mm。i) 钢板桩身应力强度=Q