土方邊坡計(jì)算計(jì)算書.docVIP

土方邊坡計(jì)算書本計(jì)算書參照建筑施工計(jì)算手冊江正榮 編著 中國建筑工業(yè)出版社、實(shí)用土木工程手冊第三版 楊文淵 編著 人民教同出版社、地基與基礎(chǔ)第三版 中國建筑工業(yè)出版社等相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行編制。本工程基坑壁需進(jìn)行放坡，以保證邊坡穩(wěn)定和施工操作安全。基坑挖方安全邊坡按以下方法計(jì)算。一、參數(shù)信息:坑壁土類型：淤泥質(zhì)二坑壁土的重度(kN/m3)：17.25坑壁土的內(nèi)摩擦角()：12.5坑壁土粘聚力c(kN/m2)：12.5基坑開挖深度h (m)：6.0二、挖方安全邊坡計(jì)算:挖方安全邊坡按以下公式計(jì)算 ：h=2csincos/(sin2(-)/2)其中 - -土方邊坡角度()解得，sin= 0.929則，= 68.326 =12.50，為陡坡坡度：1 / tan =0.4本工程的基坑壁最大土方坡度為1：0.4(垂直：水平)。土坡穩(wěn)定性計(jì)算書本計(jì)算書參照建筑施工計(jì)算手冊江正榮 編著 中國建筑工業(yè)出版社、實(shí)用土木工程手冊第三版 楊文淵 編著 人民教同出版社、地基與基礎(chǔ)第三版 中國建筑工業(yè)出版社、土力學(xué)等相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行編制。計(jì)算土坡穩(wěn)定性采用圓弧條分法進(jìn)行分析計(jì)算，由于該計(jì)算過程是大量的重復(fù)計(jì)算，故本計(jì)算書只列出相應(yīng)的計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果，省略了重復(fù)計(jì)算過程。本計(jì)算書采用畢肖普法進(jìn)行分析計(jì)算，假定滑動(dòng)面為圓柱面及滑動(dòng)土體為不變形剛體，還同時(shí)考慮了土條兩側(cè)面的作用力。一、參數(shù)信息:條分方法：畢肖普法；條分塊數(shù)：4；不考慮地下水位影響；放坡參數(shù)：序號(hào) 放坡高度(m) 放坡寬度(m) 平臺(tái)寬度(m) 條分塊數(shù) 1 6.00 3.00 6.00 0.00荷載參數(shù)：序號(hào) 類型 面荷載q(kPa) 基坑邊線距離b0(m) 寬度b1(m) 1 局布 10.00 1 4土層參數(shù)：序號(hào) 土名稱 土厚度 坑壁土的重度 坑壁土的內(nèi)摩擦角 內(nèi)聚力C 飽容重 (m) (kN/m3) () (kPa) (kN/m3) 1 淤泥質(zhì)二 2.00 17.25 12.50 12.50 1.00 2 粘性土 8.00 17.25 14.50 14.00 1.00 二、計(jì)算原理:根據(jù)土坡極限平衡穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算。自然界勻質(zhì)土坡失去穩(wěn)定，滑動(dòng)面呈曲面，通常滑動(dòng)面接近圓弧，可將滑裂面近似成圓弧計(jì)算。將土坡的土體沿豎直方向分成若干個(gè)土條，從土條中任意取出第i條，該土條上存在著:1、土條自重Wi，2、作用于土條弧面上的法向反力Ni，3、作用于土條圓弧面上的切向阻力或抗剪力Tri，4、土條弧面上總的孔隙水應(yīng)力Ui，其作用線通過滑動(dòng)圓心，5、土條兩側(cè)面上的作用力Xi+1,Ei+1和Xi,Ei.如圖所示： 當(dāng)土條處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，即Fs1,上述五個(gè)力應(yīng)構(gòu)成平衡體系?？紤]安全儲(chǔ)備的大小，按照規(guī)范要求，安全系數(shù)要滿足1.3的要求。三、計(jì)算公式:Fs=(1/mi)(cbi+bihi+qbitan)/(bihi+qbi)sinimi=cosi+1/Fstansini式子中：Fs -土坡穩(wěn)定安全系數(shù)；c -土層的粘聚力； -土層的計(jì)算重度；i -第i條土到滑動(dòng)圓弧圓心與豎直方向的夾角； -土層的內(nèi)摩擦角；bi -第i條土的寬度；hi -第i條土的平均高度；h1i -第i條土水位以上的高度；h2i -第i條土水位以下的高度；q -第i條土條上的均布荷載 -第i土層的浮重度其中，根據(jù)幾何關(guān)系，求得hi為：h1i=hw-(r-hi/cosi)cosi-rsin(+)-H式子中：r -土坡滑動(dòng)圓弧的半徑；l0 -坡角距圓心垂線與坡角地坪線交點(diǎn)長度； -土坡與水平面的夾角； h1i的計(jì)算公式:h1i=hw-(r-hi/cosi)cosi-rsin(+)-H 當(dāng)h1i hi 時(shí)，取h1i = hi； 當(dāng)h1i 0時(shí)，取h1i = 0；h2i的 計(jì)算公式： h2i = hi-h1i；hw -土坡外地下水位深度； i=90-arccos(i-0.5)bi-l0)/r四、計(jì)算安全系數(shù):將數(shù)據(jù)各參數(shù)代入上面的公式，通過循環(huán)計(jì)算，求得最小的安全系數(shù)Fs：-計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 0.920 29.589 -0.469 8.883 8.896 示意圖如下：-土釘墻支護(hù)計(jì)算書品茗軟件大廈工程；屬于結(jié)構(gòu);地上0層;地下0層；建筑高度：0m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：0m ；總建筑面積：0平方米；總工期：0天；施工單位：某某施工單位。本工程由某某房開公司投資建設(shè)，某某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，某某勘察單位地質(zhì)勘察，某某監(jiān)理公司監(jiān)理，某某施工單位組織施工；由章某某擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，李某某擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。本計(jì)算書參照建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ120-99 中國建筑工業(yè)出版社出版建筑施工計(jì)算手冊江正榮 編著 中國建筑工業(yè)出版社、實(shí)用土木工程手冊第三版 楊文淵 編著 人民教同出版社、地基與基礎(chǔ)第三版 中國建筑工業(yè)出版社、土力學(xué)等相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行編制。土釘墻需要計(jì)算其土釘?shù)目估休d力和土釘墻的整體穩(wěn)定性。一、參數(shù)信息:1、基本參數(shù)：側(cè)壁安全級(jí)別：二級(jí)基坑開挖深度h(m)：6.000；土釘墻計(jì)算寬度b(m)：15.00；土體的滑動(dòng)摩擦系數(shù)按照tan計(jì)算，為坡角水平面所在土層內(nèi)的內(nèi)摩擦角；條分塊數(shù)：4；考慮地下水位影響；基坑外側(cè)水位到坑頂?shù)木嚯x(m)：5.000；基坑內(nèi)側(cè)水位到坑頂?shù)木嚯x(m)：7.000；2、荷載參數(shù)：序號(hào) 類型 面荷載q(kPa) 基坑邊線距離b0(m) 寬度b1(m) 1 局布 10.00 0.5 -3、地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)如下：序號(hào) 土名稱 土厚度 坑壁土的重度 坑壁土的內(nèi)摩擦角 內(nèi)聚力C 極限摩擦阻力 飽和重度 (m) (kN/m3) () (kPa) (kPa) (kN/m3) 1 淤泥質(zhì)二 2.00 17.25 12.50 12.50 112.00 20.00 2 粘性土 8.00 17.25 14.50 14.00 112.00 20.00 4、土釘墻布置數(shù)據(jù)：放坡參數(shù)：序號(hào) 放坡高度(m) 放坡寬度(m) 平臺(tái)寬度(m) 1 6.00 3.00 6.00 土釘數(shù)據(jù)： 序號(hào) 孔徑(mm) 長度(m) 入射角(度) 豎向間距(m) 水平間距(m) 1 120.00 6.00 20.00 1.00 1.50 2 120.00 5.00 20.00 1.50 1.50 3 120.00 2.50 20.00 2.00 1.50 二、土釘(含錨桿)抗拉承載力的計(jì)算:單根土釘受拉承載力計(jì)算，根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99，R=1.250Tjk1、其中土釘受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值Tjk按以下公式計(jì)算：Tjk=eajksxjszj/cosj其中 -荷載折減系數(shù) eajk-土釘?shù)乃胶奢d sxj、szj-土釘之間的水平與垂直距離 j-土釘與水平面的夾角按下式計(jì)算：=tan(-k)/2(1/(tan(+k)/2)-1/tan)/tan2(45-/2)其中 -土釘墻坡面與水平面的夾角。 -土的內(nèi)摩擦角eajk按根據(jù)土力學(xué)按照下式計(jì)算： eajk=(iszj)+q0Kai-2c(Kai)1/22、土釘抗拉承載力設(shè)計(jì)值Tuj按照下式計(jì)算Tuj=(1/s)dnjqsikli其中 dnj-土釘?shù)闹睆健?s-土釘?shù)目估Ψ猪?xiàng)系數(shù)，取1.3 qsik-土與土釘?shù)哪Σ磷枇?。根?jù)JGJ120-99 表6.1.4和表4.4.3選取。 li-土釘在直線破裂面外穿越穩(wěn)定土體內(nèi)的長度。層號(hào) 有效長度(m) 抗拉承載力(kN) 受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN) 初算長度(m) 安全性 1 3.16 102.78 0.00 2.75 滿足 2 3.06 99.46 7.36 2.16 滿足 3 1.67 54.22 58.45 2.50 不滿足 第1號(hào)土釘鋼筋的直徑ds至少應(yīng)?。?.000 mm；第2號(hào)土釘鋼筋的直徑ds至少應(yīng)?。?.589 mm；第3號(hào)土釘鋼筋的直徑ds至少應(yīng)?。?5.750 mm； 三、土釘墻整體穩(wěn)定性的計(jì)算:根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99要求，土釘墻應(yīng)根據(jù)施工期間不同開挖深度及基坑底面以下可能滑動(dòng)面采用圓弧滑動(dòng)簡單條分法如下圖，按照下式進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算： 公式中：k-滑動(dòng)體分項(xiàng)系數(shù)，取1.3；0-基坑側(cè)壁重要系數(shù)；i-第i條土重；bi-第i分條寬度；cik-第i條滑土裂面處土體固結(jié)不排水(快)剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值；ik-第i條滑土裂面處土體固結(jié)不排水(快)剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值；i-第i條土滑裂面處中點(diǎn)切線與平面夾角；j-土釘與水平面之間的夾角；Li-第i條土滑裂面的弧長；s-計(jì)算滑動(dòng)體單元厚度；Tnj-第j根土釘在圓弧滑裂面外錨固與土體的極限抗拉力，按下式計(jì)算。Tnj=dnjqsiklnjlnj-第j根土釘在圓弧滑裂面外穿越第i層穩(wěn)定土體內(nèi)的長度把各參數(shù)代入上面的公式，進(jìn)行計(jì)算可得到如下結(jié)果：-計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 10.682 29.589 -0.078 1.481 1.483 示意圖如下：計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第2步 4.106 29.589 -0.196 3.701 3.706 示意圖如下：計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第3步 3.368 29.589 -0.352 6.662 6.672 示意圖如下：計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第4步 2.808 29.589 -0.469 8.883 8.896 示意圖如下：-計(jì)算結(jié)論如下：第 1 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Fs= 10.6821.30 滿足要求! 標(biāo)高 -1.000 m第 2 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Fs= 4.1061.30 滿足要求! 標(biāo)高 -2.500 m第 3 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Fs= 3.3681.30 滿足要求! 標(biāo)高 -4.500 m第 4 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Fs= 2.8081.30 滿足要求! 標(biāo)高 -6.000 m四、抗滑動(dòng)及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 (1)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑動(dòng)安全系數(shù)按下式計(jì)算：KH=f/Eah1.3式中，Eah為主動(dòng)土壓力的水平分量(kN)； f為墻底的抗滑阻力(kN)，由下式計(jì)算求得：f=(W+qBaSv) 為土體的滑動(dòng)摩擦系數(shù)； W為所計(jì)算土體自重(kN) q為坡頂面荷載(kN/m2)； Ba為荷載長度； Sv為計(jì)算墻體的厚度，取土釘?shù)囊粋€(gè)水平間距進(jìn)行計(jì)算1級(jí)坡：KH=1.2978508232267E2911.3，滿足要求！(2)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算抗傾覆安全系數(shù)按以下公式計(jì)算：KQ=MG/MQ式中，MG-由