土方安全邊坡的計(jì)算

1、土方安全邊坡的計(jì)算1.8挖方安全邊坡的計(jì)算土方開挖，一般應(yīng)根據(jù)土的類別按施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定放坡，以保證邊坡穩(wěn)定和施工 操作安全。但規(guī)范只作原則規(guī)定，不夠具體。以下簡(jiǎn)介通過計(jì)算確定邊坡的方法，只要知 道土的重度、內(nèi)摩擦角和粘療力值無(wú)地質(zhì)資料時(shí).可査有關(guān)手冊(cè))，便可由計(jì)算確定安 全邊坡。78(1-79)如圖1-20,假定邊坡淆動(dòng)面通過坡K一平面，滑動(dòng)面上部土體為ABC,其重力為P.無(wú) tK 0 - <r)2 sin* sina當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)”挖方邊 坡的允許最大高度可按下式卄算:2csincos式中 7土的St度(kN/m)；S邊坡的坡度角Hi 護(hù)一土的內(nèi)犀擦角C)j r土粘楽力(

2、kN/m2)由上式，如知土的人 值.假定開挖邊坡的坡度角G值，即可求得挖方邊坡的 允許繪大高度h值弋由上式還可知以下情況：(1) 當(dāng)3=卑時(shí)，h = 8,即邊墟的極限高度不受限制上坡處于平無(wú)狀埶此時(shí)土 的粘豪力未1ft利用。(2) 當(dāng)d>F時(shí)，為陡蹴此時(shí)值超大.允許的邊坡高度h可越高。(3) 當(dāng)6>9時(shí).若c = Q,則h=0t就時(shí)挖方邊坡的任何高度將是不穩(wěn)定的。(4) 當(dāng)X甲時(shí)，為緩坡.此時(shí)0越小，允許坡高越大?！纠?6 巳師土的重度yl8.0kN/m3內(nèi)摩據(jù)角p = 20粘聚力= 10kN/m 求：(1)當(dāng)開挖坡度角"60僦 土坡穩(wěn)定時(shí)的允許最大高度；挖土坡度為6.

3、5m時(shí) 的櫓定坡度8。(»(1)由(1-79)式得;Z * 10凱n6(Tg2(r18sin3(60* 一 珂2=7* 72 m故土坡允許最大高度為7.72m2 x 10sin0cQs2(r(2>將巳知挖土坡高A=6*5m及廠卩、c值代人(1-79)式得:6.5 =鮮之得sixiS-0,906, = 65故上坡的穩(wěn)定坡角為65冷土方直立壁開挖高度計(jì)算1.9 土方直立壁開挖高度計(jì)算土方幵挖時(shí)*當(dāng)土質(zhì)均勻，且地下水位低于基坑(槽、潮底聞標(biāo)商時(shí)、挖方邊坡可 以做成直立壁不加tWc對(duì)粘性土塞宜墮允許最大高度町厲按以下步翼計(jì)尊(囲 1-21) t令作用在坑璧上土壓力£, = (

4、>.即=罟&(45* -：亠 2<Atg冶一手 +解之得r h = - ( 2fr心r)麻貲全系數(shù)為K (- JR用匚25), *E.K/tgl 45- - 土當(dāng)坑風(fēng)護(hù)道上有均布荷載q (kN/ml) 則ffi 1-21宜立It幵椅高産計(jì)笄骨囲E.(1-81)式中/坑壁上的亀度(kN/m1)*護(hù)坑璧上的內(nèi)棒攥肅(*) r 一坑垂土的粘聚力(kN/2)!h基坑開挖高度(m)<【例I專刃 基坑開挖，土質(zhì)為粉質(zhì)粘土. 土的重度為18.2kN/m內(nèi)摩擔(dān)角為勿 粘聚力為mSkN/n?,坑頂護(hù)道上均布荷載4.5kN/m3,堪計(jì)算城虜垂宜開陀罐大允許 Ktt；【解】 取K = l.

5、2Sf由上式(1-81),2 X 14.54*5rmw舊1.25 X 18f2tg(45* -歲 18=1.故直立舉開挖允許理大高度為l + 58mD基坑開挖最小深度的鹽酸MO基坑開挖最小深度的驗(yàn)算基坑開挖后，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)槽，除了檢驗(yàn)基坑尺寸、標(biāo)高、土質(zhì)是否符合設(shè)計(jì)要求外，還 應(yīng)檢驗(yàn)或核算基坑開挖的探度能否満足承栽力要求，下面簡(jiǎn)介一種簡(jiǎn)單驗(yàn)算方法。如圖1-22所示，假定基礎(chǔ)底AB±,因上部結(jié)構(gòu)物畫量,受到單位壓力pi作用.則 在基底四周的土煤，應(yīng)有一個(gè)側(cè)壓力角來(lái)支持，按朗金理論.兩者的關(guān)系為：i45，-fi 式中卩一土壤的內(nèi)摩擦角口 壓力角尊于基底以上土重，其棘度 為D.設(shè)土壤單位重力為

6、y,則的二 胡*5-曰 =?訓(xùn)4$ _于)Pa = Pi(1-82)JlJJ|rU!J4BTU|LP工廚W AB 丹7Dt或P廠(1-83)PiMlHTF上式為無(wú)粘性土壤中基礎(chǔ)的理論最 小深度，如果為粘性土，分析方法同上, 根據(jù)土壓力計(jì)算公武可得劇相當(dāng)于式 83)的最小深度公式為'<1-84)ODS1式中c粘豪力*【例1-2S廠房柱基礎(chǔ)，對(duì)地基壓力為210kN/m地基上為砂土，單位重力了二要求安全系® K=2,試求該基礎(chǔ)最小埠量琛度。17.SkN/m內(nèi)援彌護(hù)34二M 由式(1*83)得圖45-胡"X皚XX冶-號(hào)卜l9m17.8【例1-28 廠房柱基礎(chǔ)，對(duì)地基壓

7、力為210kN/m3r地基上為砂土，單位重力孑二17.8kN/m內(nèi)摩按角=3< 孌求安全系數(shù)K=2,試求誄基礎(chǔ)量小埋量深度。IK 由式(1-83)得* "K?時(shí)仏制=2xnxtg4f45#"¥)=1-9ro滑坡分析與計(jì)算m滑坡分析與計(jì)算山區(qū)建廠，平雑場(chǎng)地，開挖基坑（AT）,或修疑道路、開筆挖方，往建不適當(dāng)?shù)膶⑸?休坡腳挖去】或在坡堆上堆或邊坡坡度不慘，或地下、地面水的浸入*降低上與土、 土林與罟面之間的抗剪強(qiáng)度尊尊，造成滑坡條件。為了評(píng)價(jià)山城的穩(wěn)定柱和設(shè)負(fù)支撩 結(jié)構(gòu)，預(yù)防淆坡，工程施工前，常需進(jìn)行淆坡的分析與計(jì)算'求出推力大小、方向和作用1-23瘠蟹

8、推力計(jì)點(diǎn).以僮為坡體穩(wěn)定性分析利采 取抗滑措施提供可靠依據(jù)，以確 課施工和工程使用安全外滑坡推力系梢滑坡體向下滑 動(dòng)的力與巖土抵抗向下滑動(dòng)力之 畫(又稱剩余下滑力)，常用折線 法(又稱傳蠱系數(shù)法)進(jìn)行分析 和計(jì)算"當(dāng)滑休具疳多層滑動(dòng)面 時(shí)'旋取推力最大的滑動(dòng)面確定 滑坡推力。計(jì)算時(shí)，假定滑坡面 為折統(tǒng)形.斜坡土石怵沿著堅(jiān)碩 土層或巖層面柞血怵淆動(dòng)(滑面 TK由工程地質(zhì)勘察報(bào)告提供”并設(shè)淆坡推力作用點(diǎn)也于兩段界 面的中點(diǎn)，方向平行于各段滑面 的方向匚計(jì)算時(shí)，順淆坡主軸的土條作為計(jì)算基本截面，不考慮土儀兩側(cè)的摩擦 力。如圖l-23t假設(shè)滑體處于極限平綺狀態(tài).則滑坡推力可按下式計(jì)算

9、*凡-+ K1G* - Gaatgp. - CalR式中 幾一笫n段滑休沿著滑面的剩余下滑力(kN/m);Fft-T第斗7段滑體沿著滑面的剰余下滑力(kN/m)；0椎力傳遞索數(shù)20 = cos(民-1 - fln) - sin(fib_i - n)tgp其中 氐Pn-1分別英第怦段和第n段滑面與水平面的夾角C)； 肌一第n段滑體沿滑面士的內(nèi)摩擦埔標(biāo)準(zhǔn)值O?Kt滑坡推力安全聚數(shù).根據(jù)滑坡現(xiàn)狀及其對(duì)工程的彰響等因素確定；對(duì) 一般建筑Wl.25,二級(jí)建筑物5(1.15.三級(jí)建筑物®l,05(S Gw分別為第碎段滑體自瑩力產(chǎn)宅的平行于淆面的分力和垂直于淆面的 分力(kN/m)iGm = GD

10、sinB; Gg = GncosB;Go疥并段滑體的自靈力(kN/m)j%第n段滑體沿著滑面土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m1)!4第赳段滑動(dòng)面的拴度(H1人計(jì)算時(shí)、從上往下逐段計(jì)其剩余下滑力，并逐段下傳* 直到滑體的聶后一段或支持 結(jié)構(gòu)，可斜出滑坡的圮終推力或支擋結(jié)構(gòu)所承受的滑坡推力。在計(jì)算過程中，如果枉科一段的剩余下淆力為零或?yàn)樨?fù)值時(shí)，表明該段不存宦滑坡掠 力*應(yīng)從下段竜新開始累計(jì)。如堰后一戦滑坡體推力為零或?yàn)樨?fù)值時(shí)，表明叢個(gè)斛坡是穩(wěn) 定的如為正值.則不橡定，應(yīng)考慮設(shè)直支檔結(jié)構(gòu)，且阻擠滑坡律的滑動(dòng)或?qū)ι狡逻M(jìn)行 削坡卸荷址理。計(jì)算時(shí)，應(yīng)選擇平行于滑坡方向的幾個(gè)具有代表性的剖面進(jìn)行計(jì)算(一般不少于2

11、 牛人以擱余推力最大的潘坡體作為評(píng)價(jià)山披穩(wěn)定或St豐支擋結(jié)構(gòu)的依據(jù)“為的止邊坡失穗山體滑堆.一般常采取下列措施：(1)做好坡面、±fc面排水，設(shè)矍 排水溝，防止地面水浸人滑坡地段必賽時(shí)采取防律措施，如城面坡腳的保護(hù).逼免在毎 響邊城穗定范隅內(nèi)積水j在地下水影響較大悄況下，應(yīng)做好地下排水工程或井點(diǎn)降水. 采取卸載措施”減小坡面坡頂堆載.將邊坡設(shè)計(jì)戰(zhàn)臺(tái)階或緩玻，減小下淆土休0亶* 或去土減畫.探持適當(dāng)坡度；(3)設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，可根據(jù)邊坡蟲穗時(shí)推力的大小、方向作 用點(diǎn).設(shè)武力式抗滑持増L凰淆樁、抗清錨桿、護(hù)坡樁尊抗淆貓構(gòu)加固壩髀，并將支擋 結(jié)構(gòu)埠置于滑簸面以下的穗定土(巖)星中。Iffli

12、 M 某廠黃利水源取水第站緊靠何岸邊設(shè)BL背面為賛土烏填，由于整平垢 地、倏建泵站切割了原山體坡悴，造成滑坡朵件，使覆蓋土層有可能沿底部軟弱土層滑 葡9軽地質(zhì)勘奈滑坡主軸方商的縱剖面如圏1-24所示。按滑動(dòng)面的方向?qū)⒒求w分為4 段.各段土章力Gn,柑動(dòng)面怏度E,與水平面的夾角月以及土的補(bǔ)C值如圈中所注°滑 坡推力安全系數(shù)K,采用135.試計(jì)算沿若滑坡主軸方向?qū)B面的淆坡推力。”圖卜24満城主抽方向飆剖血的上質(zhì)螯忡2攜：flt樁卜鼻一護(hù)揪桂M 服柑坡主軸方徇取lm寬的土條作為計(jì)算單元，分段計(jì)算構(gòu)坡律的自直力和 滑坡推力*幷逐段往下傳謹(jǐn)匸第一段：G|-8670kN/mGu Gisin

13、i - 8670sin46#30J = 6289kN/mGlr= Gg囲=867Uca946*30,諾 59681cN/mFt = AiGi. - GiMft - *i*i= l.isx 6289 - S968tg22" -2X69= 46S3N/m第二段 r G2 = 20070kN/m6產(chǎn) G品阻=20070sin22'50，= 7787kN/m G?cos 角=20070cos22* 50'=18498kN/n>1 = 00® Tft) _sin (/Si-ft) tg?>2 =cos (46*30R-22*50J)導(dǎo)in (46'

14、30, 22*50*) tglS*= 0.786Fa = Fii + tG2t-G2atg2 c2£2-=4683X0.786 + 1.15X 7787- 18498tgl8*-2.2X37 =6544kN/m第三段：Gj21240kN/mG3t = Gjsin = 21240sin28n50, = 10242kN/mG3o = G5ccfi 21240cos28'50, = 186O7kN/m1 = cos (ft - ft) -sin (Bz 禺” tgfa= coj (22*50-28*5(0 -ain (2250* - 28*50*) ig20- = 0.957F3«F22 + KQ童-6也帀= 6544 X Q.957 + 1.15 X 1024Z - I8607tg20*-4,5x46=11062kN/m第四段；G4 = 19700kN/mG*,= G4sin4 = 19700sin8* = 2742kN/mG4n = G 斗 ms仇=19700cos8' = 195