基坑专项施工方案

基坑专项施工方案土方边坡计算计算书****建设工程工程；属于框架结构;地上****层;地下1层；建筑高度：39.5m；标准层层高：3.6m；总建筑面积：7235.2平方米；总工期：380天；施工单位：安庆三江建设工程总公司。本工程由****投资建设，****设计，****监理，****组织施工；由****担任项目经理，****担任技术负责人。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等相关文献进行编制。本工程，基坑土质为粘性土，且地下水位低于基坑底面标高，挖方边坡可以做成直立壁不加支撑。最大允许直壁高度按以下方法计算。一、参数信息:坑壁土类型：粘性土坑壁土的重度γ(kN/m3)：18.75坑壁土的内摩擦角φ(°)：20.0坑壁土粘聚力c(kN/m2)：23.5坑顶护道上均布荷载q(kN/m2)：4.5二、土方直立壁开挖高度计算:土方最大直壁开挖高度按以下公式计算：hmax=2×c/(K×γ×tan(45°-φ/2))-q/γ其中，hmax--土方最大直壁开挖高度γ--坑壁土的重度(kN/m3)φ--坑壁土的内摩擦角(°)c--坑壁土粘聚力(kN/m2)K--安全系数（一般用1.25）hmax=2×23.5/(1.25×18.75×tan(45°-20.0°/2))-4.5/18.75=2.62m；本工程的基坑土方立直壁最大开挖高度为2.62m。土坡稳定性计算计算书本计算书参照《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：14；考虑地下水位影响；基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：2.000；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)条分块数12.003.001.000.0023.004.001.000.00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满布10.00----土层参数：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C饱容重基坑专项施工方案(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1粘性土7.0018.0020.0023.5022.00二、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+[(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；基坑专项施工方案其中，根据几何关系，求得hi为：hi=(r2-[(i-0.5)×bi-l0]2)1/2-[r+l0-(i-0.5)×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}/360θi=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4.41425.9861.7012.9083.369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2.49234.0123.5938.0768.839示意图如下：基坑专项施工方案--------------------------------------------------------------------------------------计算结论如下：第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=4.4141.30满足要求![标高-2.000m]第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=2.4921.30满足要求![标高-5.000m]