中医院深基坑支护施工方案(放坡)

1.1  基本情况

该工程座落于某市 中医院内，本工程建筑层数地下一层，地上十层，建筑高度37.40m，总建筑面积282.29m2，其中基底建筑面积3196.17 m2；建筑结构形式为框架-剪力墙结构，抗震设防烈度为七度，基础形式-----天然地基承台基础；建筑防火设计类别为一类高层，耐火等级为一级；人防工程防护等级为核5级。

该工程基坑开挖面积为3196.17m2，开挖深度为4.6m，现场地北侧为一由东往西上坡的斜坡道（坡度为10%），坡高约3米；场地西侧系新开挖形成的陡坡，坡高约3米，倾角约30°，坡顶面较为平坦的道路面；场地东、南侧已成平地，其中东侧A轴一侧毗邻一建筑物，建筑物为天然地基基础，该工程的地下室底板距离已建建筑物4.4米。

1.2地质情况

绝对标高、与相对标高：

1、本工程±0.00相当于绝对标高（黄海高程）为9.75米，外地台标高相当于绝对标高（黄海高程）为9.71米。

①现场自然面相对标高 -0.04米；

②基坑垫层底面相对标高一4.米；

③基坑底周边排水沟底面相对标高一5.10米；

④基坑开挖深度4.60米(不含坑底排水沟 500mm×500mm和承台基础坑底)

2、周边环境 :

基坑左侧有一已建楼房，基础为天然地基条形基础，距离该工程的地下室底板4.4m左右，其余三侧的场地较开阔。

3、地质情况：

    详见《岩土工程勘测报告》。

第二章  基坑开挖方案

2.1 基坑开挖方式

本工程无地下管道，左侧有一建筑物，其余三侧场地比较开阔，根据地质报告,开挖基坑的范围基本上是强风化岩层，土层比较坚硬。根据设计图纸，基坑从自然地面计算，开挖深度在4.6m，所以本工程的基坑采取放坡开挖的方式，排水采取明沟排水。开挖平面图详见图一。

图一、基坑场地示意图

2.2 开挖方案和排水方案

1、针对本工程周围较开阔和地质条件较好的特点，土方采取一次性放坡开挖，开挖放坡为1：0.3。基坑底的长度和宽度为边轴线外加1.5米作为施工作业面和挖排水沟用。大样详见图二A-A基坑开挖剖面图，具体计算详见附计算书一。

图二、A-A基坑开挖剖面图

2、针对本工程左侧A轴部分邻近一建筑物的特点，且基坑边沿与建筑之间净距离为3.0米，建筑物基础底高于开挖基坑底3.6米，现采用1：0.3的放坡开挖，基坑底的长度和宽度为边轴线外加1.2米作为施工作业面和挖排水沟用。大样详见图三B-B基坑开挖剖面图，具体计算详见附计算书二。

图三、B-B基坑开挖剖面图

3、针对本工程左侧A轴部分邻近一已有边坡的特点，且基坑边沿与已有边坡底之间净距离为3.0米，现采用1：0.3的放坡开挖，基坑底的长度和宽度为边轴线外加1.2米作为施工作业面和挖排水沟用。大样详见图四C-C基坑开挖剖面图，具体计算详见附计算书三。

图四、C-C基坑开挖剖面图

3、排水方案： 

排水采取基坑外排水和基坑内集排水。基坑外在离坡顶1.0米外自然地坪处设置500×500的排水沟，每隔30米设一集水井，直径为1500MM，井底比沟底深1000MM，并配置水泵，不让地面水流入基坑内。在基坑底距坡角500MM处设500×500排水沟，每隔30米设一集水井。这样，自然降水及部分土层内存水通过上层排水沟排至于、集水井，由潜水泵排至城市排水管网，部分土层内含水和自然雨水可通过基坑内排水沟和集水坑泵至基坑外排水沟内，由潜水泵排至城市排水管网。排水沟渠和集水井均浇C10素混凝土，避免水在排水沟渗透至边坡土体里。当基坑达到设计标高时，井底铺碎石滤水层，当基础完成后，应及时回填。

第三章  土方开挖施工方案

3.1  施工准备

1、 技术准备

(1)施工现场控制网测量：现场勘察，根据建筑总平面图，按照规划部门的红线控制基点和施工图纸，建立施工使用的轴线控制（点）网，并投测到不受施工影响的地方，做好保护措施；引入轴线、高程点。

(2)组织施工技术人员及技术工人熟悉施工图纸，认真学习会审记录、施工方案和施工规范等有关文件资料，调查分析原始资料，包括调查工程地质、水文地质、地下障碍物、地下管线、周围建筑物的基础形式等，制定各项保护应对处理的措施。根据施工工艺方案，向施工人员进行技术交底。减少和避免施工误差。

(3)及时编制施工预算、落实资金使用计划，编制季度、月度施工进度计划，编制各项材料进场计划。

(4)根据《建设工程施工现场管理规定》、《建筑施工安全检查标准》，认真做好各项安全工作。

(5)做好前期使用的材料检验、送检工作。

2.施工现场准备

根据工程场地的实际情况和施工需要，结合周边环境的情况，做好围墙及变压器的防护措施；场地的平整工作同时进行，按照施工总平面图布置临时办公室，接通施工所需要的水、电线路，设置消防、保卫措施。对建设单位提供的周边管线位置进行实地探测，准确测定管线的位置。

做好施工场地硬地化等文明施工措施，浇筑100厚C15砼地坪，为工程施工做好准备。布置材料堆场。

做好场地的排水沟，设置出入口洗车槽及污水沉淀池，污水经沉淀后再排入市政管网。

3、物资准备

(1)组织建筑材料进场。因为场地关系，根据材料供应计划分批组织进场，按规定地点堆放，并做好遮盖保护，同时对各种进场材料进行抽检试验，对不合格产品坚决退货。

(2)组织施工机具进场。按照施工设备表的设备进场时间，做好调配、租赁或购置计划，按规定地点存放和安装，并做好相应的保养和试运转工作，确保运转正常。为投入使用作准备。

3.2 开挖路线

放坡开挖施工工艺：测量定位→机械进场→土方开挖→人工修边坡→基底平整→基底普探。

施工流向：本工程采用3台挖掘机，其中一台为300型，另外两台为200型，分A、B、C三个区块开挖。

3.3 开挖方案

1）本工程采用一次放坡开挖和接力开挖法。其中接力开挖法，分3步开挖，第一步由地面挖至-2.34米土，实际挖土为2.30米，直接装汽车运走；第二步由-2.34挖至-4.米，实际挖土2.30米，将土挖甩至上边挖土机工作面内，装汽车运走；第三步由-4.米挖至各个承台底部，将土挖甩至上边挖土机工作面内，装汽车运走。

2）挖土过程中测量工配合测定标高，当挖土快接近槽底时，用水准仪在槽底测设3×3m的放格控制网，并撒上白灰点，以示标记。

3）开挖时土方开挖采用机械开挖为主，人工修平削坡为辅，开挖过程中，用人工将刚开挖的坡面修理平整，随时用标杆检查边坡坡度是否正确无误。

4）挖土之前做好坑外排水,坑内明沟集排水

5）为避免超挖和欠挖，土方采用机械开挖至基坑底标高以上500mm左右，余下土方用人工开挖，避免挖掘机对原土壤的扰动和破坏。

6）挖土至设计标高，地基钎探后，尽快会同勘测、设计、甲方、质监站、监理等部门共同对基底进行验槽，办理验槽手续。

3.4、土方开挖机具和人员计划

   土方开挖机械设备计划

劳动力计划

1. 开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩 , 防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。

2. 基坑四周设排水沟、集水井,场地设置一定坡度,以防雨水浸泡基坑和场地。

3. 夜间施工时应设足够的照明,防止地基、边坡超挖。

第四章    基坑监测设计

4.1、监测点、控制点布置

A、根据基坑开挖设计方案，按《建筑安装工程施工测量规范》BJ212－88、《建筑基坑支护规程》JGJ120－99的相关规定和要求，以及勘察报告提供的地层结构与场地周边的实际情况，基坑壁位移按安全等级为三级布设观测点、控制点和基准点。

B、水平位移监测点在基坑坡顶布置1排，按30m间距沿基坑开挖线方向布置。基坑顶竖向位移监测点沿基坑四周根据情况布设。

C、控制点和基准点应根据现场实际情况选定和埋设，其埋设位置与边坡的垂距大于30m，以免边坡位移时，控制点和基准点产生影响。控制点、沉降基准点的稳固性是确保监测数据准确与否的保证，故埋设时应按有关规定进行。

4.2、位移观测方法

应根据场地的实际情况进行选择，该场地为多边形状基坑，其施测方法为：当采用方向法观测坑壁位移变形时，可用正倒镜投点（其测量允差为±3mm）或测角法进行。

4.3、坑壁位移观测时间

该基坑工程采取人工观测和仪器测量相结合的办法进行监测，人工观测每天沿基坑壁及基坑四周进行观测，并作出记录，仪器采用DS3水准仪和DJ2经纬仪进行，每开挖一层，支护一层土钉，各观测一次。可根据坑壁变形情况决定观测次数。当变形超过有关规定时，应加密观测次数，如果有事故征兆时，应连续监测，并及时上报有关部门，采取相应措施进行处理。

4.4、竖向位移的观测：

按现场实际情况，应按四等水准测量的要求进行，视线长度不宜超过50m，按DS3水准仪精度规定，环形闭合差计算（L以公里计）。

4.5、沉降观测时间：

开始时每支护一层应进行一次，当基坑开挖结束后可根据实际情况增加或减少观测次数。

4.6、监测控制标准及警戒值：

在工程监测中，每一测试项目都应根据实际情况和计算书，事先确定相应的警戒值，以判断位移或受力状况是否会超出允许的范围，判断施工和周围建筑物是否安全，是否需要调整施工步序或优化原设计。因此，测试项目的警戒值的确定至关重要。一般情况下，警戒值应有两部分控制：总允许变化量和单位时间内的允许变化量（允许变化速率）。

根据有关规范与标准，警戒值定为如下：

支护结构变形警戒值

1、雨季施工应加强临时道路的维护和保养工作。雨季施工加强临时生产、生活设施的排水工作，并对全线排水设施进行检查，对有危害线路及构造物的隐患及时清除。

2、雨季喷射混凝土施工要严格按规定执行，砼施工中，要备有应急用的遮雨材料和防雨措施。

3、注意天气变化，做好边坡稳定监测工作。遇到大暴雨时，观测频率应加密，并及时加强现场巡查。发现异常情况时，应及时作好防灾排险工作。

4、作好物资材料防雨防潮，准备足够的薄膜、彩条布等物资。水泥、钢筋要加盖雨布等，避免受潮或生锈。

5、作好基坑坡顶和坑底的排水工作，严禁基坑积水和坡体渗水。

6、对未支护或刚支护好的坡面应用彩条布遮盖，防止冲刷坡面。

第六章    质量保证措施和安全保证措施

6.1  质量保证措施

1、土方工程施工中，应经常测量和校正其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施，定期进行复测和检查，保证其正确性。 

　　2、基坑开挖过程中应对土质情况、地下水位和标高等变化情况经常检查，做好原始记录，若发现地基土质与设计不符时，需经有关人员研究处理并做好隐蔽工程记录，确保基坑工程质量。

6.2  安全保证措施

1. 开挖边坡土方,严禁切割坡脚,以防导致边坡失稳；当山坡坡度陡于五分之一,不得在挖方上侧堆士。

     2. 机械行驶道路平整、坚实；底部应铺设路基箱垫道,防止作业时下陷； 

3. 机械挖土分层进行,合理放坡, 防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、淹埋等事故。用推土机回填,铲刀不得超出坡沿,以防倾覆。陡坡地段堆土设专人指挥, 严禁在陡坡上转弯。推土机陷车时,用钢丝绳缓缓拖出,不得用另一台推土机直接推出。

4. 多台挖掘机在同一作业面机械开挖,挖掘机间距应大于10m; 多台挖掘机械在不同台阶同时开挖,应验算边坡稳定,上下台阶挖掘机前后应相距 30m 以上,挖掘机离下部边坡有一定的安全距离,以防造成翻车事故。

5. 机械施工区域禁止无关人员进人场地内。挖掘机工作回转半径内不得站人或进行其他作业。挖掘机、装载机卸土,应待整机停稳后进行, 不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过；装土时人都不得停留在装土车上。

    7. 挖掘机操作和汽车装土行驶要听从现场指挥； 所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶,防止撞车。

    8. 挖掘机行走和自卸汽车卸土时, 必须注意上空电线,不得在架空输电线路下工作;如在架空输电线一侧工作时,垂直与水平距离分别不得小于 2.5m 与 4~6m(110~22OKV 时 ) 。

9. 采用48钢管连接做护栏，立杆打入土层中深600mm以上，基脚用素砼浇实，间距2000mm，高1200mm，上下用涂有黄黑色漆的钢管连接，并用密目网封闭。夜间设红色警示标志。

10. 靠近A轴的基坑离原建筑物距离只有3.0米（详见图二），开挖前先在建筑物外墙做三点沉降沉测点（前、后、中间三点）开挖时认真做好测降观测，发现问题及时处理。

第七章   应急措施

分析和预测支护施工中可能发生的事故，采取相应的应急措施，是支护成败的关键，针对本工程的实际情况，我们决定采取以下应急措施：

1、现场准备一定数量的砂袋及砂土，必要时可对被动区采取压重法，可有效减少基坑变形和抵抗基坑隆起。

2、对于局部土体剥落，可采用沙袋填充和预留注浆管封闭注浆。

3、对于局部土体较湿不能成孔的部位，可采取同长度φ48钢管替代土钉。

4、如边坡变形较大，可加长土钉进行加固。

附计算书一

土坡稳定性计算计算书

某市基层中医药人才临床培训基地工程；属于框剪结构;地上10层;地下1层；建筑高度：37.4m；标准层层高：3.3m ；总建筑面积：282.29平方米；总工期：0天；施工单位：广东金辉华集团有限公司。

本工程由某市 中医院投资建设，某市建筑设计院设计，地质勘察，监理，广东金辉华集团有限公司组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

工程说明：本工程抗震设防烈度为7度，基础形式为天然地基承台基础，建筑防水类别及耐火等级为一类（高层），人防工程防护等级为核5级。

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；

不考虑地下水位影响；

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

  1      4.60       1.40           10.00       0.00

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      20.00              --         --

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

              (m)        (kN/m3)          (°)              (kPa)           (kN/m3)

  1 微风化岩   10.00        20.00        30.00        22.50     22.00 

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；

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}/360

θi=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      2.102       29.4       -1.573      7.073        7.246    

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= 2.102>1.30 满足要求!   [标高 -4.600 m]

附计算书二

土坡稳定性计算计算书

某市基层中医药人才临床培训基地工程；属于框剪结构;地上10层;地下1层；建筑高度：37.4m；标准层层高：3.3m ；总建筑面积：282.29平方米；总工期：0天；施工单位：广东金辉华集团有限公司。

本工程由某市 中医院投资建设，某市建筑设计院设计，地质勘察，监理，广东金辉华集团有限公司组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

工程说明：本工程抗震设防烈度为7度，基础形式为天然地基承台基础，建筑防水类别及耐火等级为一类（高层），人防工程防护等级为核5级。

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；

不考虑地下水位影响；

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

  1      4.60       1.40           10.00       0.00

荷载参数：

已建建筑物的线荷载：1.00X4.5X25=112.5(kN/m2)，现保守取150.00(kN/m2)

序号  类型     面荷载q(kPa)   基坑边线距离b0(m)  宽度b1(m)

  1      满布      20.00              --         --

  2      局布     150.00               3          1

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

              (m)        (kN/m3)          (°)              (kPa)           (kN/m3)

  1 中风化岩   15.00        21.50        30.00        22.50     22.00 

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；

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}/360

θi=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      1.783       29.4       -1.573      7.073        7.246    

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= 1.783>1.30 满足要求!   [标高 -4.600 m]

附计算书三

土坡稳定性计算计算书

某市基层中医药人才临床培训基地工程；属于框剪结构;地上10层;地下1层；建筑高度：37.4m；标准层层高：3.3m ；总建筑面积：282.29平方米；总工期：0天；施工单位：广东金辉华集团有限公司。

本工程由某市 中医院投资建设，某市建筑设计院设计，地质勘察，监理，广东金辉华集团有限公司组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

工程说明：本工程抗震设防烈度为7度，基础形式为天然地基承台基础，建筑防水类别及耐火等级为一类（高层），人防工程防护等级为核5级。

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；

不考虑地下水位影响；

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

  1      3.00       1.40            3.00       0.00

  2      4.60       1.40           10.00       0.00

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      20.00              --         --

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

              (m)        (kN/m3)          (°)              (kPa)           (kN/m3)

  1 中风化岩   15.00        21.50        30.00        22.50     22.00 

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；

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}/360

θi=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：

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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      2.542       29.569       -0.355      4.459        4.473    

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      1.695       37.457       -0.022      11.837        11.837    

示意图如下：

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计算结论如下：

第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 2.542>1.30 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= 1.695>1.30 满足要求!   [标高 -7.600 m]