基坑土方开挖及边坡处理.docx
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基坑土方开挖及边坡处理
中山市万科城
金色家园二期工程
塔吊基础
土方开挖
及边坡处理
编制人:
审核人：
中天建设集团有限公司
日期：
2013年5月13日
塔吊基础土方开挖及边坡处理
1•边坡现状分析
（1）该工程场地，设计地面高低变化较大，基础底标高不等。
东风镇万科城金色家园二期组团一地下室底板设计标高-5.3m，塔吊基础底-7.1m,中山市中大附属（万科城）外国语学校和东凤幼儿园基础承台面为-1.7m和-1m高。
（2）地下室底板下设计坑底标高，大部分为-5.30m,绝对标高1.6m（底板面标高-5.30m,底板厚1800mm,垫层厚100mm,防水层及保护层按50mm计）。
核心部分坑底标高为-6.8m,消防电梯坑底标高为7.m。
（3）以-5.3m与自然地面标高对比，挖土深度约为5.3m.，按1:
1.5放坡，坡底按大于0.80m宽作坑底工作面及排水沟砌筑300*300mm,坡顶四周场地均可满足工作面高小值要求。
（4）塔吊基础土方开挖作业面，依据地质探测报告，场地内淤泥层在26米压右。
为确保工程桩不位移，采取放坡和钢板桩结合，现在土方面为-1米，按照1：
1.5放坡深3.5米长5.5米，预留3.5米挖掘机作业面，打钢板桩8*8米，采用内支撑确保钢板桩端顶位移。
2•边坡处理初步设想：
（1）考虑桩基与地下室施工工序多，工期相对较长，为确保边坡稳定起见，局部采用C20砼喷射100厚，内配©@300双向钢筋，采用水泥砂浆粉面。
（2）坡顶与坡底分别砌筑300>300排水沟、沉泥井，坡顶设钢筋栏杆防护。
3•基坑土方开挖：
（1）土方开挖采用2台1.20m3反铲挖土机挖土，边坡与坑底采用人工修整。
（2）运土采用6~8台15T（根据土方外运距离，灵活调整）。
（3）坑底土方开挖范围：
按地下室基础面外边线放大1200mm为坑底土方开挖范围。
（4）开挖顺序:
2台挖土机并行开挖，根据挖土机性能，土质松软或有淤泥等情况出现，则采取分层开挖，每层开挖深度1.50~2.00m。
（5）若采取分层开挖时，则附近留设车辆进出坡道，坡道宽6.00m坡道w12%
（6）若边坡土质松软，边坡喷锚与土方分层开挖交叉作业。
（7）基坑排水:
基坑排水做法沿基坑周边采用M5水泥砂浆砌Mu7.5红砖及沉泥井，用水泵排入地面排水沟。
4•土坡稳定性计算书
本计算书参照《建筑施工计算手册》，中国建筑工业出版社、《实用土木工
程手册》，《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。
、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）:
1.000;
基坑内侧水位到坑顶的距离（m）:
7.500；
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）
1
3.50
3.50
3.50
2
1.00
20.00
20.00
何载参数
:
序号
类型
面何载q（kPa）
基坑边线距离b1（m）
宽度b0（m）
1
局布
3.00
1
1
土层参数
:
序号
1
土名称
淤泥
土厚度（m）
26
3
土的重度Y（kN/m）
20
土的内摩擦角©（°）
11
粘聚力C（kPa）
12
极限摩擦阻力（kPa）
8
3
饱和重度Yat（kN/m）
22
、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•的要求。
0
二、计算公式：
Fs=E{Gli+[（Yiihy'h）bi+qbi]cositan（}/刀[（Yh'h）bi+qbi]siniB
式子中：
Fs--土坡稳定安全系数；
c--土层的粘聚力；
li--第i条土条的圆弧长度；
Y--土层的计算重度；
8--第i条土中线处法线与铅直线的夹角；
帀--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；
hii--第i条土水位以上的高度；
h2i--第i条土水位以下的高度；
丫丄第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：
221/2
hi=（r2-[（i-0.5）bi-D0]2）-[r+lo-（i-O.5）bi]tana
式子中：
r--土坡滑动圆弧的半径；
lo--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
a--土坡与水平面的夹角；
hii的计算公式
hii=hw-{（r-hi/cos』xco&[rsin（p-H]}）
当h1i>h时，取h1i=hi；
当h1iw0寸，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-IXr]-arccos[（ibi-bX]x2xrXn}/360
0=90-arccos[（（i-0.5）bi-l°）X
四、计算安全系数：
R（m）
第1步
示意图如下:
3.657
21.90310.8054.985
11.899
安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心丫（m）
3.77022.49626.88514.538
［标咼
［标咼
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=3.657>1.30满足要求!
-1.000m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=3.770>1.30满足要求!
-4.500m]
悬臂式板桩和板桩稳定性计算书
、编制依据
三、土压力计算
1、水平荷载
（1）、主动土压力系数：
Kai=tan2（45°咖/2）=tan2（45-11/2）=0.68;
Ka2=tan2（45°屉/2）=tan2（45-11/2）=0.68;
Ka3=tan2（45°由/2）=tan2（45-11/2）=0.68;
Ka4=tan2（45°如/2）=tan2（45-11/2）=0.68;
（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：
第1层土：
0~1米；
0505
⑹上=P1Ka1-2C1Ka1.=0区68-212X）.68.=-19.78kN/m；
0505
酎下=（Y1+P1）Ka1-2C1Ka1=[221*0]>0.68-212>0.68=-4.83kN/m;
第2层土：
1~1.5米;
H2'=Ih/2=22/22=1;
oa2上
0.5
=[2H2'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka2-2C2Ka20.5=
0.52
[22为+0+0.6]区68-2>2X0.68=-4.43kN/m2;
S2下
0.5
=[YH2'+h2）+P1+P2a2/（a2+2l2）]KaQ2C2Ka2=
0.52
[22X（1+0.5）+0+0.6]0.68-212X0.68.=3.05kN/m;第3层土：
1.5~6米;
H3'=
!
EYY=33/22=1.5;
sa3t
0.5
=[3H3'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka$2C3Ka3.=
0.52
[22>1.5+0+0.6]068-2>2X0.68=3.05kN/m2;
S3下
0.52
=[3H3'+P1+P2a2/（a2+2l2）]Ka3-2C3Ka30.5+丫'3Ka3+0.5wh3‘=
[22X1.5+0+0.6]068-2>2>0.680.5+21X4.50.68+0.510X4.52=168.51kN/m2;第4层土：
6~9米;
H4'=H3'=1.5;
0.52
ca4上=[Y4‘+P1〕Ka4-2C4Ka4+丫'4Ka4+0.5wh4=
[221.5+0]0.68-2120.680.5+214.50.68+0.5104.52=168.11kN/m2;
S4下
0.52
=[4H4'+P1]Ka4-2C4Ka40.5+'4hKa4+0.5wh42=
[221.5+0]0.68-2120.680.5+217.50.68+0.5107.52=390.92kN/m2;
（3）、水平荷载：
Z0=（®2下>h2）/（a吐+a2下）=（3.05g）/（4.43+3.05）=0.2m；
第1层土：
Ea1=0kN/m;
第2层土：
Ea2=0.5>Z0>丈下=0.5>0.23.05=0.31kN/m;作用位置：
ha2=Z0/3+刀hi=0.2/3+7.5=7.57m第3层土：
Ea3=h3X（ast+oa3下）/2=4.5怪05+168.51）/2=386.01kN/m；作用位置：
ha3=h3（2@3h+SaSF）/（3aSt+3S3
下）+刀hi=4.5X（2X3.05+168.51）/（3X3.05+31）+3=4.53m；第4层土：
Ea4=h4X（ast+s4下）/2=3>68.11+390.92）/2=838.53kN/m；
作用位置：
ha4=h4（2S牡+sa4F）/（3a4上+3S4
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