土方开挖、井点降水方案

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

(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)

1 填土 2.40 17.00 14.00 8.00 22.00

2 红粘土 0.80 18.00 20.00 23.50 22.00

3 粉土 4.10 18.75 17.50 11.50 18.20

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。

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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；

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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 1.450 36.383 0.154 3.870 3.873

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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) R(m)

第2步 1.528 31.437 1.485 5.529 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= 1.450>1.30 满足要求! 15 半径5.725 [标高