船闸主体基坑土方开挖专项方案

船闸主体基坑土方开挖专项方案

第一部分工程概述

1.1工程概况

1.1.1工程位置

1.1.2建设标准及规模

2、桥梁工程

1.2场地工程地质与水文地质条件

1.2.1 自然条件特点

1.2.2 土体工程地质特征

1.2.3水文地质

1.2.4工程地质总体评价

1.2.5施工期基坑地下水位控制

第二部分方案说明

2.1编制依据

1、《******船闸施工图设计工程地质勘测报告》；

2、施工合同、图纸、招投标文件；

2、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

3、《建筑基坑支护技术规程》（JTJ120-99）；

4、《水运工程质量检验标准》（JTS 257-2008）；

5、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330－2002）；

6、其他有关技术规范及标准。

2.2施工方案总体说明

2.2.1原设计图纸建议方案

原设计图纸建议方案为自下而上一级平台高程▽1.0、宽5m、一级坡坡比为1:2.5，二级平台高程▽6.0、宽5m、二级坡坡比为1:2.5，三级坡坡比为1:2。对易

坍塌的粉土和风化泥岩坡面采用土工布进行防护，遇到含水量较大的粉土时增加轻型井点降水。

2.2.2方案优化

根据开挖深度、土质情况、施工荷载和施工水位等，船闸主体基坑采用大开挖方案，纵向分两段水平分六层开挖的复式断面槽，分二级向下开挖，平台高程▽1.0宽5m，自上而下坡比分别为：1:2、1:1.5、1:1.5，详见下图。采用明沟排水，明沟深度为0.8m，宽度为0.6m，考虑施工操作空间，基坑尺寸为结构物轮廓外扩2m。

2.2.3边坡稳定性验算

本计算书参照《建筑施工计算手册》、《实用土木工程手册》、《地基与基础》、《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。

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)：20.030；

放坡参数：

荷载参数：

1

局布 6.00 -- 10

土层参数：

序号土名称

(m)

土厚度

(kN/m3)

坑壁土的重度

γ(°)

坑壁土的内摩

擦角φ(kPa)

内聚力

C(kN/m3)

饱容重

1 填土 3.60 19.60 11.30 32.00 22.00

2 粉土 2.70 19.70 21.30 24.00 22.00

3 粉土 1.30 19.10 19.20 40.00 22.00

4 粉土 3.90 20.20 19.30 41.50 22.00

5 粉土0.30 20.20 22.90 29.00 22.00

6 泥岩20.93 20.40 15.00 60.00 21.00

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:

F s=∑{c i l i+[(γh1i+γ'h2i)b i+qb i]cosθi tanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)b i+qb i]sinθi 式子中：

F s --土坡稳定安全系数；

c i --土层的粘聚力；

l i--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；

b i --第i条土的宽度；

h i --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h i为：

h i=(r2-[(i-0.5)×b i-l0]2)1/2-[r+l0-(i-0.5)×b i]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=h w-{(r-h i/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}

当h1i≥h i时，取h1i = h i；

当h1i≤0时，取h1i = 0；

h2i的计算公式：

h2i = h i-h1i；

h w --土坡外地下水位深度；

l i的几何关系为：

l i={arccos[((i-1)×b i-l0)/r]-arccos[(i×b i-l0)/r]×2×r×π}/360

θi=90-arccos[((i-0.5)×b i-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 5.467 26.032 2.393 3.130 3.940 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 1.467 26.915 9.884 16.399 19.147

计算步数安全系数滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)