围堰稳定性计算
土石防水围堰计算书
土石防水围堰计算书计算依据：1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20072、《海港水文规范》JTJ 213-98中华人民共和国交通部发布3、《碾压式土石坝设计规范》DLT 5395-2007一、基本参数围堰顶部宽度B(m)： 5 围堰土堤高度H(m)：7围堰外侧水深hw(m)： 6 围堰内侧坡角α(°)：33.69 围堰外侧坡角β(°)：26.57 围堰顶部均布荷载q(kN/m2)：20围堰底面地基土类型：粉砂基础底面与地基土之间的摩擦系数μ：0.3波浪力对围堰产生的倾覆力矩910.46 波浪力P WF(kN/m)：104.67M WF(kN*m)：填土名称页岩土填土的重度γ(kN/m3) 21填土的内摩擦角φ(°)25 填土的粘聚力c(kPa) 15 计算简图土和块石防水围堰_剖面图二、围堰土堤稳定性计算1、围堰土堤边坡按直线滑动法验算稳定性土和块石防水围堰_直线滑动面法受力简图K min1=(W1×cosα1×tanφ+c×L1)/(W1*sinα1)=(555.11×cos22.69°×tan25.00° ＋15.00×17.41)/(555.11×sin22.69°)=2.34≥1.25K min2=(W2×cosα2×tanφ+c×L2)/(W2×sinα2)=(674.28×cos17.57°×tan25.00°＋15.00×20.98)/(674.28×sin17.57°)=3.02≥1.25其中：W i--滑动面上的土体重和围堰顶所受荷载，kN；满足要求！2、围堰土堤抗倾覆稳定验算土和块石防水围堰_抗倾覆验算受力简图围堰土堤重和顶部所受荷载：W=γ×H(2B+H×ctgα+H×ctgβ)/2+q×B=21.00×7.00×(2×5.00+7.00×ctg33.69°+7.00×ctg26.57°)/2+20.00×5.00=2635.53kNk0=(W×b+ E y×a)/( E x×h+M WF+M others)=(2635.53×14.04＋359.92×16.83)/(180.00×2.00＋910.46)=33.89≥1.30满足要求！3、围堰土堤抗整体滑动稳定验算k c=μ×∑Pi/∑Ti=(0.30×2995.45)/(180.00+104.67)=3.16≥1.30其中：∑Pi--围堰土堤对地基土层的竖向作用力总和，kN；∑Ti--围堰土堤各水平力总和，kN；满足要求！三、围堰土堤断面抗剪强度计算土和块石围堰的抗剪切能力来自土体断面上的摩擦力，其强度为Hγμ应大于剪应力：围堰填土土面间的摩擦系数：μ=tanφ= tan25.00°=0.47抗剪切强度：Hγμ=7.00×21.00×0.47=68.55kN/m2剪应力：τ=3/2(H2/2/B)= 3H2/4/B =3×7.002/4/5.00=7.35kN/m2Hγμ=68.55kN/m2≥3H2/4/B=7.35kN/m2满足要求！。
实例分析长江大桥基底围堰稳定性
实例分析长江大桥基底围堰稳定性桥梁工程中，特别是大型桥梁的许多结构，如桥梁基础、墩台等，一部分位于河流、湖泊或海洋中。
如果基础底面离水底不深，可在水中修筑基坑，施工方法是先在将要开挖的基坑周围建一道挡水围堰，把围堰内的水排干，然后再开挖基坑和支护，修筑构造物。
围堰的类型主要有土石围堰、钢筋混凝土围堰、混凝土围堰等。
在进行围堰施工前，进行稳定性和抗滑性分析是必不可少的工作。
1、工程概况重庆是某长江大桥为双塔悬索桥，其中东桥塔基础围堰采用哑铃型、混凝土围堰与双壁钢围堰相结合的结构形式。
混凝土围堰高6m，厚度为 2.3m，内径24m，外径28.6m。
钢围堰为独立的两个圆形结构，内径为25m，外径为28m，壁厚1.5m，高为22.9m。
分4个节段.平面等分为12块，每层设置9个隔舱。
见图1-1。
图1-1 围堰立面图在围堰施工过程中发现，下游侧围堰基底岩石完整性较好，无明显渗水现象。
为防止基坑开挖破坏混凝土围堰基础，以及混凝土围堰嵌岩后与岩石结合的密实、稳定性，混凝土围堰基底嵌入岩石150～300cm。
同时下游侧围堰封底混凝土充分利用基底岩石，形成封底混凝土与基底岩石组合的封底结构。
由于混凝土围堰嵌入不透水基岩上，因此，围堰结构主要承担径向水压力作用。
考虑到封底混凝土实际浇筑方量减少，使得围堰自重降低，同时，封底混凝土未能和围堰壁混凝土形成整体，因此，在水压力作用下混凝土围堰壁相对于基岩的整体抗滑稳定性可能降低。
本文针对桥位处水文、地勘资料，结合根据现场勘测，主要分析东塔基础混凝土围堰壁抗滑稳定性。
2、计算方法及模型依据勘测资料得到的岩石类别（单轴饱和抗压强度）、岩体裂隙发育程度、参考岩体完整性等参数按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）给定大桥总体设计参数建议值，见表2-1。
表2-1基础设计参数建议值表岩土名称素填土砂卵石砂岩砂质泥岩重度（kN/m3）20* 22* 24.9 25.6自然抗压强度（MPa）32.9 11.8饱和抗压强度（MPa）23.7 7.3地基基本承载力（kPa）100 400 2000 800内摩擦角φ（ο）25（综合）41.4 32.4内聚力C（kPa）1830 670弹性模量（MPa）3483 1378变性模量（MPa）3912 996泊松比μ 0.13 0.38抗拉強度（kPa）470 160基底摩擦系数0.30 0.40 0.50 0.45如前所述，实际施工中围堰混凝土未能和封底混凝土形成整体，在水压力作用下，可能导致围堰壁结构混凝土与基岩接触面发生滑动失稳，进而引起围堰内渗水，严重的可能导致围堰整体滑移。
围堰方案
本工程新建驳岸前沿线长度为899m。
驳岸采用L型砼挡墙结构，墙高2.4m，底宽2.5m，基础采用250*250预制方桩，桩长为8、9m，前排桩间距1m, 后排桩间距1.2m，桥一、桥桩长为7m。
根据现场具体情况，为了便于新建驳岸工程的施工，拟采用砂袋围堰，针对砂袋围堰施工特编制此施工方案，施工时严格按照方案各项要求执行。
二、砂袋围堰设计构想围堰的横断面设计，考虑到围堰顶完成后需作为施工阶段的临时便道，故围堰设计宽度为3.5米，滴水湖常年水位标高2. 5~2. 8米，根据现场实测，确定围堰平均标高为3.5米。
考虑叠包时入淤泥厚度0. 3米左右，同时考虑完成后的沉降，再加上滴水湖水域广，东南大风时浪比较高，所以设计叠包高度为最高潮水面以上0.7米设防。
围堰总高度为3米;底宽采用15米，围堰顶宽3.5米。
砂袋围堰分层填筑，共三层。
底层高度1. 2米(预计沉入淤泥内)，中间层高度为1米，顶层高度为0.8米。
砂袋长度根据现场实际情况确定(围堰全长约850)。
为确保围堰的止水性能，围堰迎水面须满铺止水薄膜，薄膜用小砂袋压紧，每隔一层设小砂袋压紧，间距为1. 5m一处，小砂袋尺寸为50*30*20cm。
考虑到新驳岸底面与现有湖底面有一定高差，新驳岸施工时放坡作业面需增大。
所以设计围堰与新驳岸距离为15米，以保证驳岸施工时的放坡作业面与围堰的安全稳固性。
围堰断面面积(平面图、断面图附后)三、围堰参数计算3.1、渗径长度计算计算公式：v=k•i式中：k——渗透系数，cm/s；v=q/A,渗流速度，cm/s；i=h/L,水力梯度；q——单位时间渗流量，cm3/s；A——垂直渗流方向的横截面积cm2；h——水位差，cm；L——渗径长度，cm。
经查询：k=1*10-4，q=1.3cm3/s，A=4*104，h=300cm，（考虑湖底淤泥）V=q/A=0.33*10-4，i=v/k=0.33,L=h/i=9090cm≈10m。
某围堰受力计算书
七、围堰受力计算（一）已知条件1、计算中根据实际情况取施工最高水位+1.0m。
2、钢板桩顶标高：+2m,承台设计顶标高：-2.0m，底标高：-4.0m。
3、3＃、4＃墩承台尺寸为7.0m×15.0m×2.0m承台的顶标高为-2.000米，底标高为-4.000米。
经过实测目前海河水的水面高程为+0.937米。
3＃墩河床底标高最大为-3.063m，最小为-3.363m；淤泥底标高为-9.450米，淤泥层的厚度为（6.1～6.4）m；4＃墩河床底标高为（-4.565m～-5.065）m，淤泥底标高为-11.5米，淤泥层的厚度为（6.4～6.9）m。
淤泥层的承载力特征值，压缩模量。
4、拉森Ⅳ型钢板桩技术参数为：截面尺寸为：宽度＝400mm；高度＝155mm；每延米重量77.7Kg；截面矩W＝2037cm35、现场实测和地质报告结合后水文地质情况（选用9＃墩处）见图1。
图1：水文地质情况图在19m范围内进行加权平均后得出：γ＝16.3 ；C＝14.4KPa；φ＝9.8°。
主动土压力系数：被动土压力系数：（二）计算内容1．内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的间距，根据拉森Ⅳ型钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度：r:平均值，取16.3h1=1.11h=3.14mh2=0.88h=2.49mh3=0.77h=2.18m根据具体情况，确定采用的立面布置形式如下图所示整体平面布置见总平面布置图2．支撑内力计算按简支梁计算（利用等值梁法进行计算），假定横梁承受相邻两跨各半跨上的水压力：：所求横梁支点承受的土压力；D：横梁支点到板状顶的距离；：横梁支点到上一支点的跨度；：横梁支点到下一支点的跨度；其中封底混凝土也做为一道支撑考虑p1=15.6p2=111.2Kp3=86.68 （封底混凝土）3．钢板桩入土深度（用盾恩近似法进行计算）计算简图如下由上图知：MR的斜率：DB板桩上的荷载GDB’N’一半传到D点，另一半传至土压力MR’B’；由式：知：X＝6.4m根据入土部分的固定点，在P点的作用点O，距坑底的距离为：。
钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析
岩土体参数取值见表1，H型钢采用Q235钢材。
表1岩土体参数取值
3基坑围堰内力计算与稳定性分析
3.1钢板桩围堰计算简图
该剖面位于一期围堰的最西侧，为船闸上闸首位置。该剖面特点为围堰外部为河道较深位置，因此围堰内地面高程略高于围堰外高程，因此相对安全性较高。为安全起见，取围堰内外高程一致。围堰典型断面图如图1所示，计算钻孔取ZK2-7，围堰外水位取度汛水位2.80m。
抗滑移稳定性验算：抗滑安全系数为Kh = 4.240:
满足规范要求，Kh≥1.2。
4结语
（1）本文基坑围堰设置了三道支撑，而且入土深度都较深，究其原因，随着汛期围堰水位的变化，作用在钢板桩上的水土压力不确定，且变化较大；对基坑围堰结构的强度和变形有显著影响。因此为了确保安全，故在弯矩和变形较大处设共设置三道拉杆支撑，嵌固深向位移，两边约束（x）方向位移。
⑦通过钝化开挖处的单元来模拟开挖过程。
基坑围堰的整体变形图如图4所示。于第一排钢板桩桩顶处产生最大位移，其最大变形量为59.71mm。
图4基坑围堰整体位移云图
当基坑比较深时，为了减少支护桩的弯矩，故在双排钢板桩之间设置三道锚杆内支撑。目前对对支撑结构的计算方法很多，一般有等值梁法（连续梁法）；支撑荷载的1/2分担法；逐层开挖支撑力不变法；有限元法等[8]。本文采用第四种方法建立模型，并进行二维数值模拟。钢板桩弯矩图如图5所示。由图可知，每延米钢板桩最大弯矩为127.31kN·m。
摘要：以广州市区某处两水闸交汇处基坑围堰为研究背景，重点分析研究了滨海地区超深软土地质条件下的围堰超深基坑工程。对该围堰基坑工程在开挖、施工、回填等不同工况下钢板桩支撑的位移和内力，并对该结构进行了整体稳定性和安全性分析，为设计提供了可靠保证和有力支撑。
稳定性计算
1、围堰断面边坡安全稳定校核
由于收纳区围堰分为两种，取其中稳定性最差的边坡比为1：1边坡进行安全稳定校核。
（1）、土层参数：围堰采用分层堆积土堤，土质与现场天然土质接近，故计算时采用的是淤泥质土（夹细砂）的力学指标：
（2）、计算围堰的容许高度H，并判断围堰边坡的稳定状态。
根据洛巴索夫的土坡稳定计算图，查得稳定系数N=0.10
由N=C/γH
可得H=10.9/（0.1*16.8）=6.5m〉3m，故判断围堰坡比为1：1的边坡是稳定的。
洛巴索夫的土坡稳定计算图
2、围堰地基承载力校核
鉴于外纳区所在地存在较多积水区域，计算时选用淤泥质土（夹细砂）的力学指标进行，计算时以满载时荷载：
（1）地基承载力：P=γH=16.8*3=50.4Kpa
（2）淤泥质土的设计允许承载力[P]=60 Kpa～90 Kpa
实际作用满载时的荷载P=50.4 Kpa
[P]=60 Kpa～90 Kpa>1.1*P=50.4*1.1=55.44 Kpa，满足要求。
土石围堰计算书
土石防水围堰计算书计算依据：1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20072、《海港水文规范》JTG 213-98中华人民共和国交通部发布3、《碾压式土石坝设计规范》DLT 5395-2007一、基本参数：二、围堰土堤稳定性验算：1、围堰土堤边坡按直线滑动法验算稳定性K min1=(W1×cosα1×tanφ+c×L1)/(W1×sinα1)=（322×0.95×0.36+12×16.27）/（322×0.31）=3.06＞1.25（安全系数）K min2=(W2×cosα2×tanφ+c×L2)/(W2×sinα2)=（552.95×0.98×0.36+12×15.78）/（552.95×0.19）=3.66＞1.25（安全系数）其中：W1--滑动面上的土体重和围堰顶所受荷载（滑移土层重量+围堰顶部荷载）。
故满足要求！三、围堰土堤抗倾覆稳定验算：由于此围堰由老驳岸和土堤组合而成，故不需要验算其抗倾覆稳定性。
四、围堰土堤整体滑移稳定验算：K C=μ×∑Pi/∑Ti=0.3×899.38/10×4.8=5.62＞1.3（安全系数）其中∑Pi为围堰土堤对地基土层的竖向作用力总和∑Ti为围堰土堤各水平力总和。
满足要求！五、围堰土堤断面抗剪强度计算：土和块石围堰的抗剪切能力来自于土体断面上的摩擦力，其强度为H γμ1应大于剪应力：围堰填土土面间的摩擦系数：μ1=tanφ=0.36剪切力强度：Hγμ1=5×14.9×0.36=26.82KN/㎡剪应力：T=3/2（H2 /2/B）=2.34KN/㎡Hγμ1＞T，故满足要求。
围堰边坡稳定渗流计算书
目录1.计算总说明............................... ..................... .. (2)2.设计基本资料...................... ..................... . (3)3.计算过程 (4)4.计算结果分析与结论...................... ..................... . (5)1、计算总说明1.1 计算目的与要求施工单位对充（吹）填砂取样实验，充（吹）填砂的内摩擦角与原设计计算采用的数值有差异，需用施工单位现场的实验数值对围堰边坡稳定计算进行复核。
根据充（吹）填砂施工单位实验数值，充（吹）填砂采用水下摩擦角16°，水上摩擦角20°进行边坡稳定复核。
由于东、西岸围堰设计断面一致，基础均为中、粗砂，可以采用东、西岸围堰最大断面进行复核，即东岸围堰6-6断面。
1.2 主要计算原则和方法从受力性能上说，袋装砂实质上是一种加筋土坝。
计算采用瑞典圆弧法。
计算采用北京理正边坡稳定分析软件6.0版，边坡稳定分析采用凝聚力C p 模型计算。
p C式中，C p ——拟凝聚力，R f ——单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度；S y——土工合成材料层间距；K p——被动土压力系数。
单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度为30kn。
施工时，根据实际水位，水上土工合成材料层间距为0.7m，水下土工合成材料层间距0.5m，为简化计算，水上、水下土工合成材料层间距均按0.7m计。
砂的内摩擦角水上水下统一按16度计。
C p=30*1.33/2*0.7=28.5kpa。
1.3 主要计算内容根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》，抗滑稳定计算分为正常运用条件和非常运用条件。
正常运用条件计算工况如下：1）临水侧为设计洪水位和防洪高水位，稳定渗流期的背水侧堤坡的稳定；2）设计洪水位和防洪高水位骤降期，临水侧堤坡的稳定。
围堰稳定性计算
围堰稳定性计算本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高37.5m，故假定水位标高达到37.5m的最不利情况，还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；坝高高程36m，坝顶宽7m，坝坡为1:3；填筑土料为中粉质壤土，土料指标为：φ=20.1，c=15kpa，湿重度γm=19.5kn/m³，浮重度γ' =10.5kn/m³，饱和重度γsat=20.5kn/m³。
由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载二、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。
示意图水位三、计算公式:K=(∑W i2cosa i tgФi+∑C i l i/b)/∑W i1sina i式子中：K --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；四、稳定计算根据上述原理按一定比例画出坝体横剖面图，采用列表的方法进行计算1、按一定比例绘出坝体横剖面图。
2、确定危险滑弧圆心的范围，详图附后。
3、心o1的铅垂线作为0号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1，2，3，4，5；以右的编号为-1，-2，各土条的sina i和cosa i值填入计算表中。
围堰边坡稳定安全系数表
围堰边坡稳定安全系数表（实用版）目录一、引言二、土石围堰边坡稳定安全系数的概念和重要性三、土石围堰边坡稳定安全系数的计算方法和标准四、土石围堰边坡稳定安全系数在实际工程中的应用五、结论正文一、引言随着我国基础设施建设的快速发展，土石围堰在工程建设中被广泛应用。
然而，土石围堰边坡的稳定性问题一直困扰着工程技术人员，因为边坡稳定性直接关系到工程安全和环境保护。
为了确保土石围堰边坡的稳定性，研究土石围堰边坡稳定安全系数具有重要的现实意义。
二、土石围堰边坡稳定安全系数的概念和重要性土石围堰边坡稳定安全系数是指边坡在一定条件下，其抵抗滑动的能力与滑动力的比值。
这个系数可以反映边坡稳定性的相对程度，是评价边坡安全状况的重要指标。
在实际工程中，通过计算和分析土石围堰边坡稳定安全系数，可以预测边坡的稳定性，从而采取相应的措施确保工程安全。
三、土石围堰边坡稳定安全系数的计算方法和标准土石围堰边坡稳定安全系数的计算方法主要包括以下两种：1.库仑公式法：库仑公式是计算边坡稳定安全系数最常用的方法之一，其公式为：K = Σ(Ci / Bi) + Σ(Ci / Hi) - Σ(Fi / Hi)，其中，Ci 表示边坡上的岩土体重力，Bi 表示边坡底部的水平距离，Hi 表示边坡顶部的水平距离，Fi 表示作用在边坡上的外力。
2.极限平衡法：极限平衡法是一种比较简便的计算方法，其原理是假设边坡发生滑动，求解使边坡达到极限平衡状态时的安全系数。
该方法的计算公式为：K = Fs / Fg，其中，Fs 表示边坡上的岩土体重力沿滑动方向的分量，Fg 表示作用在边坡上的外力。
在实际工程中，计算土石围堰边坡稳定安全系数时，需要根据地质条件、工程特点和设计要求选择合适的计算方法，并参照相关标准和规范进行计算。
四、土石围堰边坡稳定安全系数在实际工程中的应用在实际工程中，土石围堰边坡稳定安全系数的应用主要体现在以下几个方面：1.设计阶段：在土石围堰设计阶段，通过计算边坡稳定安全系数，可以合理确定边坡的坡度和高度，以确保边坡的稳定性。
土和块石围堰设计计算书_secret
土和块石围堰设计计算书一.土和块石围堰计算参数如下：围堰顶部宽度为3.00m,围堰土堤高度为12.00m；围堰外侧水深为9.00m；围堰外侧坡角为40.00°，围堰内侧坡角为50.00°；围堰顶部均布荷载为10.00kN/m2；围堰底面地基土类型：软质粘土；土和块石围堰示意图围堰土堤填土参数:填土种类：填土；填土重度：19.00kN/m3；填土内聚力：16.00kPa；填土内摩擦角：27.00°；填土外滑动面倾角：27.87°；填土内滑动面倾角：35.04°.计算中不考虑波浪力的影响！二.土和块石围堰土堤稳定性计算1.围堰土堤边坡可按直线滑动法验算其稳定性，计算式为：其中 W ——滑动面上的土体重和围堰顶所受荷载，kN；α ——滑动面的倾角,(°)；c ——土堤填土的粘聚力，kPa；φ ——土堤填土的内摩擦角,(°)；L ——土堤截面滑动面长度, m.围堰土堤稳定性K1 = (1040.60×cos27.87×tan27.00 ＋ 16.00×25.67) / (1040.60×sin27.87) = 1.81* K1 > 1.25,满足要求！K2 = (873.17×cos35.04×tan27.00 ＋ 16.00×20.90) / (873.17×sin35.04) = 1.39* K2 > 1.25,满足要求！2.围堰土堤整体稳定验算，围堰抗倾覆稳定计算式为：其中 W ——围堰土堤重和顶部所受荷载，kN；E x——静水压力的水平分力,(kN/m3)；E y——静水压力的竖向分力,(kN/m3)；h ——静水压力水平分力的力臂，m；a ——静水压力竖向分力的力臂，m；b ——围堰重和所受荷载的力臂, m；k0——围堰抗倾覆稳定系数.土和块石围堰受力简图k0 = (3492.21×12.91 ＋ 473.01×23.80) / (396.90×3.00) = 47.32* k0 > 1.30,满足要求！围堰抗整体滑动稳定计算式为：其中∑P i——围堰土堤对地基土层的竖向作用力总和，kN；∑T i——围堰土堤各水平力总和,kN；μ ——围堰底面与地基土之间的摩擦系数，m；k c = (0.30×3965.21) / 396.90 = 3.00* k0 > 1.30,满足要求！三.土和块石围堰土堤断面的抗剪强度计算土和块石围堰的抗剪切能力来自土体断面上的摩擦力，其强度为 h应大于剪应力所以土和块石围堰的强度条件是：或者其中 B ——土和块石围堰土堤堤顶宽度，m；——围堰填土容重,kN/m3；——围堰填土土面间的摩擦系数 = tan；h ——围堰土堤的高度, m.抗剪切强度＝ 12.00 × 19.00 × 0.51 ＝ 116.17 kN/m2；剪应力＝ (3/4) × 12.00 × 12.00 / 3.00 ＝ 36.00 kN/m2；* 土和块石堤的抗剪切强度大于剪应力，满足强度条件！。
均质土截流围堰施工安全稳定性验算
３ 计算分析
要建设内容为河道开挖、 直立挡墙加斜坡及灌注排
桩等ꎬ 其中河道拓挖全长 ２ ８ｋｍꎬ 边坡比 １∶ ３ꎬ 河堤
为保证均质土围堰在高水位状态下的安全稳定
设计高程 － ３ ０ｍꎬ 底宽 ３０ｍꎻ 直立挡墙加斜坡全长
性ꎬ 可从如下几方面分析体系的整体性能ꎬ 即围堰
灌注排桩直径 １ ２ｍꎬ 全长 ４２６ｍꎬ 墙顶高程 ４ ０ｍꎮ
ｍ１
Ｈ
２ｍ１ ＋ １ １
ｙ ＝
ｈ２０ ＋ ２
(７)
(８)
ｑ
ｘ
ｋ
(９)
透性系 数ꎬ 根 据 护 面 类 型 查 表 Ａ １ １２￣ １ 取 ０ ９ꎻ
Ｈ２１ － ｈ０
ｑ
＝
ｋ
２( Ｌ１ － ｍ２ ｈ０ )
正向来波在单坡上的平均波浪爬高计算表达式
如下:
Ｒｍ ＝
ＫΔ Ｋｗ
Байду номын сангаас
１ ＋ ｍ２
Ｌ１ ＝ Ｌ ＋ ΔＬ
(５)
ｈｍ Ｌｍ
式中ꎬ Ｒ ｍ —平均波浪爬高ꎬ ｍꎻ ｍ —单坡的坡度系
数ꎬ 若坡角为 αꎬ 即等于 ｃｏｔαꎻ Ｋ Δ —斜坡的糙率渗
(６)
ΔＬ ＝
施工方法采用进占法ꎬ 施工机械为 １６０ 型推土机配
定的运行ꎬ 保证河道内施工作业的安全ꎮ
合 ２２０ 型挖掘机ꎬ 根据工程地质报告要求选择①１
１ 工程概况
层土料作为截流围堰填筑材料ꎬ 截流围堰断面形式
如图 １ 所示ꎮ
里下河川东港工程主要由川东港、 何垛河、 丁
溪河与车路河等河段构成ꎬ 全长 ９１ ９５ｋｍꎮ 工程主
平均波长计算表达式如下:
ｇＴ２ｍ ２πＨ
＝
水利工程土石围堰稳定性计算
水利工程土石围堰稳定性计算摘要：土石围堰由土石填筑而成，是为水利工程建设施工制造干地环境而修建的临时性围护建筑物。
其安全与否直接影响着主体工程的进展情况和施工人员的生命安全。
依托引水隧洞的土石围堰工程，基于Midas/GTS软件功能，应用渗流理论和有限元强度折减法，计算分析土石围堰的渗流稳定和边坡稳定分析。
关键词：土石围堰；Midas/GTS；稳定性中图分类号：TV551文献标识码：A文章编号：2095-0438（2019）08-0001-03（绥化学院农业与水利工程学院黑龙江绥化152000）一、工程介绍工程位于西南某江河流段，大坝为重力坝，装机容量475MW。
大坝基础高程2018m，坝顶高程2110m，正常蓄水位2080m，最大坝高92m，坝顶长500m，采用坝后式地面厂房。
该水电站采用的是左岸引水隧洞导流。
隧洞口围堰采用土工膜斜墙土石围堰，围堰堰顶高程2800m，最大堰高7.9m，最大挡水水头约为6.2m，堰基采用封闭式砼防渗墙，防渗墙最大深度18m，厚0.8m。
引水隧洞设于库区左岸，为有压隧洞后接竖井及有压隧洞，全长约14.5km，隧洞进口底板高程2096m，开挖断面为马蹄形，出口底板高程1971m，比降2‰，引水流量120m3/s，隧洞口采用土石围堰制造干法施工环境。
综合考虑现场施工进度和计划安排，临时土石围堰设计位置刚好处于距隧洞口10m处，典型二维断面如图所示。
围堰底部宽38.2m，顶部通行宽7m，南侧边坡最大斜率为1：1.5，围堰南侧联通河流，最高水位和最高低水位分别是6.2m和4.8m，如图1-1所示。
图1-1土石围堰剖面图二、影响土石围堰安全的因素（一）渗流。
围堰通常以临时建筑的形式出现在工程中，通常在隧洞施工导流期间给主体工程阻挡洪水而创造所需要的干燥的施工环境[1]。
并且由于土石围堰具有历史悠久、能充分利用当地材料，地基适应性强，造价低，施工简便等优点而成为当今世界大多数国家临时围堰的首选。
双层钢板桩围堰
承台顶标高为+1.2m,低标高为T.3m。
外侧围堰河底标高为-0.9m,内侧围堰河底标高为-0. 5m。
最高水位按+1. 7m考虑。
水的正常流速按1. Om/s考虑。
采用长度为6m的双层钢板桩，钢板桩之间间距为2m,两层钢板桩之间用原状土回填。
钢板桩顶标高为+2. 7m,底标高为-3. 3mo钢板桩用钢管电焊连接为一个整体。
承台开挖至-1. 4m,基坑边坡坡度为1： lo钢板桩围堰的稳定性验算(1)、计算工况选定通过分析施工过程的工艺流程，结合理论知识，可以确定外侧围堰的最不利情况下的工作状况为，围堰内承台基坑开挖己经完成，还未进行封底碗的施工。
此时土压力达到最大，易失稳。
(2)、计算的理论依据及计算模型取1延米长的钢板桩为计算单元体，按板桩墙计算。
通过参考相关计算手册、专业理论教材，确定按悬臂板桩的土压力计算模型来模拟计算，土压力理论采用朗金土压力。
计算时，考虑到此时围堰的第1道围標己经安装，对围堰的安全性有帮助，但在计算过程中，不参与计算，相对保险系数加大。
按悬臂板桩的土压力计算公式来计算钢板桩的最小入土深度及围堰的受力状况、稳定性等。
粉质粘土：主动土压力：Ea- Y zm2 ~2cm被动土压力：Ep- Y z丄+2c丄nr m公式中：Y—土的自重(KN/n?)C—土的粘聚力(kPa )4)—土的内摩擦角Z —计算点距离土而的距离（m ）（3）、计算参数的确定根据设计图纸提供的地质资料得知、主墩附近的详细地质参数取定如下: 粘性土：自重Y =19kN/m 、内摩擦角4）=30°、粘聚力C=11.0KPa 按照朗金土压力理论，查相关计算手册及通过公式计算可得：主动土压力相关系数：m=tan （45°- —）= 0. 577, m 2 = 0. 333 2被动土压力相关系数：丄= tan （45° + —）= 1.732, -4= 3. 000in 2 nr正常水流速度"1 m/s,河水的深度按4. 4m 计算承台底标高-1. 3m,钢板桩长度为6m,顶标高为+2. 7m,底标高为-3. 3m, 主墩位置处河床底标高约为-0. 9m 左右，钢板桩封底万仝底有效入土深度2. 4mo（3）、计算过程1、围堰的滑移验算B-两层围堰之间的间距（m ）oC -为地基土粘聚力。
边墩钢板桩围堰计算
边墩钢板桩围堰计算一、说明1、本计算书计算16#和20#边墩钢板桩围堰。
2、16#和20#墩钢板桩围堰采用统一的结构形式，平面尺寸都为：6.8m （宽）×29.2m（长）。
（见附图）3、设计施工水位标高为▽3.3m。
4、16#墩处河床底标高▽1.2m，钢板桩内外土的高差为1.0m；20#墩处河床底标高▽1.7m，钢板桩内外土的高差为 1.5m。
封底砼厚度为30cm。
5、计算时取1.0m水平宽度围堰计算。
二、20#墩钢板桩围堰计算:设钢板桩下端为简支状态，以不设封底砼计算。
因S r=0.61则，等代内摩擦角φ=20。
主动压力：①、水产生的压力：p wa=9.81×（3.1+t）=30.41+9.81t水压力：P w=1/2×p wa×（3.1+t）=1/2×（30.41+9.81t）×（3.1+t）②、土产生的压力：浮容重r′= r- r w=17.7-9.81=7.89 KN/m3主动土压力系数：K a=tg2（45。
-φ。
/2）=0.49e a=K a×r′×（1.5+t）=3.87t+5.80主动土压力：E a=1/2×e a×（1.5+t）=1/2×（3.87 t+5.80）×（1.5+ t）被动压力：①、水产生的压力：p wp=9.81t水压力：P wp=1/2×p wp×t=4.91t2②、土产生的压力：被动土压力系数：K p=tg2（45。
+φ。
/2）=2.04e p=K p×r′×t=16.10 t被动土压力：E p=1/2×e p×t=8.05 t21、最小入土深度计算：为使钢板桩保持稳定，作用在钢板桩上的主动土压力、被动土压力、两侧的水压力及支撑力必须平衡，则对A点取矩应等于零，即∑M A=0所以：E p×（3.1+2/3 t）+ P wp×（3.1+2/3t）= E a×[ 1.6+2/3（1.5+t）]+ P wa××2/3（3.1+t）整理上式可得最小入土深度t=5.58m施工中考虑安全，取入土深度t=7.5m2、钢板桩的最大弯矩计算：由∑X=0，即可求得作用在A点的支撑反力R aR a= E a+ P wa - P wp–E p=63.1 KN 所以，钢板桩的最大弯矩M max=146.7 KN·mMmax=146.7KN·m选用拉森Ⅳ型钢板桩，则W=2037cm3钢板桩的最大弯曲应力σmax=72.0MP a＜[σ。
围堰稳定性计算知识讲解
围堰稳定性计算围堰稳定性计算本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高37.5m，故假定水位标高达到37.5m的最不利情况，还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；坝高高程36m，坝顶宽7m，坝坡为1:3；填筑土料为中粉质壤土，土料指标为：φ=20.1， c=15kpa，湿重度γm=19.5kn/m ³，浮重度γ' =10.5kn/m³，饱和重度γsat=20.5kn/m³。
由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载二、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。
示意图水位三、计算公式:K=(∑W i2cosa i tgФi+∑C i l i/b)/∑W i1sina i式子中：K --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；四、稳定计算根据上述原理按一定比例画出坝体横剖面图，采用列表的方法进行计算1、按一定比例绘出坝体横剖面图。
2、确定危险滑弧圆心的范围，详图附后。
3、心o1的铅垂线作为0号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1，2，3，4，5；以右的编号为-1，-2，各土条的sina i和cosa i值填入计算表中。
施工围堰新版
HD1施工围堰本段航道整治为双向拓挖，采用不断航施工方案分段实行，保证水运畅通和在行洪季节不减少过水断面。
因部分航道狭窄，施工对通航会产生一定的影响，但现有航道较窄处为拓宽航道，拟建护岸位置为农田或泥面较高的滩地，可采用预留临时施工围堰进行护岸施工，对于滩地可采用预留再配以简易施工围堰，保证护岸干地施工，待护岸结构完毕后再开挖航道，以减少对航道通航的影响；若护岸基槽开挖前沿边坡线顶标高低于3.10m，则需设立施工围堰，围堰顶高程为3.10m，顶宽2m，迎水面和背水面的边坡分别为1:2和1:1.5，土堤结构，采用基槽开挖土方进行填筑。
HD2围堰6.1留置围堰本工程为航道拓宽，部份新建驳岸前沿线离原护坡河口线较远，基坑开挖后，自然形成留置围堰，围堰既牢固，又能保证在施工期航道畅通。
6.2构置围堰6.2.1草袋土围堰在支汊河口、圆弧段、裁弯段等驳岸墙前土方局限性的地段需新构筑施工围堰，新构筑时应结合驳岸基槽土方开挖，运用基坑开挖出的土方来进行，构筑前，应先进行适当清淤和清除杂物，围堰土方应用挖掘机分层压实。
根据本工程现场情况，构筑围堰顶宽3.0米，顶高程▽3.4米，迎水面边坡1:2，背水面边坡1:1.5，迎水面在水位2.4米以上变动区用草袋土防护，防止水流冲刷，围堰构筑应不影响航道船舶的正常航行。
如下图所示。
其中本项目裁弯取直段护岸位于新老航道交界处，裁弯取直段护岸重要建于老河道内，为保证原有航道的畅通，裁弯取直段位于老盐河中的护岸结构应在盐河护岸标准段施工完毕、具有通航条件后才干在老河道中进行抛填施工围堰，然后开挖基槽，进行护岸施工。
稳定性验算：背水面边坡1：1.5（坡角β=33.69°）、迎水面边坡1：2（坡角β=26.56°），根据土坡稳定计算图（钱家欢 1988）算得，土坡的抗滑安全稳定系数大于1.20，所以是稳定的。
围堰顶标高3.4米，按常水位2.4米，堰内抽水，根据计算得B 点的W 抗（抗倾覆力矩）大于W 倾（倾覆力矩），故此围堰安全。
围堰边坡稳定计算
围堰稳定性计算（示意）本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高****m，故假定迎水面水位标高达到**m的最不利情况，还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；基坑外侧水位标高：10.50m基坑内侧水位标高：5.50m荷载参数：由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载土层参数：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=∑{c i l i+[(γh1i+γ'h2i)b i+qb i]cosθi tanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)b i+qb i]sinθi式子中：Fs--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=hw-{(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；hw--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}/360θi=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：计算结论如下：稳定性安全系数Fs=2.426>1.30满足要求!。
连环格仓式防水围堰计算书
连环格仓式防水围堰计算书计算依据：1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20072、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-20113、《碾压式土石坝设计规范》DLT 5395-20074、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012一、基本参数格墙形格仓式围堰剖面图二、土层参数土层名称土层厚度h i(m) 土的重度γi(kN/m3) 土的浮重度γi′(kN/m3)土的粘聚力c i(kpa) 土的内摩擦角φi(°)填土 2 18 15 11 14 细砂 5 19 14 0 27 粘性土10 20 13 23 26抗滑移计算简图当围堰抽水时，围堰内外之水位差将产生一向内的水平推力P d，此水平推力将由内侧的被动土压力P p和围堰底的摩擦力P f所平衡。
1、外推力P d包括围堰外静水压力和波浪力P d=r w H w12/2+P WF=10×32/2+11.71=56.71 kN/m2、围堰墙底所产生摩阻力格仓内填土重和围堰顶所受荷载：W=γB H+qB=20×5.5×10+5×5.5=1127.5 kN/m P f=μW=0.51×1127.5＝575.025 kN/m3、被动土压力P p(1)、被动土压力系数K p1=tan2(45°+ φ1/2)= tan2(45+14/2)=1.638K p2=tan2(45°+ φ2/2)= tan2(45+27/2)=2.663(2)、土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：0 ~ 2米σp1上 = 2c1K p10.5 = 2×11×1.6380.5 = 28.157kN/mσp1下 = γ1 h1K p1+2c1K p10.5 =18×2×1.638 +2×11×1.6380.5 = 87.125kN/m第2层土：2 ~ 3米H2' = ∑γi h i/γ2' = 36/14=2.571σp2上 = γ2' H2'K p2+2c2K p20.5+γw h1' =14×2.571×2.663 +2×0×2.6630.5 +10×0= 95.852kN/mσp2下 = γ2' H2'K p2+2c2K p20.5 +γ2'h2 K p2+γw h2'=14×2.571×2.663 +2×0×2.6630.5 +14×1×2.663+10×1= 143.134kN/m(3)、水平荷载第1层土：E p1=h1×(σp1上+σp1下)/2=2×(28.157+87.125)/2=115.282kN/m第2层土：E p2=h2×(σp2上+σp2下)/2=1×(95.852+143.134)/2=119.493kN/m土压力合力：P p=ΣE pi=115.282+119.493=234.775kN/m(4)、抗滑稳定性的安全系数：F s=(P p+P f)/P d=(234.775+575.025)/56.71＝14.28≥1.25满足要求！四、围堰抗倾覆稳定验算抗倾覆计算简图因为填土不能承受拉应力，故围堰墙在水平推力作用下所产生的合力作用点对围堰墙平均宽度B的偏心e应落在三分点中段之内。
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围堰稳定性计算
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高37.5m，故假定水位标高达到37.5m的最不利情况，还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；
坝高高程36m，坝顶宽7m，坝坡为1:3；
填筑土料为中粉质壤土，土料指标为：φ=20.1，c=15kpa，湿重度γm=19.5kn/m³，浮重度γ' =10.5kn/m³，饱和重度γsat=20.5kn/m³。
由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载
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。
示意图
三、计算公式:
K=(∑W i2cosa i tgФi+∑C i l i/b)/∑W i1sina i
式子中：
K --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；
四、稳定计算
根据上述原理按一定比例画出坝体横剖面图，采用列表的方法进行计算
1、按一定比例绘出坝体横剖面图。
2、确定危险滑弧圆心的范围，详图附后。
3、心o1的铅垂线作为0号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1，2，
3，4，5；以右的编号为-1，-2，各土条的sina i和cosa i值填入计算表中。
4、量出个土条中心线的各种土体高度h1，h2，等公式所需条件。
5、计算各土条的重量。
计算：tanφ=tan20.1°=0.3819；弧长∑l i=πR/180×θ=3.14×36.5÷180×54=34.383m。
6、将有关数据代入公式计算，求坝坡的稳定安全系数为。
稳定分析计算表
K=(∑W i2cosa i tgФi+∑C i l i/b)/∑W i1sina i
=1.214
由此可得K=1.214＜规范要求安全系数1.3。
经计算边坡为1:3的围堰不符合设计安全稳定性的要求。
个水闸工程的围堰是在河道里施工，河床是淤泥土，围堰顶部与底部都是4M，围堰内部用粘土填充，围堰高度自河道底部起为5M，围堰结构是俩侧打钢管，钢管距离为1M，钢管入河底4M，钢管长度为5+4=9M。
钢管内侧安放竹篱板，板面铺土工布，俩侧钢管用φ22钢筋对拉，对拉钢筋自河底起中距为1M，共五道对拉钢筋,围堰完毕后内外水位差为2M。
请问这种水中围堰的稳定性如何计算？地基稳定性如何计算？。