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φ6@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≤12%。

(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。

一、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

荷载参数：

序号类型面荷载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 土的重度γ(kN/m3) 20

土的内摩擦角φ(°)11 粘聚力C(kPa) 12

极限摩擦阻力(kPa) 8 饱和重度γsat(kN/m3) 22

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