中国水利水电第十四工程局有限公司 云南昆明 650041
摘要：依托廊坊市安次区2019 年地下水超采综合治理农村生活水源置换项目，通过瑞典条分发对采用开槽开挖的深沟槽边坡稳定性进行分析及应用实践，总结出一套适用于水源置换项目开槽开挖施工工艺的深沟槽开挖支护施工的方法、思路，并验证瑞典条分法在水源置换项目深沟槽边坡稳定性分析中的应用是可行、有效的，值得推广应用。
关键词：瑞典条分法；水源置换；深沟槽；边坡稳定性分析
1 前言
瑞典条分法，是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条，对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数，其对比毕肖普法充分考虑了竖向力的作用，安全系数合理，力学概念明确，且在教科书中有详细的推导说明，非常适用普通技术员的推广应用。
2 工程概况
2.1 工程概况
廊坊市安次区2019年地下水超采综合治理农村生活水源置换项目为2019年置换工程，主要任务为地表净水厂至安次8座农村水厂供水管道连接工程。涉及安次区仇庄乡、杨税务乡、东沽港镇、调河头乡、落垡镇、葛渔城镇和码头镇7个乡镇，共计256个村街，23.85万供水人口。供水线路共计长68.33km，包含的施工工艺有开槽施工、拉管施工和顶管施工，其中开槽开挖深度范围大于5.0m（开挖断面为梯形，地面宽度为1m～1.4m）的约696m，管材采用DN600涂塑复合钢管。
2.2 水文地质条件
建基面多位于第四系全新统岐口组冲洪积（Qalp 4q）壤土、黏土、砂壤土、粉土层上，无不良软弱层，工程地质条件较好；局部建基面位于第四系全新统高湾组冲湖积（Qall 4g）壤土、黏土、砂壤土层上，上述地质工程性质较差；建基面全部位于地下水以上，根据以上水文地质条件判定：基本不会发生渗透破坏及其他边坡失稳现象。
3瑞典条分法的应用步骤
3.1 计算说明
假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体、土条两侧的作用力为零。
3.2参数信息
假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体、土条两侧的作用力为零。
（1）条分方法：瑞典条分法。
（2）放坡参数：按最不利断面考虑，高6m，具体参数见下表：
表3-1 放坡参数表
（3）荷载参数：分别计算弃土及管材面荷载，按照等力矩换算为距坡顶边线的面荷载。第一个放坡宽度3m，管材距坡顶边线2m，管材堆放宽度3m，弃土堆放宽度4m，共12m。
1）管材拟按DN600涂塑复合钢管计算，堆放宽度3m（5排，距基坑边线距离2m），高度2m（3层），每延米153kg，计算面积3×1=3㎡，则涂塑复合钢管堆放面荷载q为5×3×153×9.8÷3=7.5kPa；
2）弃土堆放宽度4m距基坑边线距离5m），高度1.5m，粉质粘土重度20.5kN/m³，面荷载q=4×1.5÷2×1×20.5÷4÷1=15.38kPa；
表3-2 荷载参数表
图3.1 开挖断面结构尺寸示意图
3.3 计算原理
采用瑞典条分法，根据土坡极限平衡稳定进行计算。土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常接近圆弧形，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：土条自重、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，按照三级基坑圆弧滑动法三级边坡稳定最小安全系数K不小于1.2要求。
边坡中间设置了宽1m的平台，因此按两级分别计算，求出最小安全系数。
第一级：为使计算简单，将滑动土体分为5个土条，分别计算各自的重量Wi，滑动面弧长Wi、滑动面弧长li、中心线和竖向的夹角θi，计算过程如下表3-4所示：
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图3.3 第一级瑞典条分法边坡稳定计算辅助图
表3-4 第一级瑞典分条法计算表
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满足要求！
第二级：为使计算简单，将滑动土体分为7个土条，分别计算各自的重量Wi，滑动面弧长Wi、滑动面弧长li、中心线和竖向的夹角θi，计算过程如下表3-5所示：
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图3.4 第二级瑞典条分法边坡稳定计算辅助图
表3-5 第二级瑞典分条法计算表
满足要求！
综上所述，一、二级最小边坡安全稳定安全系数1.24>1.20（允许边坡稳定系数），故满足要求。
4 工程实施效果
本工程开槽开挖已回填完成，在施工过程中经过现场开挖监控、位移观测，无边坡失稳现象，满足主体工程施工需要，效果良好。
5 结语
瑞典条分法所建立的模型是以垂直条分为基础，在进行条分时计算过程相对繁复，最典型的是在进行最危险圆弧的确定时，给定每一个新的圆弧，都需要重新进行条分和参数确定。因此，计算量相对较大，且影响计算速度，可采用微分土条力学分析，对稳定系数进行分段积分，采用积分形式表达，简化条分过程。同时，利用圆弧滑面的几何性质，将稳定系数简化为三元函数，通过三元函数求解稳定系数、编制稳定系数求解、最危险圆弧定义的电算程序，这样在稳定系数计算时更加准确。
然而，瑞典条分法作为传统极限平衡的分析方法，力学概念明确、简单易学，在普通技术员人群中仍有较大的推广应用价值。
参考文献：
[1]杨剑.瑞典条分法和毕肖普法在土坡稳定分析中的应用及研究[J].盐城工学院学报，2005，18（2）：66-68.
[2] 吴帷江，赵晓明.土坡稳定性计算的问题讨论[J].甘肃科学学报，2000，12（2）：59-62.
作者简介：
方 越（1988-），男，陕西西安人，工程师，主要从事工程技术管理工作。