利用计算机软件快速选择最经济的基坑边坡开挖坡度

发表时间:2021/4/26   来源:《工程建设标准化》2021年第1期   作者:吴阿丽
[导读] 本文结合铜陵义安大道的十五中地下人行通道基坑开挖,利用计算机软件能快速计算不同边坡坡度的边坡稳定性,在确保安全的前提下选择最少挖方量的边坡开挖坡度,实现经济效益最大化。
        吴阿丽
        (安徽水利开发有限公司  安徽  蚌埠  233010)
【摘要】本文结合铜陵义安大道的十五中地下人行通道基坑开挖,利用计算机软件能快速计算不同边坡坡度的边坡稳定性,在确保安全的前提下选择最少挖方量的边坡开挖坡度,实现经济效益最大化。
【关键词】软件  快速  选择   经济  边坡  坡度
        义安大道项目的十五中地下人行通道工程位于铜陵市十五中处,通道两端基坑采用桩基支撑支护方式开挖,而涵身基坑采用放坡开挖的方式。为确保基坑开挖后边坡稳定性满足要求,在施工前对基坑开挖前对边坡开挖的坡度与边坡土方受力进行模拟计算,确保了开挖后边坡的稳定性。
        1、地质情况
        通道拟建场地属长江Ⅰ级阶地后缘地貌。为残丘地貌,义安大道为北高南低。
        自上而下依次分层地质及地基承载力参数见下表。本工程主通道基础持力层位于第③层粘土,地基承载力基本容许值[fa0]为260Kpa。
        地层: ①层杂填土:②层卵石土:③层粘土:④层粘土:⑤层大理岩
        承载力基本容许值fao(Kpa):350:260:120:1200
        压缩模量Es1-2(Mpa):0:15:12:4.7:0
        地基土水平抗力系数的比例系数m值(MN/m4):0:120:60:10:0
        2、水文、气候情况
        勘察区地下水不发育,水文地质条件简单,主要为赋存于①层杂填土中的上层滞水和灰岩裂隙水,接受大气降水补给,水量一般,受季节性影响较大。勘察期间未测到初见水位,灰岩裂隙水水位埋深均为地表15m以下。
        本区属中亚热带湿润季风气候,其特点是气候温暖湿润,春夏多雨,四季分明。降雨量多集中在4~6月份。
        3、场地与地基的地震效应
        本区抗震设防烈度为Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组。区域地质资料场地覆盖层厚度为25~35.9m,大多数地段为中硬场地土,综合判定勘察场地类别为Ⅱ类场地,拟建场地为对建筑抗震有利地段,设计特征周期值为0.35s。
        4、场地稳定性
        拟建建筑场地经现场勘察除未发现有其它不利于工程建设的如滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地裂缝、活动断裂等不良地质作用,也未发现如滨沟、防空洞及临空面等对工程不利的埋藏物,区域地质相对稳定,区域稳定性较好。
        5、基坑开挖边坡稳定性计算机软件验算
        计算项目:淮河大道通道基坑土层1:0.75坡度
        [计算简图]
[控制参数]:
    采用规范:    建筑边坡工程技术规范(50330--2002)
    计算目标:    安全系数计算
    滑裂面形状: 圆弧滑动法
    不考虑地震
 [坡面信息]
        坡面线段数为3
        坡面线号    水平投影(m)   竖直投影(m)    备注
          1           2.625         3.5         
            2           2.25            0
            3           1.00            3          顶层
 [土层信息]
上部土层数 3
  层号  层厚     重度     饱和重度   粘结强度    粘聚力    内摩擦角  
        (m)    (kN/m3)   (kN/m3)     (kpa)       (kPa)       (度)
   1    3.500   19.800    20.000    40.000      50.000     18.000
   2    1.500   19.500    20.200    40.000      30.000     12.000
   3    1.500   19.500    20.000    40.000      12.000     8.000          
    下部土层数 1
  层号     层厚     重度     饱和重度   粘结强度    粘聚力   内摩擦角
           (m)    (kN/m3)   (kN/m3)     (kpa)       (kPa)     (度)
   1     6.200   19.800    20.000    40.000      50.000    18.000
   不考虑水的作用
[计算条件]
    圆弧稳定分析方法:瑞典条分法
    土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待
    稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面
    条分法的土条宽度: 1.000(m)
    搜索时的圆心步长: 1.000(m)
    搜索时的半径步长: 0.500(m)
计算结果:
 [计算结果图]
   最不利滑动面:
      滑动圆心=(0.200,10.120)(m)
      滑动半径=10.122(m)
      滑动安全系数=2.564>滑动稳定安全系数Ks[1.2],故基坑边坡为1:0.75时土层稳定。
        6、总结
        利用计算机软件计算,不仅提高了计算效率,还可通过对不同边坡坡度稳定性计算的对比,在确保安全前提下,选择挖方量最少的开挖坡度,实现经济效益最大化。在开挖过程中,出现地质不符等突发情况时,能及时进行验算、分析,在确保安全的前提下,加快工程施工进度。
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