中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第 21 页
ks?19.07*14.26*9.08?10.69*20.11
19.06(17.84?14.26)?20 =4.248
Ks为支护墙底地基承载力安全系数。根据基坑重要性等级，一级基坑取2.5；二级基坑取2.0；三级基坑取1.7。
本基坑的安全等级为二级，故验算满足要求. 5.3.2围护墙的抗倾覆稳定性验算
板式支护结构的抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性，是验算最下道支撑以下的主动、被动土压力绕最下道支撑(拉锚)点的转动力矩是否平衡。计算简图如图5-6：
图5-6抗倾覆计算简图
支护结构的抗倾覆稳定性可按式下式验算：
q 1 eE p e P,3 P,2 4 2 3 e a,4 h
t
Ea hd e a,3
K?Mr (5-14) Ms（1）土压力计算
2点处的被动土压力、3点处的主被动土压力已在荷载计算中计算得出：
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ep2＝31.64 KPa；
ep3?628.01 KPa； ea3?454.62 KPa；
4点处的主动土压力式5-4计算：
ea4 =(19.07?20?9.07*14.5)?0.49?2?10.16?0.49?10*14.5 =214.36 KPa ；
（2）坑内、外土体土压力对支撑点产生的力矩：
Mr?ep,ahd(ht?0.5hd)?0.5hd(ep,d?ep,a)(ht?2hd/3)
(5-15)
Ms?0.5ea,b(ht?hd)2?(ea,d?ea,b)2(ht?hd)2/3 (5-16)
其中式中:
Mr—坑内被动土压力对最下层支撑点4点处产生的力矩，kN.m/m； Ms
—坑外主动土压力对最下层支撑点4点处产生的力矩，kN.m/m；
ep2—坑内开挖面处被动土压力强度，KPa； ep3—坑内墙角处被动土压力强度，KPa；
ht—最下道支撑4点处距离开挖面的距离，m； ht＝2.34 m；
hd—连续墙埋深，m； hd＝14.26 m；
ea4—坑外最下道支撑处4点处的主动土压力强度，KPa； ea3—坑外墙底处的主动土压力强度，KPa；
代入参数得到：
Mr?31.64*14.26(2.34?14.26/2)?0.5*14.26*(628.01?31.64)*(2.34?2*14.26/3)=54646.16(kN.m/m)
1Ms?0.5*214.36(2.34?14.26)2?(454.62?214.36)*(2.34?14.26)2
3
＝31382.5(kN.m/m)
K?Mr/Ms
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＝54646.16/41382.5 =1.32>1.2 故抗倾覆稳定性满足要求。 5.3.3整体圆弧滑动稳定性验算
全面地对有支护基坑进行稳定性分析，是基坑工程设计的最重要环节之一。分析中所需地质资料要能反映基坑顶面以下至少2.3倍基坑开挖深度的工程地质和水文地质条件。 采用圆弧滑动法验算支护结构和地基的整体抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外锚拉结构，墙面垂直的特点，不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，靠坑内侧附近．通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。考虑内支撑作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，只设一道支撑时，需验算整体滑动、对设置多道支撑时可不作验算。 5.3.4抗渗流验算
在地下水位较高地区基坑开挖以后，地下水形成水头差hw，使地下水由高处向低处渗流。当渗流力较大时，就有可能造成基坑底部的潘流或管涌稳定性破坏。为防止此类破坏，便可通过提高挡水帐幕入土深度，增长地下水渗流路线，从而减小渗流水力坡度，达到防止渗流或管涌失稳破坏的目的。
由于该工程地下水位埋深约32m左右,而搅拌桩的入土深度为32.12m,故取坑底渗流路径刚好通过基坑底部。
如图5-7所示，可通过下式验算基坑底部稳定性： ks?式中：
ic—坑底土体临界水力坡度，根据坑底土的特性计算：ic?ic (5-17) i??11?e
?—坑底土体的相对密度；依规范取2.65；
e—坑底土体天然孔隙比；依照地质资料，按平均加权计算得：0.828； i—坑底土体渗流水力坡度；i?hw ； Lhw—基坑内外土体的渗流水头(m)，取坑内外地下水位差；取为17.84m； L—最短渗径流线总长度(m)，L??Lh?m?LV；
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?Lh—渗径水平段总长度(m)；?Lh?0.8m； ?LV—渗径垂直段总长度(m)；?Lh?hw?2*D?
；D??D?1； D?—基坑底部下地下水位距离桩底部距离（m）
D—基坑底部距离桩底部距离（m）；D=14.26m；
m—路径垂直段换算成水平段的换算系数，单排挡小帷幕墙取时，m＝1.50 ；多排
帷幕墙取m=2.0；
KS—抗渗流或抗管涌稳定性安全系数，取1.5—2.0。基坑底土为砂性土、砂质粉土或粘性土与粉性土中有明显薄层粉砂夹层时取大值。
图5-7 坑底土体渗透计算简图
由hw=17.84m D??D?1=14.26-1=13.26(m)得：
hw
H
D' D
?Lh?hw?2*D?=17.84+2*13.26
=44.32(m)
由于按单排桩计算，故m取为1.5，由公式得：
L??Lh?m?LV=44.32+1.5*0.8
=45.52(m)
由于?=2.65、e=0.828，由公式得：
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ic???11?e=
2.65?1
1?0.828=0.9026
由于hw=17.84m、L=45.52，由公式得：
i?hw17.84 = L45.52=0.3919
故ks?ic0.9026= i0.3919=2.30>2.0,满足要求。
6 基坑主要技术经济指标
基坑结构类似与长方形，其长度为71.6m，总高度17.84m，总宽度45.8m。
6.1开挖土方量
实体土方开挖量V为：V = 71.6*45.8*17.84=58502.35(m3) 根据工程经验，取松散系数为1.2。则松散体土方量V1为： V1?58502.35*1.2?70202.82 m3
6.2SMW工法水泥土搅拌桩水泥用量
水泥搅拌桩长度L计算如下： L?(71.6?45.8)*2?25?20.89m
水泥搅拌桩的直径为1m，则水泥搅拌桩组成的板桩墙的厚度也取为1.0m，水泥搅拌桩长32.12m。水泥采用普硅325#水泥，水灰比1.5～2.0，水泥搅拌桩中的水泥与土之比取为1:2。所以，水泥搅拌桩内的水泥用量V2为：
21 V2?1*209.8*32.12**?1497.51mm3
336.3钢材用量计算
根据所选型钢可求型钢截面积A1为：