现浇箱梁扩大基础及边坡稳定性计算

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１、支架扩大基础
    上部荷载：N=2600KN       地基承载力：f=110KPa
    埋置深度：d=2m           地基土及基础平均重度：△γ=20KN/m
    则基础底面积：
    Ａ≥N/（f-△γd）=2600/（110-20×2）=37.14m２
    根据万能杆件支架及箱梁横向尺寸，取扩大基础尺寸为：
               a×a×d=6.5×6.5×1.5m
    2、大堤边坡稳定性计算
    边坡高度：11.5m               扩大基础宽：6.5m    
    基础距边坡边缘：1m            坡脚至坡顶水平距离：28m        
    基础承受上部荷载：N=2600KN内摩擦角：φ=100               粘聚力：c=15KPa
    2. 1 本计算采用圆弧法分析大堤边坡稳定性。
    取滑动圆弧下端通过坡脚A点，上端通过支架扩大基础边缘，半径R为40m，圆心为O。
    2．2 取土条宽度b=R/10=4m。
    2．3 土条编号：
    作圆心O的铅垂线OO‘，铅垂线处为0条，依次向上编号为1、2、3，4，5，6，7，向下编号为-1、-2。
    2．4 计算圆弧AB的弧长l：
    设AB弦长为L，则有：
    sinα/2=L/2R=（11.52+362）1/2/(2×40)=0.472375
     所以: α=56.3810
    l=56.381×3.14×40/180=39.34m
    2. 5 上部荷载分布:
    上部荷载2600KN,分布在6.5m宽扩大基础的6、7两个土条上，这里近似取每个土条上承受1300KN。扩大基础长为6.5m，边坡稳定计算取1m长，则作用在6、7两个土条上的计算上部荷载为200KN。
    2．6 边坡各土条切向力与摩阻力列表计算如下：
编
号 土条重量
   Qi=γhi/KN sinαi 切向力/(KN)
Ti=Qisinα cosαi 法向力(KN)
Ni=Qicosαi tgφ 摩阻力(KN)
Nitgφ 总的粘聚力(KN)
Cl 
-2 19×0.37=7.0 -0.2 -1.4 0.980 6.86 0.1763 1.21 15×39.34=590.1
-1 19×1.76=33.4 -0.1 -3.34 0.995 33.233 5.86
1 19×5.00=95.0 0.1 9.5 0.995 94.525 16.66
2 19×6.08=115.5 0.2 23.1 0.980 113.19 19.96
3 19×6.68=126.9 0.3 38.07 0.954 121.063 21.34
4 19×6.82=129.6 0.4 51.84 0.917 118.843 20.95
5 19×6.17=117.2 0.5 58.6 0.866 101.495 17.89
6 19×3.87+200=273.5 0.6 164.1 0.800 218.800 38.57
7 19×1.28+200=224.3 0.7 157.01 0.714 160.150 28.23
合      计 497.48   170.67  

    2.7 边坡稳定安全系数计算
    K=MR/MT =R(∑Nitgφ+cl)/(R∑Ti)
       =(170.67+590.1)/497.48
       =1.53(安全)
    注:1、本计算未考虑大堤护坡的有利因素。
        2、本计算只选择了一个可能滑动面,所求出的安全系数K不一定是最小的，所以选择的滑动面不一定是最危险滑动面，只能作为扩大基础设计时的参考。