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[热点探讨]坡率法进行边坡设计的疑问? [复制链接]

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离线cdddd
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2011-01-24
现在遇到一个问题,按照勘察单位勘察报告提供每层土的放坡率(根据《建筑边坡工程技术规范》p57和p58页表12.2.1和表12.2.2取值),对高度(19.5m假设)边坡或基坑,进行放坡率设计。现在设计概念如图: :5sjF:@  
7{Lp/z%r  
肯定该图存在不合理之处! o:'@|(&<  
u`CHM:<<?  
该图纯粹按照岩土层性质进行坡率放坡,没有考虑每层所处位置所受影响。比如下伏土层,受到上覆土层压力,坡率应该放缓,但是怎么考虑不清楚? (#?O3z1@"  
7qSnP 30}  
还有根据多层岩土怎么提出一个整体放坡率?具体怎么进行分析和计算? Sse%~:FL  
离线duanqj80

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只看该作者 1楼 发表于: 2011-01-24
你的理解有问题吧,首先要看边坡的总体高度呀,不是仅仅先看坡率的呀
离线活在当下

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只看该作者 2楼 发表于: 2011-01-24
如果边坡不加固处理,边坡整体放坡坡率以自然坡坡率比较适合。
活出自我 活在当下
离线gwwking

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只看该作者 3楼 发表于: 2011-01-24
怎么可以单单以坡率法来考虑一个边坡的稳定性呢? oL>o*/  
单层土层可以那么考虑~ ?/@XJcm+  
多层土必须考虑综合稳定~ f` -vnh^+  
基坑侧壁稳定性就是各工况稳定  整体稳定  才叫稳定

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只看该作者 4楼 发表于: 2011-08-21
学习下哈~~~~~~~~~~~~~~
离线lclwzf

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只看该作者 5楼 发表于: 2011-08-22
  得考虑边坡的分级高度及土层的分布,最终得经稳定性分析计算确定。对于成层土,如果层厚较小,不可能分别按每层土来确定坡率,但可以按最差的土层来确定每级边坡的坡率。
离线zzt2001

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只看该作者 6楼 发表于: 2019-02-19
坡率法有一个问题: SD:Bw0gzrI  
刚开挖时边坡是稳定的,但是随着时间推移,坡体表面的土体因卸载和风化逐渐松弛,其稳定性必然逐渐降低。 Lke!VS!P&  
个人觉得:坡率法应考虑合理的边坡使用周期。
离线sleeptalker

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只看该作者 7楼 发表于: 2019-07-03
      

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只看该作者 8楼 发表于: 2019-07-17
进来学习学习 NZXCaciG  
离线dongcy

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只看该作者 9楼 发表于: 2023-11-26
你的理解有问题吧,首先要看边坡的总体高度呀,不是仅仅先看坡率的呀
离线tyutjdp

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只看该作者 10楼 发表于: 2024-03-29
分级开挖,留平台
离线cdddd

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只看该作者 11楼 发表于: 10-25
下面把这个问题完整拆开讲清楚。 AASS'H@  
j>hBNz  
一、先看清原图的问题出在哪 FJ|JXH*  
你的判断是对的:那张图把"查表坡率"当成了"设计结果",这是最根本的错误。规范表12.2.1、12.2.2给的是单层、均质、坡高在10m以内的"经验允许值"(12.2.2的岩质边坡也仅适用到15m),而19.5m已经远超表格适用高度。表格的使用前提,规范原文写得很明确:"当无经验,且土质均匀良好、地下水贫乏、无不良地质现象和地质环境条件简单时"才能按表取值;并且注明"如边坡高度大于表中规定、或土质较软、或具有外倾软弱结构面的岩层,则坡率允许值应另行设计"。 G8b`>@rZ  
(Ii+}Mfp  
所以原图至少有三个问题: W)odaab7  
z{U^j:A  
把单层表格值直接套到多层组合断面上,忽略了每层在断面中的位置和受力状态; yV) 9KGV+:  
只做了几何放坡,没有稳定性验算(表12.2.1是坡率法/工程类比的起点,不是终点); *!}bU`  
没有考虑分层界面、地下水、坡顶荷载、坡脚约束这些真正控制整体稳定的因素。 :*tFW~<*b  
二、"下伏层受压该放缓"——这句话对,但方向要修正 94[8~_{fG  
你直觉里"下伏土层受上覆压力、坡率应放缓",需要拆成两层含义,否则容易推错: C'joJEo  
#b;TjnC5{$  
(1)上覆压力的确有"有利面"。 土的抗剪强度是 τ = c′ + σ•tanφ′。上覆土重使下伏层的法向应力 σ 增大,摩擦项 σ•tanφ′ 随之提高,这就是我们常说的"压重提高强度"。 _xo;[rEw8  
~8lB#NuN  
(2)但控制下伏层坡率的,是整体滑动,不是单层强度。 CE I.*Iywu  
(+bt{Ma  
滑动面往往穿越多层,不是在哪一层就沿哪一层; H+N6VVnO  
下伏层、特别是坡脚附近的软弱层,是滑面的最可能出口,那里被挖空后抗滑力反而下降(算例中坡脚土条的 sinθ 是负值,本身就是"帮助抗滑"的,挖掉它安全系数立刻掉); 6lQP+! EF  
层间界面是地下水易聚集的部位,界面往往成为控制性滑面; 0(^ N  
越深的层,被开挖暴露的坡面越靠下,上覆约束的"围压"实际是被削掉的,不是被bao护的。 d!4:nvKx  
结论:下伏层是否放缓,取决于它在滑动体系里扮演什么角色——是滑面出口(必须放缓/加固),还是坡脚持力层(可以陡)。 不能简单地按"埋深越大越放缓"或"越陡"一刀切。这也正是为什么必须用稳定性计算来定,而不是查表定。 {_jbFJ  
6[a;83  
三、多层岩土怎么提出"整体放坡率" m*>gG{3;  
工程上有两条常用算法,本质都是按层厚加权: R, U YwI  
U/{#~P5s  
算法一:几何等效(推荐,最直观) !<0 `c  
gt(!I^LHYc  
设第 i 层坡率取 1:mᵢ(mᵢ 为水平:垂直,即每 1m 高度外放 mᵢ m),层高 hᵢ: nS^,Sq\Ak  
TJ0;xn6o  
每层水平投影宽度:bᵢ = mᵢ • hᵢ uNvdlY]  
坡脚总水平宽度:B = Σbᵢ }I~)o!N%7  
整体等效坡角:θ = arctan( Σhᵢ / B ) #sf1,k5'  
整体等效坡率:1 : B/Σhᵢ {jEEAH)  
算法二:加权平均放坡系数(工程量口径) *HQ>tvUh  
6dqI{T-i?  
m̄ = Σ(mᵢ•hᵢ) / Σhᵢ,与《房屋建筑与装饰工程工程量计算规范》里"不同土类按其厚度加权平均"的算法一致。 nX+c HF  
/t _QA  
两个关键提醒:  :LTjV"f  
zm=|#f  
这两条算出的都是"把所有平台抹平后的平均坡线",分台阶设平台后,实际每级坡率可以比等效坡率更陡,因为平台把下滑推力分散、切断了滑面; AK$i0Rn;pm  
等效坡率只是表达方式,不是安全依据。真正的安全依据是分级验算 + 整体验算的双重稳定性计算。 $1|65j[e  
四、以 19.5m 为例的具体分析计算步骤 >ti)m >f  
Step 1|列出计算断面参数表 (ZD~Q_O-  
从勘察报告取每层:层底埋深、层厚 hᵢ、重度 γ、c′、φ′、地下水位。 4 :M}Vz-  
SA,+oq(  
示例分层(假设): %07vH&<C.  
kSjvY&n%  
表格 xL!@$;J  
层号    土层    层厚 hᵢ    查表初定坡率 1:mᵢ    γ (kN/m³)    c′ (kPa)    φ′ (°) 34aSRFsk*  
①    素填土(松散)    2.0    1:1.00(取缓值)    17    8    12 F%:o6mT  
②    硬塑黏性土    4.0    1:0.75    18.5    25    18 BvpUcICJ  
③    稍密碎石土    4.0    1:1.00    19    5    28 Q.l3F3;  
④    中风化岩(坡脚持力)    9.5    1:0.50    22    60    33 zIc_'Z,b  
合计    19.5                 |I=GI]I  
Step 2|计算整体等效坡率(几何法) -N1X=4/fg  
kOv37c'  
各层水平投影:b₁=1.00×2.0=2.00,b₂=0.75×4.0=3.00,b₃=1.00×4.0=4.00,b₄=0.50×9.5=4.75 \|R\pS}4  
总水平宽度 B = 13.75 m 5Ln !>,  
等效坡角 θ = arctan(19.5 / 13.75) ≈ 54.8° slG%o5|m  
整体等效坡率 ≈ 1 : 0.71 cnU()pd  
注意这个 1:0.71 是"19.5m 一坡到顶"的等效值——看起来很陡,但它是分层放坡折算出来的平均值,不等于实际每级都这么陡,也不能拿它当稳定判据。 PED5>90  
=O~Y6|  
Step 3|分阶放坡 + 设平台 >u?a#5R:m  
19.5m 必须分级(规范要求单级坡高不宜超过 8~10m,平台宽度土质边坡不宜小于 1.0~1.5m、基坑工程不宜小于 3.0m)。建议分三级: =5 $BR<'  
nm@.] "/  
第一级(①层顶至②层中):8m 内,控制坡高 6~8m,坡率按 ① ② 层最不利者取 1:1.00,平台宽 2m; :gx]zxK  
第二级(②层下至③层顶):坡高约 6m,坡率取 1:1.00,平台宽 2m; D'"l%p  
第三级(③层至坡脚④层):坡高约 5.5m,坡率可收至 1:0.50~1:0.75。 ?s9f}>  
Step 4|稳定性验算(这是核 心,必做) d+IN-lR(  
用极限平衡法(圆弧滑面用瑞典条分法/毕肖普法,有外倾结构面用折线滑面传递系数法),搜索最危险滑面,取最小安全系数: BBRZlx  
'F^"+Xi  
建筑边坡:一/二/三级边坡分别取 Fs ≥ 1.35 / 1.25 / 1.15; 6'1Lu1w  
基坑工程整体稳定一般 ≥1.25~1.35,并按天然、暴雨(饱和)、地震等工况分别验算。 /wJocx]vQ  
要分别验算:各级坡的局部稳定 + 多级坡的整体稳定 + 层间界面顺层滑动的稳定。哪一项不满足,就放缓该级坡率、加宽平台或加锚固。 HurF4IsHk  
rTA#4.*&  
Step 5|按验算结果反调坡率 J!5&Nc  
若下伏第③层(碎石土/砂土)被验算判定为滑面出口,就把该级坡率从 1:1.00 放缓到 1:1.25~1:1.50,并加宽平台;若第④层是稳定基岩持力层,可维持较陡坡率,必要时在坡脚设挡墙"固脚"。 8} |!p>  
OCWyp  
五、给你的几条实操结论 6JE_rAab  
查表值只是"初值",用它起步,用稳定性计算收口,这是坡率法设计的正确顺序; S1_):JvV  
多层土别按层单独定坡率就完事,要按"每级坡所跨土层中最不利者"控制该级坡率,再算整体等效坡率; )3)fq:[  
下伏层是否放缓,看它在滑面上是不是出口,不能只凭"受压"一个理由,也不能只凭"埋深"一个标准; "V<7X%LIX  
平台是提升整体稳定的关键,分级+平台能显著降低下滑推力,比单纯放缓坡率更经济; s'k} .}  
坡率法有适用范围:相邻建筑受影响、地下水发育、软弱土层、有外倾软弱结构面、不能有效改善整体稳定的边坡,不应单独采用坡率法,必须结合支挡、排水、锚固等联合支护。 +}^^]J$Nh  
如果你把具体勘察报告的土层参数(层厚、γ、c、φ、地下水位、坡顶荷载、周边环境)发我,我可以直接按这个流程帮你出一份 19.5m 边坡的分级坡率建议表 + 等效坡率计算 + 稳定性验算的复核框架。 @8|i@S@4  
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