[山西]公园工程土方开挖施工方案(计算书).doc

新建XXXX公园一期二标段
土方开挖施工方案

编 号：直六120201

编制人：

审核人：

审批人：

编制单位:山西省XXXX工程公司
编制时间:二0一二年四月

目 录
一、编制依据 ………………………………………………………1
二、工程概况……………………………………………………… 1
三、地形地貌……………………………………………………… 2
四、施工部署……………………………………………………… 2
五、质量保证措施和质量注意事项……………………………… 8
六、项目部组织机构……………………………………………… 10
七、安全施工措施………………………………………………… 11
八、重大危险源清单的识别和预防措施………………………… 12
九、重要环境因素清单的识别和预防措施 ………………………13
十、突发事件应急措施 ……………………………………………14
附 土坡稳定性计算书 ……………………………………………16
测量放线总平面图…………………………………………… 20
基坑开挖示意图……………………………………………… 21
土方开挖方向图……………………………………………… 23
检测布置图…………………………………………………… 24
基坑防护栏杆示意图………………………………………… 25
基坑周边布置图……………………………………………… 26
总平面布置图………………………………………………… 31

1 编制依据
1.1施工合同及设计图纸,工程技术资料及地质勘测报告，施工组织设计,公司质量、环境、职业健康、安全方针与管理手册,
1.2相关法律、法规及本企业管理文件，主要相关规范、标准、规程、图集等。主要规范及规程有：
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》住建部建质[2009]87号
《岩石工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004
《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ-258-2008
《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》JGJ167-2009
《高程建筑岩石土工程勘察规程》JGJ72-2004
2 工程概况
2.1XXXX公园一期二标段12#、13#、19#、21#楼总建筑面积：74784.8M2 ，12#、13#楼总层数：35层，地下2层，地上33层，建筑总高度99.30M；19#、21#楼总层数：33层，地下2层，地上31层，建筑总高度97.95M；。
2.2结构体系：上部采用全现浇剪力墙结构，基础采用桩基承台，
另设防水板。12#、13#裙楼地上两层框架结构，独立柱基。
本工程根据其使用功能的重要性划分属丙类抗震设防建筑，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第三组，建筑场地类别为2类。桩基设计等级为甲级，抗震等级：剪力墙为三级。框架为四级。
2.312#、13#、19#、21#楼基坑底标高-7.82m，电梯井基坑底标高-9.97m，塔吊基坑底标高-8.15m。
3建筑地貌
施工深度范围内，地层土质分布情况如下：地表以下①层为粉土，平均厚度5.00m厚，层底标高926.42m；层为卵石平均厚度6.0m，层底标高921.32m。由于基底设计标高在地下水位以下，地下水位勘察间实测稳定水位埋深介于地表以下1.8-8.2m左右深，水位标高923.96-928.29m，地下水由北向南流，由西流向东。所以考虑地下水和降水设计，此部分工作内容由甲方另行委托具有专业资质的单位进行设计和施工。
4、施工部署
开挖型式：采用分级放坡开挖型式，放坡系数1：1。
开挖方法：采用机械大开挖方法。12#、19#、13#、21#四个楼逐个开。
开挖工期：12#楼4月1日土方开挖，4月10日土方开挖完毕；19#楼4月11日土方开挖，4月20日土方开挖完毕；13#楼4月21日土方开挖，4月30日土方开挖完毕；21#楼5月1日土方开挖，5月10日土方开挖完毕；以上工期计划是在降水不影响的前提下进行。
安全：杜绝死亡、无重伤、无倒塌。
人员配备：测量人员3名，机械操作人员为6人，（装载机操作人员2名、挖掘机操作人员4名），自卸汽车司机15名，配合土方开挖施工人员为15人，洒水车司机1人。项目管理人员9人。
4.1施工准备
4.1.1技术准备
（1）认真研究并掌握设计图纸、勘察报告、施工规范等，确保土方开挖的施工质量。
（2）编写具有针对性的技术质量安全交底资料，施工前做好书面交底。
（3）技术交底
开工前项目技术负责人分别向施工员、作业班组和现场操作人员进行技术安全交底，设计变更，安全措施交底等。技术交底采用三级制即：项目技术负责人→施工员→机械操作人员。项目技术负责人向施工员进行交底必须细致、齐全，并结合具体操作部位，关键部位的质量要求，讲解要点和注意事项等。施工员接受交底后要认真反复向操作班组及机械操作人员进行交底。
4.2 机械准备
4．2.1施工机械配置计划（见下表）
序号
名 称
型 号
单位
数量
用 途
1
反铲挖土机

台
2
挖土
2
小型挖土机

台
2
挖桩间土
3
自卸汽车
斯太尔等
台
10
运土
4
装载机
ZL－50型
台
1
卸土场用
5
洒水车

辆
1
避免扬尘
4.2.2一般机具有：大型探照灯（2套）、铁锹（尖、平头两种）、手推车、小白线或20号铅丝和钢卷尺以及坡度尺等。

4.3 作业条件及施工现场准备
4.3.1测量放线(见附图)
4.3.1.1根据甲方给定的M1点（X=4156810.977，Y=37511537.956），使用全站仪将点移到Z点（X=4157014.267，Y=37511568.865），由Z点测出A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3、D4点.再根据测出的点用钢尺量出基坑的外边线，用白灰撒出线。
4.3.1.2在基坑外埋下E1、E2、E3、E4、F1、F2、F3、F4、G1、G2、G3、G4点，第二步放线用。
4.3.1.3根据甲方提供的M2点（H=931.332m），控制挖土标高。
4.3.2测量放线必须经过检验合格，并办完预检手续。依据设计施工图纸及现场实测。
4.3.3 提前掌握地下埋设情况，如管道、电缆、古墓等，并向建设单位进行核实。
4.3.4夜间施工时，应有足够的照明设施。在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。
4.3.5选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编写好施工方案及技术交底。
4.3.6在机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度、清理槽底等，均应配备足够人工进行。
4.4、 工艺流程及施工方法
4.4.1工艺流程：清理及场地平整→根据图纸尺寸和规范要求放出主楼轴线→沿轴线放出坑边轮廓线→第一步土方开挖→修整坑边→放出第二步基坑上口开挖线→第二步土方开挖→修整坑边→放出第三步土方基坑上口开挖线→第三步土方开挖→人工清底→验槽。

4.4.2坡度的确定：基坑开挖采用机械大开挖，放坡处理。放坡系数为1：1。（附：土坡稳定性计算书。）
4.4.3开挖方法及顺序：选用反铲挖掘机采用分层开挖。开挖顺序，（见附图），箭头方向表示挖土方向。
12#、21#楼运土车辆置于南侧循环装土运输，13#、19#楼运土车辆置于北侧循环装土运输。汽车行走坡道按1:7设置。挖土方全部外运至场外指定地点。土方必须按分层开挖要求，形成一个有序流水作业线，确保工作顺利进行。
4.4.4土方开挖
4.4.4.112#楼土方开挖：根据测量放线撒下的白灰线，开始第一步土方开挖，开挖深度3.0m，从自然地坪-1.7挖至-4.7m；第一步结束后进行第二步放线，根据第一次放线时埋下的点，撒出第二步土方开挖线，留出2.5m的平台，进行第二步土方开挖，开挖深度3.12m，挖至-7.82m。土方开挖的同时每下挖1m，人工对边坡进行修整一次。第二步结束时换用小型挖机，并根据预埋点将电梯基坑、塔吊基坑定位，按照1:1坡度开始进行第三步土方开挖，第三步由管理人员现场指挥开挖，电梯基坑下挖至-9.77m，预留0.2m由人工清理推运，塔吊基坑下挖至-8.15m，由人工开挖并清理推运。待电梯基坑、塔吊基坑砖胎模砌筑完毕后，将放坡空间按设计要求回填。由于混凝土灌注桩顶标高是-6.5m，所以在第二步的-6.5m至-7.82m段也使用小型挖机，挖土前根据桩平面布置图标出桩的位置，并且每台挖机安排一人现场指挥挖土，将离桩较近的地方由人工清理，严禁机械碰撞桩头。挖桩间土和第三步土方开挖均在白天进行。
13#楼现场已挖至-4.498m，以下开挖施工同12#楼；
19#楼现场已挖至-2.385m，以下开挖施工同12#楼；

21#楼现场已挖至-4.226m，以下开挖施工同12#楼。
第二步土方开挖必须在降水工作完成之后进行。
4.4.4.2人工清运土时在挖好的坑底面上铺设竹架板，较少碾压坑底面层。
4.4.5根据设计图纸及放坡系数，将基坑边线及放坡的坡度边线分别撒出，并将其告知机械操作人员。
4.4.6采用二台反铲挖掘机进行挖土，10辆自卸汽车配合运土。机械挖土过程中边坡应预留150-200mm厚土层，由人工对边坡进行修整。要求配合机械挖土的施工人员清楚挖土区域及机械前后行走范围。
4.4.7在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖得到的地方，以便及时用机械挖走。
4．4.8修帮和清底。在距基坑底设计标高1000mm坑壁处，抄出水平线，钉上小木撅，然后用人工将暂留500mm土层挖走。同时由两端轴线（中心线）引桩拉通线（用小线或铅丝），检查距坑边尺寸，确定基坑宽标准，依次修整坑边。最后清除坑底土方。
4.4.9基底修理铲平后，进行质量检查验收。
4.4.10坑边防护：本工程采用Φ48钢管连接做护栏，距基坑边600mm处竖立杆打入土层中深600mm以上，基脚砌筑三皮砖，外抹水泥砂浆，防止雨天地表水灌入基坑。护栏间距2000mm，高1200mm，距地面600mm和1200mm各设一根横杆，刷黄、黑色相间颜色，里侧挂密目网。设置警示牌，防止人员及物体坠落。
4.5成品保护
4.5.1土方开挖前应将定位标准桩、轴线引桩引测到基坑外3米，标准水准点引测到围墙上，引到机械或车辆不经过的地方，将桩体用砼浇筑并告知施工人员其准确位置避免碰触。应经常测量和校核其平面位
置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。定位标准桩和标准水准点也应一星期复测一次和检查是否正确。
4.5.2施工中如发现有文物或古墓等，应妥善保护，并应及时报请当地有关部门处理，方可继续施工。如发现有测量用的永久性标桩或地质、地震部门设置的长期观测点等，应加以保护。在敷设有地上或地下管线、电缆的地段进行土方施工时，应事先取得有关管理部门的书面同意，施工中应采取措施，以防止损坏管线，造成严重事故。
4.6 基坑工程监测方案
4.6.1监测项目
（1）现场监测的对象包括：基坑边坡稳定、坑顶周边地面水平位移开裂及沉降、围墙的变形。
（2）仪器监测项目包括：边坡顶部水平位移、边坡顶部竖向位移。
（3）巡视检查的内容包括：
1）开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异。
2）基坑开挖分层厚度是否与设计要求一致
3）基坑周边地面有无超规定堆载。
3）基准点、监测点完好状况。
4）有无影响观测工作的障碍物。
5）基坑周边建筑物的变形。
4.6.2检查方法：
（1）巡视检查宜以目测为主，可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄像、摄影等设备进行。
（2）对自然条件、施工工况、周边环境、监测设施等安排专人进行巡视检查,检查情况应做好记录。检查记录应及时整理，并与仪器检测数据进行综合分析。
（3）监测单位应将监测数据及时上报建设、监理单位。
（4）巡视检查如发现异常和危险情况，应及时通知建设方组织处理。
4.6.3监测点布置
基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点在基坑周边中部、角点处布置，监测点水平间距20m且每边数目不少于3个。水平和竖向位移监测点宜为共同点，监测点设置在基坑坡顶。
4.6.4 监测频率
基坑工程监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。监测期应从基坑工程施工前开始，直至地下工程完成为止。
现场仪器监测的监测频率
施工进程
基坑设计开挖深度
≤5
5-10m
开挖深度m
≤5
1次/2d
1次/2d
5-10

1次/1d
底板浇筑后时间

（d）
≤7
1次/2d
1次/2d
7-14
1次/3d
1次/3d
14-28
1/次7d
1次/5d
8
1/次10d
1次/10d
5质量保证措施和质量注意事项:
5.1 质量标准
5.1.1保证项目
基坑和场地的基土土质必须符合设计要求，并严禁扰动。
5.1.2 允许偏差项目，见表

土方开挖工程质量检测标准（mm）

项
目

序
号

项目
允许偏差或允许值
检验方法
坑基
基坑
基槽
挖方场地
平整
管沟
地（路）面基层
人工
机械
主控项目
1
标高
-50
±30
±50
-50
-50
水准仪
2
长度、宽度（由设计中心向两边量）
+100
-50

+300
-100
+500
-150
+100
-
经纬仪、用钢尺量
3
边坡
设计要求
观察或用坡度尺检查
一般项目
1
表面平整度
20
20
50
20
20
用2m靠尺和
楔形塞尺检查
2
基底土性
设计要求
观察或土样分析
5.2 应注意的质量问题
5.2.1基底超挖：开挖基坑不得超过基底标高。如个别地方超挖时，其处理方法应取得设计单位的同意，不得私自处理。
5.2.2基底未保护：基坑开挖后应尽量减少对基土的扰动。
5.2.3施工顺序：应严格按施工方案规定的施工顺序进行土方开挖施工，应注意宜先从低处开挖，分层、分区依次进行，形成一定坡度。
5.2.4开挖尺寸不足，边坡过陡：基坑底部的开挖宽度和坡度，除应考虑结构尺寸要求外，应根据施工需要增加工作面宽度，如排水设施等所需的宽度。
5.2.5在开挖时配合人员应将基坑边缘松散的杂物及土块及时清理。
5.2.6验槽：基坑施工完毕后，应及时通知勘察、设计、建设、监理等相关单位进行验槽，验槽符合设计要求后方可进行下道工序的施
工。
5.3质量保证措施
5.3.1土方工程施工中，应经常测量和校正其平面位置、水平标高和边坡坡度，平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施，定期进行复测和检查，保证其正确性。
5.3.2基坑开挖过程中应对土质情况和标高等变化情况经常检查，做好原始记录，若发现地基土质与设计不符时，需经有关人员研究处理做好隐蔽工程记录，确保基坑工程质量。
6 项目部组织机构

项目组织机构图

项目经理：

技术负责人：

核
算
员

资
料
员

材
料
员

安
全
员

技
术
员

质
量
员

施
工
员

7安全施工措施
7.1基坑周边严禁堆放东西，不得影响边坡稳定。
7.2清除地面及地上障碍物。
7.3保护测量基准桩，以保证土方开挖标高位置与尺寸准确无误。
7.4根据土方工程开挖深度和工程量的大小，选择机械挖土和人工修边坡、清土。
7.5弃土应及时运出，如需要临时堆土，堆土坡脚至坑边距离应在10m以外，并在施工中进行沉降和位移观测。
7.6土方开挖工程完成后要尽量减少暴露时间，及时进行下一道工序的施工。
7.7基坑边界周围地面应设排水沟，排水沟设在距基坑边缘4m位置，且应避免漏水、渗水进入坑内。基坑周边严禁超堆荷载。
7.8在基底四周沿坑壁做2m高的砂袋挡墙，防止砂卵石层中的泥被水冲走。
7.9机械挖土时，不得跨越自卸车的车头装土，装土时自卸车内不得坐人。
7.10人工挖土时，操作人员之间要保持安全距离，一般大于2.5m；两台机械同时开挖，挖土机间距应大于10m，挖土要自上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚的危险作业。
7.11开挖应严格要求放坡，操作时应随时注意边坡的稳定情况，发现问题及时加强处理。
7.12四周设防护栏杆，人员上下要有专用爬梯。
7.13运土道路的坡度、转弯半径要符合有关安全规定。
7.14建立健全施工安全保证体系，落实有关建筑施工的基本安全措施等内容。

7.15对施工人员进行安全教育、施工前进行安全技术交底。
7.16土方工程的边坡坡度等必须按规定请专家论证、审批，并按通过后的施工方案执行，确保边坡的稳定和基坑的施工安全。
7.17机械前后行走时必须看清楚前后是否有人或障碍物，机械回转时必须看清楚作业范围内是否有车辆和行人。且机械施工至围墙处时必须有专人配合指挥挖掘机驾驶员，防止由于驾驶员的距离错觉造成对围墙的碰撞而导致事故的发生。
7.18确定地下管线的位置，开挖及运输过程中有专人看守，防止对地下管线造成破坏。
7.19人员修整边坡与机械开挖保持在挖机作业半径以外，且夜间施工时操作人员应穿反光衣服。
7.20进行预防检查工作，发现隐患及时处理确保施工安全。
7.21夜间施工时要有足够的照明。
7.22装载机和挖机、汽车司机必须持证上岗，配备具有资质的指挥人员。
7.23装载机和挖机、汽车运转半径内严禁站人。
7.24施工现场四处张挂好醒目的安全标志、安全宣传牌，警示、提醒每个进入现场的施工人员注意安全。
7.25施工人员进入施工现场必须按要求配戴好安全帽，凡衣冠不整、穿拖鞋者一律不许进场，对发现违规者予以罚款处理。
7.26雨季施工祥见‘XXXX公园一期二标段雨季施工方案’。
8 重大危险源清单的识别和预防措施
根据现场的实际情况和工程规范标准，识别出以下重大危险源

重 大 危 险 源 清 单
序号
重大危险
项目
地　点
施工阶段
危险源
事　故
控制措施
1
基坑工程
现场
基础
土方塌方
塌方伤人
执行施工方案，班前进行安全交底，专人观测基坑土质情况
2
基坑工程
现场
基础
装载机
汽车挖机
碰撞伤人
按指定的路线行走，挖机的作业半径之内严禁有人
3
基坑防洪
现场
基础
雨水
雨水引起的塌方、沉陷
设置排水沟，边坡遮盖，防止雨水流入基坑和冲刷边坡
4
基坑临边
现 场
基础
不规范、未防护或防护不当
高处坠落
基坑周边设置1.2米的防护栏杆
5
临时用电
现 场
基础
无漏电保护器
触 电
按要求设置漏电保护器
9 重要环境因素清单的识别和预防措施：
根据现场实际情况和工程规范标准，识别出以下重要环境因素清单。
重 要 环 境 因 素 清 单
序号
环境因素
活动点/工序/部位
环境影响
时态/状态
管理措施
1
噪声的排放
施工机械：挖掘机、装载机、翻斗车。
影响人体健康和附近
居民休息
现在/正常
晚上10点以后停止施工

2
运输过程中尘土的遗洒
现场渣土，生活垃圾，原材料运输当中
污染路面、影响居民休息
现在/正常
洒水、覆盖
3
照 明
夜间现场照明
光污染，夜间影响附近居民休息
现在/正常
晚上10点以后停止施工，停工后，现场照明灯光减弱

10 突发事件应急预案
10.1发生事故或发现有发生事故的迹象时，要以人为本，将人的生命安全放到首位作为突发事件应急的指导思想。
10.2基坑开挖过程中项目部必须至少有2人在现场指挥，黑夜至少有2人在工地值班，发生个别（2人以下）的轻伤时，项目部现场负责人首先拨打120急救电话，将病人以最快的速度送到医院治疗，并及时向项目经理汇报。
10.3当根据现场情况发现基坑有塌方迹象时，应迅速将现场所有人员撤离现场，严禁发现塌方迹象时不顾人员安全派到现场支护。将所有人员撤离现场后，应及时向公司总工汇报，总工和相关专家察看现场经过论证提出处理措施后再行支护。
10.4发生土方塌方或其他突发事件时造成人员受伤时，项目部现场负责人首先拨打120急救电话，将病人以最快的速度送到医院治疗，并及时向项目经理汇报。由项目经理向分公司经理汇报，分公司经理向公司安全管理部门汇报。当某一级人员暂时无法联系时，直接越级汇报，同时安排专人对事故现场进行保护。
10.5为了防止自然地坪地表水及大雨应设排水沟、集水坑，安装排污泵排水，以免水灌基坑，冲跨边坡，应合理安排施工，及时铺设垫层，减少基坑暴露时间。
10.6本工程基坑较深，且这里多阴雨天气，一旦下雨极容易形成泥石流涌入基坑，所以项目部计划在北面围挡外设排水沟拦截外来雨水；东、西面围挡外设挡水墙，要求排水沟坡度不小于1%，截面尺寸300×300，在基坑西北角处设集水坑，使排水沟交汇于集水坑，集水坑规格1000×1000×1000(H),集水坑内装大口径污水泵，由集水坑往场区污水
井排水，排水沟和集水坑上口用钢筋篦子盖好，以防工人踏空。
10.7本工程基坑面积大，相应受水面积大，计划在基底周边设排水沟、集水坑，一旦基坑集水，由水泵从基底集水坑排至基坑上口排水沟，最后汇集至大集水坑由水泵排出。这样就形成了二级排水体系，同时项目部成立防洪应急小组，24小时指导监督防洪，确保基坑不浸泡边坡不坍塌。
10.8该工程基坑土含沙量较大，受雨水影响较大，在雨水来临之前利用彩条布将基坑边坡进行覆盖防止遇水下陷造成边坡塌方。

附：
土坡稳定性计算计算书
本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣 编著 中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、《地基与基础》第三版 中国建筑工业出版社、《土力学》、XXXX公园岩石工程勘察报告等相关文献进行编制。
计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。
一、参数信息:
条分方法：瑞典条分法；
条分块数：10；
不考虑地下水位影响；
放坡参数：
序号 放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 条分块数
1 3.00 3.00 2.50 0.00
2 3.12 3.00 1.50 0.00
荷载参数：
序号 类型 面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)
1 满布 5.00 -- --
土层参数：
序号 土名称 土厚度 坑壁土的重度γ 坑壁土的内摩擦角φ 内聚力 C饱容重
(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)
1 粉土 4.98 18.50 31.30 9.50 22.00
2 卵石 6.00 20.25 35.00 5.50 22.00
二、计算原理:

根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，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：
1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、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《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。

三、计算公式:
Fs=∑{cili+[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]cosθitanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]sinθi
式子中：
Fs --土坡稳定安全系数；ci --土层的粘聚力；
li--第i条土条的圆弧长度；γ --土层的计算重度；
θi --第i条土中线处法线与铅直线的夹角；
φi --土层的内摩擦角；bi --第i条土的宽度；
hi --第i条土的平均高度；
h1i --第i条土水位以上的高度；
h2i --第i条土水位以下的高度；
γ' --第i条土的平均重度的浮重度；
q --第i条土条土上的均布荷载；

其中，根据几何关系，求得hi为：
hi=(r2-[(i-0.5)×bi-l0]2)1/2-[r+l0-(i-0.5)×bi]tanα
式子中：
r --土坡滑动圆弧的半径；
l0 --坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
α --土坡与水平面的夹角；
h1i的计算公式
h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}
当h1i ≥ hi 时，取h1i = hi；
当h1i ≤0时，取h1i = 0；
h2i的计算公式：
h2i = hi-h1i；
hw --土坡外地下水位深度；
li 的几何关系为：
li={arccos[((i-1)×bi-l0)/r]-arccos[(i×bi-l0)/r]×2×r×π}/360
θi=90-arccos[((i-0.5)×bi-l0)/r]
四、计算安全系数:
将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：
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计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第1步 2.026 45.259 -0.023 5.069 5.069
示意图如下：

计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第2步 1.802 52.417 0.377 11.815 11.821
示意图如下：

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计算结论如下：
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 2.026>1.30 满足要求! [标高
-3.000 m]
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.802>1.30 满足要求! [标高 -6.120 m]