重力式碼頭穩(wěn)定性驗算及地基應力的計算填料回填砂內(nèi)摩擦角為32°，砂土的浮容重、濕容重分別為9.5KN/m3、18.5KN/m3。碼頭強背與鉛垂線的夾角為25°，地面水平，墻背為俯斜式設計。設計思路為對碼頭進行穩(wěn)定性驗算，需計算作用于墻背的主動土壓力。由于卸荷板、不同區(qū)域填料重度標準值的差異會對土壓力強度分布產(chǎn)生影響，所以此計算以設計高低水位的不同，以及碼頭不同深度進行分區(qū)域計算主動土壓力。據(jù)此，在低水位時將回填土分成HL、LO、OM、MN、NP四部分在高水位時將回填土分成HK、KL、LO、OM、MN、NP五部分其中相關系數(shù)的確定外摩擦角δ的確定墻背與填料的摩擦角的標準值根據(jù)地基條件、墻背形式、粗糙程度等確定。俯斜的混凝土或砌體墻背采用1/3倍填料內(nèi)摩擦角標準值。δ=1/3φ=10.6667°破裂角θ的確定第二破裂角按下式計算：第n層填料主動土壓力系數(shù)的確定第n層填料主動土壓力系數(shù)Kan按下式計算：因墻背后只用一種填料回填，該填料的內(nèi)摩擦角在水上、水下均取32°。但墻背與鉛垂線的夾角HL部分為25°，其余部分為0°，所以此計算中填料主動土壓力系數(shù)Kan有兩個取值。在HL段在其余部分地面荷載系數(shù)Kq的確定地面荷載系數(shù)Kq按下式計算：各部分土壓力強度的計算設計低水位各部分土壓力強度的計算第n層填料頂層的土壓力強度按下式計算：永久作用可變作用第n層填料底層的土壓力強度按下式計算：

永久作用可變作用由上式求出設計低水位時各層頂層與底層的土壓力強度該層名稱回填料深度范圍備注頂層永久作用底層永久作用可變作用HL回填砂0-2.7水上0.00023.1690.464qLO回填砂2.7-3.5水上23.16918.4080.284qOM回填砂3.5-4.4373侵水0.0002.5320.284qMN回填砂4.4373-6.2侵水2.53225.7010.284qNP回填砂6.2-8侵水25.70130.5620.284q設計高水位各部分土壓力強度的計算如上，求出設計高水位時各層頂層與底層的土壓力強度該層名稱回填料深度范圍備注頂層永久作用底層永久作用可變作用HK回填砂0-1.2水上0.00010.2970.464qKL回填砂1.2-2.7侵水10.29716.9070.464qLO回填砂2.7-3.5侵水16.90712.5230.284qOM回填砂3.5-4.4373侵水0.0002.5320.284qMN回填砂4.4373-6.2侵水2.53219.8160.284qNP回填砂6.2-8侵水19.81624.6770.284q各部分土壓力的計算設計低水位各部分土壓力的計算第n層填料土壓力的合力按下列公式計算永久作用可變作用由上式求出設計低水位時各層的土壓力該層名稱深度范圍永久作用永久作用水平分力永久作用豎直分力可變作用可變作用水平分力可變作用豎直分力HL0-2.734.51228.03820.1231.542q1.252q0.899qLO2.7-3.516.63116.3433.0780.231q0.188q0.135qOM3.5-4.43731.1871.1660.2200.271q0.220q0.158qMN4.4373-6.224.88324.4534.6060.509q0.414q0.297qNP6.2-850.63749.7629.3730.520q0.423q0.303q設計高水位各部分土壓力的計算如上，求出設計高水位時各層的土壓力該層名稱深度范圍永久作用永久作用水平分力永久作用豎直分力可變作用可變作用水平分力可變作用豎直分力HK0-1.26.8175.5383.9750.685q0.557q0.400qKL1.2-2.722.51218.28913.1260.857q0.696q0.500qLO2.7-3.511.77211.5692.1790.231q0.188q0.135qOM3.5-4.43731.1871.1660.2200.271q0.220q0.158qMN4.4373-6.219.69619.3563.6460.509q0.414q0.297qNP6.2-840.04439.3527.4120.520q0.423q0.303q碼頭穩(wěn)定性驗算重力式碼頭應進行穩(wěn)定性驗算，設計低水位與高水位的相關參數(shù)取不同值，所以應分別驗算兩種情況下碼頭的穩(wěn)定性。設計低水位時碼頭穩(wěn)定性驗算碼頭受到永久作用總土壓力的水平分力和豎直分力標準值分別為EH=EHLO+EHOM+EHMN+EHNP=119.762KNEV=EVLO+EVOM+EVMN+EVNP=37.4KNEqH=EqHLO+EqHOM+EqHMN+EqHNP=2.497qKNEqV=EqVLO+EqVOM+EqVMN+EqVNP=1.792qKN不考慮波浪力、剩余水壓力，對岸壁碼頭，沿墻底面、墻身各水平縫和基床底面的抗滑穩(wěn)定性可按下是式計算γ0（γEEH+γEEqH）≤根據(jù)規(guī)范，結構重要性系數(shù)γ0取1.1，土壓力分項系數(shù)γE取1.35，結構系數(shù)γd取1，自重力分項系數(shù)γG取1，沿計算面的摩擦系數(shù)設計值取0.55。1.1×（1.35×119.762+1.35×2.497q）≤對土壓力強度進行分析，得到各層合力的作用點，并求出各層的水平分力標準值對計算面前趾的傾覆力矩和豎向分力標準值對前趾的穩(wěn)定力矩。該層名稱深度范圍永久作用相對前趾的坐標各層永久作用水平力矩各層永久作用豎直力矩各層可變作用水平力矩各層可變作用豎直力矩HL0-2.7(1.83,6.2)51.394124.7632.848q5.880qLO2.7-3.5(5.1,4.886)83.34915.0370.959q0.662qOM3.5-4.437(3.6,4.125)4.1980.9080.792q0.637qMN4.437-6.2(3.6,2.44)88.03111.2391.490q0.796qNP6.2-8(3.6,0.874)179.1438.1921.523q0.273q則整個模型受到的永久作用水平力矩和豎直力矩分別為：MEH=406.115,MEV=160.138整個模型受到的可變作用水平力矩和豎直力矩分別為：MEqH=7.612q,MEqV=8.248q岸壁式碼頭，對墻底面和墻身各水平縫及齒縫計算面前趾的抗傾穩(wěn)定性，在不考慮波浪作用，且由可變作用產(chǎn)生的土壓力為主導可變作用時，可按下列公式檢驗：1.1×（1.35×406.115+1.35×7.612q）≤設計高水位時碼頭穩(wěn)定性驗算碼頭受到永久作用總土壓力的水平分力和豎直分力標準值分別為EH=EHLY+EHYO+EHOM+EHMN+EHNP=95.27KNEV=EVLY+EVYO+EVOM+EVMN+EVNP=30.558KNEqH=EqHLY+EqHYO+EqHOM+EqHMN+EqHNP=3.073qKNEqV=EqVLY+EqVYO+EqVOM+EqVMN+EqVNP=2.498qKN不考慮波浪力、剩余水壓力，對岸壁碼頭，沿墻底面、墻身各水平縫和基床底面的抗滑穩(wěn)定性可按下是式計算γ0（γEEH+γEEqH）≤根據(jù)規(guī)范，結構重要性系數(shù)γ0取1.1，土壓力分項系數(shù)γE取1.35，結構系數(shù)γd取1，自重力分項系數(shù)γG取1，沿計算面的摩擦系數(shù)設計值取0.55。1.1×（1.35×95.27+1.35×3.073q）≤對土壓力強度進行分析，得到各層合力的作用點，并求出各層的水平分力標準值對計算面前趾的傾覆力矩和豎向分力標準值對前趾的穩(wěn)定力矩。該層名稱深度范圍相對前趾的坐標各層永久作用水平力矩各層永久作用豎直力矩各層可變作用水平力矩各層可變作用豎直力矩HK0-1.2(1.97,7.2)10.9098628.621.128q2.960qKL1.2-2.7(2.13,6.25)38.9555782.03751.556q3.070qLO2.7-3.5(5.1,5.13)59.001911.178270.959q0.662qOM3.5-4.4373(3.6,3.875)4.19760.85250.792q0.637qMN4.4373-6.2(3.6,2.126)69.68167.7513961.490q0.796qNP6.2-8(3.6,0.684)141.66725.0698081.523q0.273q則整個模型受到的永久作用水平力矩和豎直力矩分別為：MEH=324.413,MEV=135.509整個模型受到的可變作用水平力矩和豎直力矩分別為：MEqH=7.612q