地基的變形二

CH四地基變形§4.1

土的壓縮性和壓縮指標(biāo)§4.2

地基最終沉降量的計(jì)算§4.3

建筑物沉降觀測(cè)與地基容許變形荷載作用下土體的壓縮性;土的壓縮試驗(yàn)和固結(jié)試驗(yàn);地基最終沉降量的計(jì)算;地基變形類型及地基允許變形值主要內(nèi)容:重點(diǎn)：土的壓縮性和壓縮性指標(biāo)的確定;用分層總和法和規(guī)范法計(jì)算基礎(chǔ)沉降的;地基允許的變形值土具有壓縮性荷載作用地基發(fā)生沉降荷載大小土的壓縮特性地基厚度均勻沉降（沉降量）不均勻沉降（沉降差）建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用概述§4.1土的壓縮性和壓縮指標(biāo)土壓縮的原因固體土顆粒本身被壓縮土空隙中水及封閉氣體被壓縮水和氣體從孔隙中被擠出土體在壓力作用下體積減小的特性稱為土的壓縮性1、壓縮性一、基本概念水槽內(nèi)環(huán)環(huán)刀透水石試樣傳壓板百分表逐級(jí)施加荷載，至變形穩(wěn)定測(cè)定：豎向壓應(yīng)力豎向變形試驗(yàn)結(jié)果：二、室內(nèi)壓縮試驗(yàn)與壓縮性指標(biāo)1、壓縮試驗(yàn)與e-p曲線研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律Vv＝e0Vs＝1h0/(1+e0)h0V’v＝eiVs＝1hi/(1+e)phisi受荷后土樣的高度變化:設(shè)初始高度h0,受壓后的高度hi,則hi=h0—si,si為每級(jí)荷載作用下的變形量土樣體積在受壓前后不變其中由于逐級(jí)（一般為6級(jí)）施加荷載在不同壓力p作用下，可得到相應(yīng)的孔隙比e，根據(jù)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，以橫座標(biāo)表示壓力，以縱座標(biāo)表示孔隙比，繪制e-p曲線，稱為壓縮曲線．試驗(yàn)過(guò)程中的兩個(gè)基本條件:受壓前后土粒體積不變和土樣橫截面面積不變。e0eppi壓縮曲線再壓縮曲線殘余變形e-p曲線壓縮曲線的繪制方式e-p曲線e-lgp曲線

回彈曲線彈性變形10010000.60.70.80.9eCc11Cee-lgp曲線2、壓縮性指標(biāo)（MPa-1）1）、壓縮系數(shù)：

一般取壓縮曲線上M1M2兩點(diǎn)切線的斜率值，稱為土的壓縮系數(shù)。實(shí)際工程中，往往用割線斜率表示：p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線△p△eβ《規(guī)范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù)a1-2評(píng)價(jià)土的壓縮性根據(jù)壓密定律：在豎向壓力變化不大的范圍內(nèi)，孔隙比的變化量與壓力之間的變化量，二者之間的關(guān)系近似用一條直線來(lái)代替。2）、壓縮指數(shù)Cc：10010000.60.70.80.9eCc11Ce壓縮指數(shù)Ce回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）Ce

<<Cc，一般Cece-p曲線缺點(diǎn)：不能反映土的應(yīng)力歷史

特點(diǎn)：有一段較長(zhǎng)的直線段指標(biāo)：3)、壓縮模量Es：土在完全側(cè)限條件下豎向應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽康谋戎?。?cè)限壓縮模量單位：Mpa，

Kpae1-相當(dāng)于壓力p1的孔隙比：a-相當(dāng)于壓力p1增加至p2時(shí)的壓縮系數(shù)三.土壓縮性的原位測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn):是在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)千斤頂逐級(jí)對(duì)置于地基土上的載荷板施加荷載，觀測(cè)記錄沉降隨時(shí)間的發(fā)展以及穩(wěn)定時(shí)的沉降量s，將上述試驗(yàn)得到的各級(jí)荷載與相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量繪制成p-s曲線，即獲得了地基土載荷試驗(yàn)的結(jié)果。地基土現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)圖反力梁千斤頂荷載板1－承壓板

2－千斤頂

3－百分表

4－平臺(tái)

5－支墩

6－堆載試驗(yàn)加荷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列要求：加荷等級(jí)應(yīng)不小于8級(jí)，最大加荷量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)荷載的2倍；每級(jí)加荷后，按間隔10、10、10、15、15min，以后為每30min讀一次沉降量，每小時(shí)沉降量＜0.1mm/h認(rèn)為穩(wěn)定可以加下一次荷載；除第一次，其后每次加荷，對(duì)松軟土10～25kPa，對(duì)堅(jiān)硬土50kPa。憑觀測(cè)累計(jì)荷載下的沉降量s，直到達(dá)到以下狀況終止加載：荷載試驗(yàn)p～S曲線oPcrPuPS1arbcs1）荷載板周圍的土有明顯基礎(chǔ)；2）荷載p增量很小，但沉降量s卻急劇增大：3）在某一荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；4）沉降量與承壓板寬度或直徑之比（s/b)≥0.06?！?.2地基最終沉降量的計(jì)算最終沉降量S∞：t∞時(shí)地基最終沉降穩(wěn)定以后的最大沉降量，不考慮沉降過(guò)程。不可壓縮層可壓縮層σz=pp地基表面的豎向變形，稱為地基沉降，或基礎(chǔ)沉降。1、基本假定和基本原理理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論；單向壓縮分層總和法是一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)性方法。一、地基最終沉降量分層總和法（a）假設(shè)基底壓力為線性分布，認(rèn)為土質(zhì)是均勻的（b）采用基礎(chǔ)中心點(diǎn)下附加應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)（c）不考慮土的側(cè)向變形，因壓縮性指標(biāo)是在側(cè)限條件下測(cè)定的（d）地基最終沉降量等于各層土沉降量之和：si第i層土的沉降量2、計(jì)算公式：最終沉降量：各分層沉降量：e1i———由第i層的自重應(yīng)力均值從土的壓縮曲線上得到的相應(yīng)孔隙比

e2i———由第i層的自重應(yīng)力均值與附加應(yīng)力均值之和從土的壓縮曲線上得到的相應(yīng)孔隙比Esi———第i分層土的壓縮模量；σzi———第i層土上下層面所受附加應(yīng)力的平均值3、計(jì)算步驟：d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力壓縮層下限(沉降計(jì)算深度）szizihi(b)分別計(jì)算每分層界面處的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力，并畫出應(yīng)力圖形(c)確定地基中壓力層厚度zn。采用應(yīng)力比:(a)劃分薄層hi①不同土層界面；②地下水位標(biāo)高處；③每層厚度≤0.4b(基礎(chǔ)寬度）；(f)計(jì)算地基最終沉降量，實(shí)際就是將各薄層土沉降量之和s=Si(d)計(jì)算每薄層土沉降量Si①一般土層：σz/σsz≤0.2；②軟粘土層：σz/σsz≤0.1

；zn二、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》方法

在總結(jié)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)分層總和法的計(jì)算結(jié)果，作必要的修正?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）提出的一種計(jì)算方法——簡(jiǎn)稱“規(guī)范法”。《規(guī)范》法的要點(diǎn)：(1)引入平均附加應(yīng)力系數(shù)的概念(2)引入一個(gè)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψs則修正后的地基沉降量為：一般情況：軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψs>1

硬粘土（應(yīng)力擴(kuò)散）S偏大,Ψs<1沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)1.計(jì)算原理設(shè)地基土層均質(zhì)、壓縮模量不隨深度變化，則：:深度Z范圍內(nèi)豎向附加應(yīng)力面積A的等代值:深度Z范圍內(nèi)豎向附加應(yīng)力系數(shù),，A—應(yīng)力面積《規(guī)范法》地基沉降計(jì)算簡(jiǎn)圖：2.地基沉南降計(jì)算償深度（微地基壓準(zhǔn)縮層厚親度）對(duì)于太地基充的計(jì)責(zé)算深豪度，露即地出基壓鈴縮層詳厚度植，可僻分兩鋸種情坐況：⑵無(wú)相鄰非荷載的健基礎(chǔ)中錢點(diǎn)下:式中b-基礎(chǔ)寬貢度，適險(xiǎn)用于1m～30著m范圍殃。⑴有相鄰窮荷載影尤響:或：在計(jì)涉算深度zn范圍內(nèi)晶，第i層土冰的變腰形值：在zn處向上餅取厚度△z土層咽的計(jì)巴算變打形值胖，△z按規(guī)鄰定確相定。計(jì)算燭層厚略度△z值的卸選?。罕?-5在計(jì)算駕地基變暗形時(shí)，廊應(yīng)考慮賄相鄰荷瞞載的影往響，其副值可按厲應(yīng)力疊庭加原理肆，采用佛角點(diǎn)法挨計(jì)算。規(guī)范英法計(jì)宰算基柔礎(chǔ)沉背降量揪的步茄驟為閃：（1）計(jì)纖算基底泡附加應(yīng)雞力；筑（2）以堪天然土薯層作為驕分層面哲（即按Es分層）號(hào)；

（3）奸確定土壓縮次層厚死度zn，采用釀變形比穿（4）分蠶別計(jì)算材每層土稠的變形病量蹲（5）網(wǎng)計(jì)算基嘉礎(chǔ)總沉砌降量【例】試按虎規(guī)范漏推薦趙的方捏法計(jì)戀算圖所示基勺礎(chǔ)Ⅰ的最侄終沉造降量盲，并峰考慮基礎(chǔ)Ⅱ的影件響。否已知山基礎(chǔ)Ⅰ和Ⅱ各承受際相應(yīng)止于準(zhǔn)哄永久依組合職的總豈荷載畢值Q=襖11關(guān)34與KN，基封礎(chǔ)底坊面尺藏寸b×通l=鄰2m觀×3走m,基礎(chǔ)姑埋置攤身度d=得2m。其他條議件見圖綁?！窘獯鸾恪竣?、計(jì)算基尖底壓力基底歸處總武壓力基底直處的派附加非壓力⑵、計(jì)算素壓縮兵層范刷圍內(nèi)美各土乓層壓仁縮量計(jì)算過(guò)紐奉程見圖棕表⑶、確定畢壓縮疊層下睛限在基底壇下4m深范圍限內(nèi)土層丘的總變仗形量鑰，件在鼻處以繪上虧（基繡礎(chǔ)寬度b=庫(kù)2m，查著表4-3得堅(jiān)）厚土蒸層變形綁值魂。故所塘取沉額降計(jì)卸算深沖度懲滿誼足規(guī)逢范要碎求。⑷、確定沉眨降計(jì)算抵經(jīng)驗(yàn)系懲數(shù)壓縮畏層范逼圍內(nèi)掘土層晨壓縮叔模量節(jié)的平棄均值查表4-善2得ψs=0.念9。⑸、計(jì)算基筒礎(chǔ)最終簡(jiǎn)沉降量§4.區(qū)3應(yīng)力歷揪史對(duì)地拳基沉降允的影響作用于遠(yuǎn)飽和土孝體內(nèi)某彼截面上無(wú)總的正驗(yàn)應(yīng)力s由兩樹部分奧組成丹：一免部分訪為孔翼隙水湯壓力旁u(píng)，詢它沿鄙著各錄個(gè)方稍向均腎勻作煮用于疲土顆留粒上墓，其祖中由話孔隙患水自烤重引音起的映稱為項(xiàng)靜水障壓力肆，由經(jīng)附加雞應(yīng)力頂引起僑的稱母為超禾靜孔矛隙水奮壓力通（孔吉隙水立壓力岡）；頃另一壘部分冷為有協(xié)效應(yīng)銹力σ’，鑰它作買用于商土的沾骨架鬼（土音顆粒饒）上宜，其而中由徐土粒傻自重糊引起野的即洗為土兆的自戰(zhàn)重應(yīng)待力，莫由附毅加應(yīng)四力引啞起的蔬稱為表附加材有效慰應(yīng)力茂。飽寄和土志中總報(bào)應(yīng)力開與孔手隙水雷壓力魔、有構(gòu)效應(yīng)傍力之驕間存崗在如清下關(guān)杜系：（1）任飾一平身面上組受到眾的總?cè)鰬?yīng)力哭等于擦有效淺應(yīng)力觀加孔毫隙水枕壓力姐之和剛；（2）土的懼變形是墻有效應(yīng)研力引起判的。固結(jié)：土的壓蓋縮隨時(shí)保間而增斃長(zhǎng)的過(guò)值程加荷瞬雅間，σ=休u而σ’雪=0。隨著愛時(shí)間的肢增長(zhǎng)，號(hào)u下降菠，而σ’妥增長(zhǎng)泊。當(dāng)固結(jié)車變相穩(wěn)嘩定時(shí)，u=因0而σ’殊=σ，由此攔可見飽擇和土壓租密過(guò)程精實(shí)際上產(chǎn)是孔隙尾水壓力援逐漸消嚇散，有蝕效壓力飲增加的歐過(guò)程，即則飽和淋土完全凈固結(jié)。固結(jié)傳度ut:土的叮固結(jié)腎過(guò)程閃中某煩一時(shí)搬間t的固離結(jié)沉濾降量應(yīng)s1與固結(jié)核穩(wěn)定的效最終沉是降量s濾之比稱業(yè)為固結(jié)竊度ut。當(dāng)t=0時(shí)，st=0，則ut=0，即固滴結(jié)完成0%當(dāng)固結(jié)夏穩(wěn)定時(shí)衫，st=s窮,則ut=1缺.0，即固目結(jié)基本柱上達(dá)到10娘0%完成。固結(jié)斑度的齊變化亦范圍謝為0～1，它表會(huì)示在某冰一荷載汪作用下乖經(jīng)過(guò)t時(shí)間后串土體所孕能達(dá)到蔑的固結(jié)彎程度?！?.4、地基威變形與砌時(shí)間的霞關(guān)系●飽和粘紗性土地紐奉基在建搭筑物荷肝載作用踢下要經(jīng)辭過(guò)相當(dāng)境長(zhǎng)時(shí)間肅才能達(dá)穿到最終句沉降，株不是瞬麻時(shí)完成殺的。為紅了建筑械物的安危全與正耍常使用劃，對(duì)于甘一些重壞要或特巴殊的建沫筑物應(yīng)姿在工程市實(shí)踐和否分析研大究中掌銹握沉降傅與時(shí)間輸關(guān)系的廊規(guī)律性駕，這是旁因?yàn)檩^原快的沉別降速率樸對(duì)于建藏筑物有出較大的熔危害。晌例如，寄在第四鐮紀(jì)一般穗粘性土塊地區(qū)，烤一般的私四、五谷層以上贊的民用峽建筑物鎖的允許應(yīng)沉降僅10擋cm左右，諒沉降超長(zhǎng)過(guò)此值以就容易揮產(chǎn)生裂撒縫；而某沿海軟貿(mào)土地區(qū)這，沉降夫的固結(jié)喊過(guò)程很史慢，建孫筑物能睜夠適應(yīng)芝于地基棕的變形鴉。因此準(zhǔn)，類似優(yōu)建筑物炒的允許飯沉降量憲可達(dá)20乖cm甚至普更大泳?！袼樯朗吝B和砂爪土的事壓縮揚(yáng)性小襯而滲哨透性益大，僵在受管荷后捆固結(jié)游穩(wěn)定深所需乖的時(shí)開間很柳短，霧可以球認(rèn)為盒在外河荷載椒施加掩完畢充時(shí)，綁其固狠結(jié)變盡形就跡已經(jīng)摔基本搶完成各。飽藏和粘故性土復(fù)與粉活土地它基在鋪建筑培物荷冤載作悉用下喚需要朵經(jīng)過(guò)興相當(dāng)遙長(zhǎng)時(shí)裹間才詢能達(dá)鴉到最援終沉院降，硬例如黎厚的隱飽和襪軟粘協(xié)土層郊，其爭(zhēng)固結(jié)惕變形記需要粉幾年后甚至侄幾十純年才暴能完咱成。唇因此倡，工值程中昆一般乓只考梁慮粘爐性土半和粉銅土的鮮變形拍與時(shí)陳間的丙關(guān)系。一、踩建筑駕物沉宰降觀肢測(cè)4.5建筑能物沉蠢降觀帳測(cè)與咸地基盤容許枕變形率值（1）驗(yàn)證雄工程設(shè)帆計(jì)與沉深降計(jì)算踐的正確川性；（2）判似別建晚筑物癥施工陡的質(zhì)改量；（3）發(fā)生巖事故后妻作為分銹析事故租原因和潛加固處晚理依據(jù)吃。能夠及核時(shí)發(fā)現(xiàn)委建筑物橡變形并腦防止有托害變形谷的擴(kuò)大緊。（1）埋設(shè)地而點(diǎn)要靠紛近觀測(cè)困對(duì)象，丈但必須負(fù)在建筑扭物所產(chǎn)慕生的壓爸力影響遲范圍以件外。（2）在一個(gè)秤觀測(cè)區(qū)喜內(nèi)，水溫準(zhǔn)基點(diǎn)≥3個(gè)，埋勇置深度卷應(yīng)與建躬筑物基盤礎(chǔ)的埋哨深相應(yīng)桐。（1）根據(jù)麻建筑倡物的私平面撥形狀牛，結(jié)壩構(gòu)特投點(diǎn)和緞工程盡地質(zhì)緊條件擔(dān)考慮掌布置恰觀測(cè)益點(diǎn)。（2）一般設(shè)將置在四憲周的角皇點(diǎn)、轉(zhuǎn)耀角處、寧縱橫墻甜的中點(diǎn)然、沉降仆縫和新尼老建筑須物的連接培處。（3）數(shù)量一奧般不小沾于6點(diǎn)，間移距一般作為6～12米。1.目的2.必要膜性3.水準(zhǔn)基絲式點(diǎn)的設(shè)萍置4.觀測(cè)典點(diǎn)的雷設(shè)置沉降瘡觀測(cè)擱采用兔精密旁水準(zhǔn)認(rèn)儀，塑觀測(cè)顧精度散為0.0迅1㎜。民用建申筑每增崗高一層競(jìng)觀測(cè)一始次；工業(yè)建嚼筑在不輸同荷載棒階段分賊別進(jìn)行拳觀測(cè)，汗施工期圣間不應(yīng)穗少于4次；竣工失后第粗一年縣不少滲于3～5次；第二聾年不世少于2次；以后題每年般一次棉，直郊到穩(wěn)稈定。蜂（穩(wěn)影定標(biāo)王準(zhǔn)為本半年?duì)N沉降悼量不胸超過(guò)2㎜）減速些沉降營(yíng)（沉蘿降速清率減拴少到辮0.障05跨㎜/俊d以鹽下時(shí)時(shí)）：祥認(rèn)為茫沉降憶趨于客穩(wěn)定夠。等速沉斥降：導(dǎo)烘致地基大喪失穩(wěn)擴(kuò)定的危垮險(xiǎn)。加速沉鉛降：表恐示地基年已喪烏失穩(wěn)定稼，應(yīng)及諸時(shí)采取彎措施，券防止發(fā)乎生事故遣。5.儀器與傲精度6.觀測(cè)飄次數(shù)繡和時(shí)縱間7.觀測(cè)劈燕資料允的整情理建筑江物地淘基變跨形的莫特征干，可棗分為面沉降偉量、拐沉降角差、照傾斜筐和局悠部?jī)A參斜4吐種。1.沉降量(m閑m)定義:餡特指基迷礎(chǔ)中心彎的沉降樂(lè)差，以覺mm為叔單位；作用:栽若沉降蕩量過(guò)大籮，勢(shì)必捷影響建秩筑物的猜正常使齊用。（一）丟地基變憂形分類二、地差基允許勺變形值2.沉降夾差(m芽m)定義:指同一煙建筑物舅中相鄰訊兩個(gè)基槍礎(chǔ)沉降斜的差值席；作用:若沉竊降差乞過(guò)大制，建校筑物勇將發(fā)熱生裂殖縫、葡傾斜虛和破斯壞。3.傾斜（‰）定義:指獨(dú)立露基礎(chǔ)傾蛋斜方向弱兩端點(diǎn)萍的沉降送差與其匹距離的謹(jǐn)比值，埋以‰表示嫌。作用:若建筑膜物傾斜尖過(guò)大，爐將影響請(qǐng)正常使烘用，遇沒臺(tái)風(fēng)或