基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算

基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量：地基在建筑物荷載作用下，不斷地被壓縮，直至壓縮穩(wěn)定后的沉降量。原因：內(nèi)因——土的碎散性，孔隙發(fā)生壓縮變形，引起基礎(chǔ)沉降。主要外因——建筑物荷載在地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力目的——判斷地基變形值是否超出允許的范圍，以便在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，為采取相應(yīng)的工程措施提供依據(jù)，保證建筑物的安全?！兜鼗?guī)范》推薦法分層總和法實(shí)用計(jì)算方法2.5.1分層總和法1.定義：將地基土在計(jì)算深度范圍內(nèi)分成若干水平土層，計(jì)算每層土的壓縮量，然后疊加起來(lái)，得到地基最終沉降量。2.基本假設(shè)：地基是均質(zhì)、各向同性的半無(wú)限性變形體，可按彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力;在壓力作用下，低級(jí)圖不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)采用基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，以基底中點(diǎn)的沉降代表基礎(chǔ)的平均沉降3.計(jì)算步驟：1）計(jì)算基底壓力及基底附加壓力。2）按分層厚度hi≤0.4b（b為基礎(chǔ)寬度）將基底下的土層分成若干薄層，土的自然層面和地下水面是當(dāng)然的分層面。3）計(jì)算基底中心點(diǎn)下各分層界面處自重應(yīng)力σz,當(dāng)有相鄰荷載影響時(shí)，σz應(yīng)包含此影響。4）確定地基壓縮層深度Zn。（方法是：該深度處應(yīng)符合σz≤0.2σb的要求，在高壓縮性土層中則要求σz≤0.1σb

）。σc線σcσc（i-1)σchiσc

線σc

≤0.2σc或0.1σcσz（i-1)σzdzn6)從e-p曲線上查得與p1i=σci、p2i=σci+σzi相對(duì)應(yīng)的空隙比e1i和e2i。7)計(jì)算各分層土在側(cè)線條件下的壓縮量。8)計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量s（mm）e1i-e2i1+e1iΔsi=ξihi=hi

Δsi=ai(p2i-p1i)1+e1ihiσziEsihi(p2i-p1i)Esihi==計(jì)算公式：或σc(i-1)+σci2σci=——2σc(i-1)+σciσci=5)計(jì)算壓縮層深度內(nèi)各分層的自重應(yīng)力平均值和平均附加應(yīng)力σc線σcσc（i-1)σchiσc

線σc

≤0.2σc或0.1σcσz（i-1)σzdzn習(xí)題一試以分層總和法計(jì)算柱下方形獨(dú)立基礎(chǔ)的最終沉降量。自地表起各土層的重度為：粉土γ=18kN/m3；粉質(zhì)黏土γ=19.5kN/m3；黏土γsat=20kN/m3。分別從粉質(zhì)黏土層和黏土層中取土樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，其e-p曲線見(jiàn)圖2-22。柱傳給基礎(chǔ)的軸心荷載標(biāo)準(zhǔn)值F=2000kN，方形基礎(chǔ)底邊長(zhǎng)為4m。鉆孔ZK4σc線σc

線P0=128kpa123456702746657584941041141281199062433123181m1m1m1m1m1m1md=1.5mZn=7m1.5m2m2mΔΔ天然地面粉質(zhì)黏土地下水位解（1）計(jì)算Pk和P0Pk=Fk+Gk/A=155kPaP0=Pk-σcd=128kPa(2)分層，厚度取1m(3)計(jì)算各分層層面處土的自重應(yīng)力σcσc0=rd0=1.5×18=27kPaσc1=σc0+rd1=27+1.5×18=46kPa等同理可得σc2=65kPaσc3=74.5kPaσc4=84kPaσc5=94kPaσc6=104kPaσc7=114kPa（4）計(jì)算基地中心點(diǎn)下各分層面處的附加應(yīng)力σz

σz

=4acp0點(diǎn)l/bz/b

acσz(kPa)

110.50.2315

119

21

10.175

89.6

311.50.1215

62.2

41

20.084

43

512.50.0605

31

61

30.045

23

713.50.0345

17.7（5）確定壓縮層厚度zn在7m處，σz/σc=18/114=0.16<0.2,滿足要求，∴壓縮層厚度zn為7m。σc(i-1)+σci2σci=——2σc(i-1)+σciσci=(6)計(jì)算壓縮層深度內(nèi)各分層的自重應(yīng)力平均值和平均附加應(yīng)力并求出p1i=σci、p2i=σci+σzi。0-1分層，p1i=σci=（27+46）/2=37kPaP2i=σci+σzi=37+(128+119)/2=161kPa(7)從e-p曲線上查得與p1i和P2i相對(duì)應(yīng)的孔隙比e1i和e2i。見(jiàn)下表2.5.2《地基規(guī)范》推薦法

實(shí)質(zhì)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算地基變形平均附加應(yīng)力是基底下某一深度范圍內(nèi)附加應(yīng)力總和與其深度的比值。1.平均附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算公式基本公式：///▲///▲///▲ΔΔ第i層第n層附加應(yīng)力曲線σz=Kp0平均附加應(yīng)力曲線ap0Δz基底標(biāo)高天然地面標(biāo)高b134526h1ZiZi-1Znp0p012341256a1p0ai-1p0-P0（αizi-αi-1zi-1）EsiSi′=2.壓縮層深度的確定一般地基沉降計(jì)算深度應(yīng)符合：

ΔSn′——在計(jì)算深度范圍內(nèi)第i層土的計(jì)算沉降量（mm）；ΔSn′——由計(jì)算深度處向上取厚度為Δz的土層的計(jì)算壓縮量（mm），Δz按下表確定：

b/mb≤0.22＜b≤44＜b≤8

8＜bΔz/m

0.3

0.6

0.8

1.0ni=1ΔSn′≤0.025∑ΔSi′注意：如確定的沉降計(jì)算深度下部仍有軟弱土層時(shí)，應(yīng)繼續(xù)往下進(jìn)行計(jì)算，同樣也應(yīng)滿足上式為止。簡(jiǎn)化方法：無(wú)相鄰荷載影響時(shí)，基礎(chǔ)寬度在1~30米范圍時(shí)，地基沉降計(jì)算深度也可按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：zn=b(2.5-0.4lnb)3.基礎(chǔ)最終沉降量規(guī)范推薦計(jì)算式：Ψs一般根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定，也可按下表查取

0.20.2

0.40.41.00.71.31.01.4

1.1P0≥fakP0≤0.75fak

20.0

15.0

7.04.02.5基底附加壓力Es/Mpani=1p0E

si__S=Ψs∑(ziai–zi-1ai-1)上表中Es為計(jì)算深度范圍內(nèi)土的壓縮模量當(dāng)量值（MPa）,應(yīng)按下式計(jì)算：

∑Ai∑A

iEsiEs=習(xí)題二柱荷載F-1190KN，基礎(chǔ)埋深d=1.5m,基礎(chǔ)底面尺寸4m×2m，地基土層見(jiàn)圖，試用《地基規(guī)范》推薦法計(jì)算該基礎(chǔ)的最終沉降量。（設(shè)fak=150kpa）。黏土r=19.5kN/cm3Es=4.5Mpa粉質(zhì)黏土r=19.8kN/cm3Es=5.1MPa粉砂r=19kN/cm3Es=5.0Mpa2.0m4.0m1.3m132Z2Z1Z301190KN150KPad=1.5m小結(jié)分層總和