地基最終沉降量計算講義附實例

地基最終沉降量計算向娟

2017-9-162地基最終沉降量計算一、概念說明：1、地基最終沉降量：地基土在建筑物荷載作用下，不斷產(chǎn)生壓縮，直至壓縮穩(wěn)定時地基表面的沉降量。32、計算目的：在建筑設計中，預知該建筑物建成后將產(chǎn)生的最終沉降量、沉降差和傾斜及局部傾斜，并判斷這些地基變形值是否超出允許的范圍，以便在建筑物設計時，為采取相應的工程措施提供科學依據(jù)，保證建筑物的安全和正常使用。43、計算地基最終沉降量的方法很多，本節(jié)主要介紹國內(nèi)常用的幾種方法：分層總和法、《建筑地基基礎設計規(guī)范》推薦的方法和彈性力學公式。5分層總和法假設土層只有垂直單向壓縮，側(cè)向不能膨脹?！兑?guī)范》推薦法根據(jù)建國以來二十多年實踐經(jīng)驗，對分層總和法進行了修正。61）基本計算原理二、分層總和法72）基本假定(1)

地基土是均質(zhì)、各向同性的半無限線性體。

(2)

地基土在外荷載作用下，只產(chǎn)生豎向變形，側(cè)向不發(fā)生膨脹變形。目的：可利用完全側(cè)限壓縮試驗的指標。

(3)

采用基底中心點下的附加應力計算地基變形量。8分層總和法計算地基最終沉降量

93、計算方法及步驟

1)分層從基礎底面開始將地基土分為若干薄層，分層原則：

①厚度hi≤0.4b(b為基礎寬度)；

②天然土層分界處；③地下水位處。

2)計算基底壓力p及基底附加壓力p0。

3)計算各分層面上土的自重應力和附加應力,并繪制分布曲線。104)確定地基沉降計算深度Zn

地基土的壓縮性隨著深度的增大而降低，局部荷載引起的附加應力又隨深度的增大而減少，所以超過一定深度的土，其變形對沉降量的貢獻小到可忽略不計。沉降時應考慮其土體變形的深度范圍內(nèi)的土層稱為地基壓縮層，該深度稱為地基沉降計算深度（地基壓縮層厚度）。11地基沉降計算深度的下限，一般取地基附加應力等于自重應力的20%處，σz=20%σc,但在該深度以下如有高壓縮性土，則應繼續(xù)向下計算至σz=10%σc

處；在沉降計算深度范圍內(nèi)存在基巖時，Zn可取至基巖表面為止。這種確定沉降計算深度的傳統(tǒng)方法稱為應力比法。12

5)計算各分層土的平均自重應力和平均附加應力,6)計算每一分層土的變形量。13

7)計算地基最終沉降量s。

將沉降計算深度Zn范圍內(nèi)各土層（n層）壓縮變形量相加，可得：144.例題分析【例】已知某廠房柱下單獨基礎基底尺寸為4m×4m,埋深d＝1.0m,地基為粉質(zhì)粘土,地下水位距天然地面3.4m。上部荷重傳至基礎頂面F＝1440kN,土的天然重度＝16.0kN/m3,飽和重度

sat＝17.2kN/m3,其它資料如圖。試用分層總和法計算基礎最終沉降。3.4md=1mb=4mF=1440kN501002003000.900.920.940.96eσ15【解】采用分層總和法計算1.分層每層厚度hi≤0.4b=1.6m,地下水位以上分兩層,各1.2m;地下水位以下按1.6m分層。2.計算sczi和szisczi從天然地面起算,szi從基底起算z(m)σczi(kPa)01.22.44.05.67.21635.254.465.977.489.0基底壓力:基底附加壓力:3.4md=1mF=1440kNb=4m自重應力曲線附加應力曲線基底中點下szi：用角點法計算,過基底中點將荷載面四等分,計算邊長l=b=2m,σzi=4acp0,

ac由表3.2查取。16z(m)z/bacszi(kPa)sczi(kPa)szi

/sczizn

(m)01.22.44.05.67.200.61.22.02.83.60.25000.22290.15160.08400.05020.032694.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.00.240.147.23.確定沉降計算深度zn：由sz

0.2scz，可得zn=7.2m4.計算最終沉降量:根據(jù)e-p曲線,列表計算各層沉降量如下z(m)σz(kPa)01.22.44.05.67.294.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.0σc(kPa)h(mm)12001200160016001600σc(kPa)25.644.860.271.783.2σz(kPa)88.970.444.325.315.6σz+σc(kPa)114.5115.2104.597.098.8e10.9700.9600.9540.9480.944e20.9370.9360.9400.9420.940e1i-e2i1+e1i0.01680.01220.00720.00310.0021si(mm)20.214.611.55.03.4最終沉降量：s=Σsi=54.7mm17【解】1）繪柱基及地基土的剖面圖。1819209)柱基中點總沉降量。

(4.28)21通過對傅大量建帳筑物進由行沉降兼觀測，蠅并與分晃層總和珍法計算烈結(jié)果相逆對比發(fā)喪現(xiàn)：①中解等強忙度地起基，標計算朋沉降俘量≈實測沉新降量②軟弱掉地基，叛計算沉射降量<實測沉揀降量③堅實棗地基，居計算地護基沉降歡量>>實測帆沉降核量22原因：①分戶層總它和法繩所作流的幾糞點假格定，恥與實搭際情狐況不借完全嫁符合霞。②土的泉壓縮性防指標的熔代表性殺、取原目狀土技闊術(shù)及試途驗準確鞭度存在輛問題。③在地泄基沉降磚計算中敞，未考泥慮地基壞、基礎挖與上部設結(jié)構(gòu)的池共同作托用?！督ㄖ卮祷A律設計規(guī)演范》提出分抬層總和藍法的另證一種形宇式,引入煩平均說附加貌應力宰系數(shù)延和地雖基沉旨降計貞算經(jīng)傭驗系依數(shù)。1.計算誕原理ziz(i-1)Ai附加應力p0zi-1zi——第i層土附催加應力芽曲線所乖包圍的肚面積Ai由及可得:三、《建筑說地基逢基礎競設計愈規(guī)范》方法地基沉降計算深度znzi△zzi-1534612b第n層第i層1234aip0p0ziAizi-15612ai-1p0p0Ai-1應力略面積引入芳平均煮附加鮮應力日系數(shù)忽概念2.經(jīng)驗系黨數(shù)修正修正肢后地慕基沉合降:為沉降頓經(jīng)驗修脆正系數(shù),可根表據(jù)p0及Es按表4.4查取附加應章力面積由于笨推導叛時作許了近鬧似假雀定和賽近似橫處理師，而從且對孫某些究復雜因素財也難懇以綜贏合反獎映，襲因此途規(guī)范尚法引該入經(jīng)覽驗系尼數(shù)對搬公式燙（4.2山2）進行修添正，即地基沉京降計算縫深度zn應該滿遷足：（3）當無鏈相鄰荷促載影響均，基礎跡寬度在1~3州0m范圍門內(nèi)時擋，基秩礎中紋點的揀地基罵沉降奏計算刃深度思可按猾簡化偶公式助計算滅：3.地基沉廳降計算才深度——計算深度zn范圍內(nèi)，第i層土的計算沉降值(mm);——在zn處向上取厚度為Δz的土層沉降計算值(mm)（1）當沉貸降計算撤范圍內(nèi)鄉(xiāng)豐存在基以巖時，壺可取至炸基巖表借面為止委。（2）當存餡在較厚招的堅硬淡粘性土驗層，其繁孔隙比些小于0.嬸5，壓縮視模量大事于50M來Pa，或攝存在鄭較厚沉的密芹實砂惱卵石基層，福其壓符縮模妙量大法于80M濃Pa時，可蘆取至該歉層土表筐面。4.計算步予驟⑴計算基拼底壓力p和附加惠壓力p0⑵以天然夫土層截界面劃分土利層⑶初估地煙基沉降臟計算深憤度zn⑷計算地芝基沉降載量⑸校核確轉(zhuǎn)定zn，要倚求:其中⑹計算嗓最終詳沉降已量予按Es和p0確定,則：其中某基礎夠底面尺太寸4.8卡m×普3.2煤m,埋深1.際5序m,傳至互地面脆的中派心荷雀載F=18簡00拜kN,地基外土層卷為粘鈴土,其參何數(shù)如戀圖所取示,持力層蠢地基承鑄載力fak=18守0k毛Pa,試用《規(guī)范法》計算份基礎申中點魂的最偷終沉扁降量朵?！纠?】Zn>4招m,故計忠算深稿度為4m⑴基底鎮(zhèn)壓力驚與附圓加壓淡力：【解】⑵按天然舟土層面狐分層,基底撇至巖爐面僅江一層忠土,單獨半基礎,故zn:⑷確定芽修正凱系數(shù)ys因p0≤0.禮75fak=13拿5k朱Pa,查表4.工6線性內(nèi)狀插可得:ys=0惹.9門,故⑶基底沉震降量分成4塊,l=4.燒8/2陪=2.寺4m,b=3友.2倆/2滾=1已.6芹m4塊:基底:z黎=0,l/b=1.扇5,z/b=0,查表4.7：巖層頂面:z=4,l/b=1.5,z/b=2.54塊:查表：30與分毫層總片和法相同之上處：采用賄單向壓跳縮條件氣下的壓刻縮性指熟標;與傳統(tǒng)葵的分層運總和法不同之映處：1.不按0.4社b分層稠，基誘本上樸每天挪然土友層就啦當作毒一層壯來計墊算，軋省去搜了分棗層總昂和法滿中壓蓬縮性貼指標香隨深愧度變秩化的貞麻煩忽；2.采用平年均附加城應力系傾數(shù)，使原煩瑣的裳計算表范格化，銜簡單化斑；313.規(guī)定迅了地卻基沉故降計吼算深喊度的群標準毒，考鍬慮了謎基礎們大小扣這一算因素底，比非應力修比法諸更為送合理激；4.提出鞭了地背基的廣沉降門計算作經(jīng)驗蘋系數(shù)觸，使屈得計襪算結(jié)陜果接收近于桶實測低值。某矩么形基科礎及稅地質(zhì)判資料拍如圖宋所示,試用《規(guī)范》法計罵算地恩基的音沉降怖量。(騙)【例2】解：(1)求基底淋壓力和鳥基底附野加壓力基底平據(jù)均壓力基底點附加套應力(2)確定肌基礎已地基填受壓巾層計搖算深膏度因為，所拜以說明計名算的壓姓縮層底芹部位于鉤基巖層繁中，按胖照天然嗓土層面爬分層計愁算到基即巖層頂加部即可咸；(3歸)沉降計勒算(說明:角點屯法計洞算平歷均附詳加應頃力影督響系你數(shù)時,按,查,表格膜中所欠計算闖的基礎底畜面中心電為1號點,向下懸在土趴層分毒界面仁為2、3號點)沉降計箱算見下侮表：因為汪沉降紛經(jīng)驗分系數(shù)所以既最終并沉降論量為。點號

１００1

００５００２３３4×0.1533=0.61321839.61839.6５45.5345.53３４４4×0.1271=0.50842033.6194.0２12.0057.5336四、彈性鋸力學覽方法對于矩狐形分布脈荷載中妄心點的徐沉降、睛平均沉諒降和圓息形、方濁形均布撲荷載以條及剛性革基礎的形沉降，棄一般可煮歸納成收如下彈唇性力學硬公式的職一般形免式：p0——基底附帝加壓力喘；b——矩形基出礎寬度走或圓形嗎基礎直賣徑；m,E0——分別析為土炮的泊它松比寫和變正形模錘量吵；w——沉降影孔響系數(shù),按表4.賣8采用炎。表耳中wc、w0和wm分別霸為柔曾性基桃礎(均布監(jiān)荷載)角點、貴中點和辯平均值陣的沉降憐影響系播數(shù)。wr為剛廳性基顏礎軸寨心荷閉載下壘的沉渠降影限響系昌數(shù)。37五、地撲基最終燭沉降量芬的組成在荷載檢作用下太，黏性運土地基劍沉降量呀隨時間遷的變化非如下圖