地基的沉降計(jì)算（61頁(yè)清楚明了）

1、第四章、地基沉降計(jì)算土的壓縮性固體顆粒的壓縮土中水的壓縮土中空氣的排出土中水的排出可以忽略沉降主要組成部分土的壓縮試驗(yàn)剛性護(hù)環(huán)加壓活塞透水石環(huán)刀底座透水石土樣荷載土樣只產(chǎn)生豎向壓縮土樣不產(chǎn)生側(cè)向變形Vve1Vs1H1/(1+e1)H1Vve2Vs1H1/(1+e1)pH1土樣在壓縮前后變形量為s，整個(gè)過(guò)程中土粒體積和底面積不變。HH2壓縮前后土顆粒的高度不變有：e0eppee-p曲線曲線A曲線B曲線A壓縮性曲線B壓縮性壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，土的壓縮性愈高壓縮系數(shù)：土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓應(yīng)力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0eppe利用單位壓力增量所引起得孔隙

2、比改變表征土的壓縮性高低規(guī)范用p1100kPa、 p2200kPa對(duì)應(yīng)的壓縮系數(shù) 1-2評(píng)價(jià)土的壓縮性 a 1-20.1MPa-1低壓縮性土0.1MPa-1a 1-20.5MPa-1中壓縮性土 a 1-20.5MPa-1高壓縮性土 壓縮指數(shù)Cc與壓縮系數(shù)不同，它在壓力較大時(shí)為常數(shù)，不隨壓力變化而變化。 Cc值越大，土的壓縮性越高，低壓縮性土的Cc一般小于0.2，高壓縮性土的Cc值一般大于0.4。壓縮指數(shù)Cc：將e-lg p曲線直線段的斜率用Cc來(lái)表示，稱為壓縮指數(shù)，它是無(wú)量綱量【例1】某土層取出的土樣進(jìn)行壓縮試驗(yàn)后，得到的試驗(yàn)結(jié)果如下表所示，試判斷土的壓縮性A、高壓縮性土B、中壓縮性土C、低壓

3、縮性土D、無(wú)法判斷壓縮模量：土在側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與豎向總應(yīng)變的比值，或稱為側(cè)限模量，用Es表示壓縮模量也不是常數(shù)，而是隨著壓力大小而變化 E s4MPa 高壓縮性土 4MPa E s 20MPa 中壓縮性土 E s 20MPa 低壓縮性土【例2】某地層中粉質(zhì)黏土層的壓縮試驗(yàn)資料如下表所示，試計(jì)算這種土層的壓縮系數(shù)1-2和Es1-2并判斷土層的壓縮性地基最終沉降量：地基在荷載作用下沉降完全穩(wěn)定后的沉降量。達(dá)到最終沉降量的時(shí)間，取決于地基的排水條件沉降的計(jì)算方法分層總和法規(guī)范法天然地面分層總和法未建建筑物之前建筑物建好之后第i層土hi第i層土在建筑物建好之后的最終沉降量為：未建建筑物之前建筑物

4、建好之后【例3】某條形基礎(chǔ)底面下有厚度為2m的黏土層，其下為不可壓縮的基巖，已知黏性土層中部的自重壓應(yīng)力為50KPa，附加壓應(yīng)力為100KPa，此土層的壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示求，該土層壓縮變形量2m基巖黏土【例3】某條形基礎(chǔ)底面下有厚度為2m的黏土層，其下為不可壓縮的基巖，已知黏性土層中部的自重壓應(yīng)力為50KPa，附加壓應(yīng)力為100KPa，此土層的壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示求，該土層壓縮變形量【例4】某獨(dú)立基礎(chǔ)的長(zhǎng)度為4m，寬度為2m，埋深2m，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸心壓力為360KN，地基為均質(zhì)的粉質(zhì)黏土，厚度為2m，重度為18KN/m3，粉質(zhì)黏土下為不可壓縮的基巖，已知該粉質(zhì)黏土的初始孔隙比

5、e1=0.8，假定其壓縮系數(shù)為定值=0.25MPa-1，求該土層壓縮量2m基巖粉質(zhì)黏土=18KN/m32m分層總和法分層時(shí)的注意事項(xiàng)1、土層的交界面和地下水位面必須分層。2、層的厚度hiMin（0.4倍的基礎(chǔ)寬度，2m）3、計(jì)算深度的取值：對(duì)低壓縮性土：附加應(yīng)力=0.2倍自重應(yīng)力對(duì)高壓縮性土：附加應(yīng)力=0.1倍自重應(yīng)力規(guī)范法又稱應(yīng)力面積法LL1規(guī)范法的原理：基礎(chǔ)中心每層土的壓縮量等于每層土的附加應(yīng)力的應(yīng)力面積除以該層土的壓縮模量。第i層土附加應(yīng)力分布曲線應(yīng)力面積的算法z第i層土第i層土的附加應(yīng)力面積算法ABCDFEzizi-1第i層土的壓縮量：i、i-1基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面范圍

6、內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)zi、zi-1基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面的距離(m)Esi第i層土的壓縮模量（MPa）將所有土層的壓縮量算出并求和再乘以相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可得到規(guī)范法的最終沉降量公式：s經(jīng)驗(yàn)系數(shù)可查表求得n地基變形計(jì)算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)P0準(zhǔn)永久組合時(shí)，基礎(chǔ)底面的附加壓力s的取值如下表所示Es變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值A(chǔ)i第i層土的附加應(yīng)力面積【例7】某矩形獨(dú)立基礎(chǔ)，尺寸5m5m，準(zhǔn)永久組合的基底附加壓力為180KPa，基底以下土的性質(zhì)和平均附加壓力系數(shù)如下圖所示，求地基的壓縮模量當(dāng)量值5m粉土2m2.5m粉質(zhì)黏土基巖沉降計(jì)算深度的經(jīng)驗(yàn)公式公式適用條件：1、無(wú)相鄰荷載影

7、響2、基礎(chǔ)寬度b在1m30m范圍內(nèi)3、只能算基礎(chǔ)中心點(diǎn)4、zn是從基礎(chǔ)底面開(kāi)始往下算起若在計(jì)算深度范圍內(nèi)存在堅(jiān)硬土層或基巖時(shí)，沉降計(jì)算只算至其表面堅(jiān)硬的土層有：1、黏性土的孔隙比小于0.5，壓縮模量大于50MPa。2、密實(shí)砂卵石層，壓縮模量大于80MPa2m2m一般黏性土【例5】已知某基礎(chǔ)下地質(zhì)剖面土如下圖所示：基礎(chǔ)四周無(wú)相鄰荷載，試分別計(jì)算當(dāng)?shù)趯油翞橐话闵巴習(xí)r，第層土為基巖時(shí)，計(jì)算深度4m2m5m粉質(zhì)黏土當(dāng)計(jì)算深度下部有較軟土層時(shí)，仍需要繼續(xù)計(jì)算，計(jì)算深度的確定公式為：在計(jì)算深度范圍內(nèi)，第i層圖的計(jì)算變形值在計(jì)算深度向上，取z厚度土層的變形值2m2m一般黏性土4m淤泥質(zhì)土4mz壓縮量壓縮量第

8、一層土的沉降第二層土的沉降第三層土的沉降【例6】已知柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的尺寸為2.8m2m，準(zhǔn)永久組合時(shí)基礎(chǔ)底面的附加壓力p0為150KPa，試計(jì)算若無(wú)相鄰荷載影響時(shí)，基礎(chǔ)中心的最終沉降量為多少？一般黏性土6m1.5m雜填土1.4m1.4m砂土【例8】某矩形的獨(dú)立基礎(chǔ)其尺寸為2m2m，埋深1.5m，柱子傳遞給基礎(chǔ)的豎向荷載的準(zhǔn)永久組合值為480KN2m2m一般黏性土1.6m1.4m11m粉土1.5m中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合）2m2m一般黏性土1.6m1.4m粉土1.5m中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合）1、試著計(jì)算基礎(chǔ)底面的附加壓力11m2m2m一般黏性土1.6m1.4m粉土1.5m

9、中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合）2、基礎(chǔ)無(wú)相鄰荷載影響，計(jì)算沉降計(jì)算深度11m2m2m一般黏性土1.6m1.4m粉土1.5m中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合）3、計(jì)算基礎(chǔ)中心處，各層土底面的平均附加應(yīng)力系數(shù)11m2m2m一般黏性土1.6m1.4m粉土1.5m中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合）11m4、計(jì)算基礎(chǔ)中心處2m2m一般黏性土1.6m1.4m粉土1.5m中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合）5、計(jì)算在沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量當(dāng)量11m2m2m一般黏性土1.6m1.4m粉土1.5m中砂雜填土F=480KN（準(zhǔn)永久組合） 6、計(jì)算該地基的最終沉降量11m沉 降 6 步 走1、

10、計(jì)算準(zhǔn)永久組合基礎(chǔ)底面的附加壓力2、計(jì)算沉降計(jì)算深度（注意公式適用條件）3、計(jì)算基礎(chǔ)中心處，各層土底面的平均附加應(yīng)力系數(shù)（注意查表時(shí)基礎(chǔ)要分成四小塊用角點(diǎn)法）4、計(jì)算基礎(chǔ)中心處zi基礎(chǔ)底面至第i層土底面的距離(m)5、計(jì)算在沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量當(dāng)量 6、計(jì)算該地基的最終沉降量【例9】某鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，由墻體上部傳來(lái)的軸心荷載的準(zhǔn)永久組合為200KN/m，基礎(chǔ)的埋深為0.8m，基礎(chǔ)的寬度為1.5m，地質(zhì)剖面如下圖所示，試著計(jì)算沉降1.5m一般黏性土3m6.3m0.8m淤泥質(zhì)黏土填土F=200KN/m3m1.5m一般黏性土6.3m0.8m填土F=200KN/m淤泥質(zhì)黏土建筑物在施工完成后

11、的變形量砂土：施工完成后變形基本完成低壓縮黏性土：完成最終變形50%80%中壓縮黏性土：完成最終變形20%50%高壓縮黏性土：完成最終變形5%20%固結(jié)：土體隨著土中孔隙水的消散而逐漸被壓縮的過(guò)程。外荷載在飽和土體產(chǎn)生應(yīng)力有效應(yīng)力：通過(guò)土粒骨架所承擔(dān)的應(yīng)力孔隙水壓力u：空隙中的水所承擔(dān)的應(yīng)力有效應(yīng)力原理：外部壓力一定時(shí)，若土體中孔隙水壓力的增加或減小，會(huì)相應(yīng)的影響土體中有效應(yīng)力的減小或增加有效應(yīng)力能使土顆粒的形狀和體積壓密而變形，也能使土顆粒在有滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，產(chǎn)生摩擦，使土具有一定的強(qiáng)度?？紫端畨毫δ苁姑總€(gè)土顆粒四周受到相同的壓強(qiáng)，它不能改變土顆粒的位置和體積，不能使土產(chǎn)生變形，不能提高土的強(qiáng)度

12、。ppp附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓: u = z=p有效應(yīng)力:z=0附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓: u 0附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓: u =0有效應(yīng)力:z=p超靜水壓力：外荷載在孔隙水中引起的壓力在滲透固結(jié)過(guò)程中，有效應(yīng)力逐漸增大，孔隙水壓力逐漸消失，土體積逐漸減小，土的強(qiáng)度不斷提高【例10】某工程地質(zhì)剖面如下圖，若地下水位從地表下1m長(zhǎng)期降到4m，試作降水前后黏土層中的土的豎向自重應(yīng)力分布圖計(jì)算黏土層壓縮量天然地面3m3m1m基巖天然地面3m3m1m基巖土層只在外荷載作用方向一致的豎直方向發(fā)生滲流和變形，稱為一維滲透固結(jié)t=0的時(shí)刻，驟然加上荷載，孔隙水不能排除，荷載完全由孔隙水承受。0t的時(shí)刻，

13、隨著時(shí)間的增加，孔隙水逐漸排除，孔隙水壓力逐漸減小，有效應(yīng)力逐漸增加。t=的時(shí)刻，壓力完全由土顆粒骨架承受超靜孔隙水壓力和附加有效應(yīng)力是時(shí)間t和深度z的函數(shù)固結(jié)度Uzt：地基的固結(jié)程度，經(jīng)某一時(shí)刻，深度z處土層的有效應(yīng)力和土層達(dá)到最終沉降時(shí)的最終有效應(yīng)力的比值表征整個(gè)土層的固結(jié)程度，引入平均固結(jié)度【例11】某厚度為6m的飽和軟土，采用大面積堆載預(yù)壓處理，堆載壓力為100KPa，在某一時(shí)刻，測(cè)得的超孔隙水壓力延深度的曲線如下圖所示，求該軟土層的平均固結(jié)度天然地面2m40KPa 2m2m60KPa 30KPa 12年注冊(cè)巖土工程師真題豎向排水固結(jié)時(shí)，固結(jié)度Ut的計(jì)算公式：Tv時(shí)間因數(shù)，無(wú)量綱Cv土

14、的固結(jié)系數(shù)（m2/年，cm2/年）K土的滲透系數(shù)（cm/s）e1滲透固結(jié)前的孔隙比，無(wú)量綱H排水最長(zhǎng)距離，單面排水為土層厚度，雙面排水取一半土層厚度壓縮系數(shù)（MPa-1）【例12】某軟黏土的地基，厚度為15m，地面上作用有大面積荷載100KPa，已知Cv=1.510-3cm2/s，試計(jì)算軟土地基下為不透水層時(shí)，3個(gè)月以后的地基固結(jié)度，軟土地基下為砂土層時(shí)，3個(gè)月以后的地基固結(jié)度。建筑物的沉降觀測(cè)一、水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置1、水準(zhǔn)點(diǎn)宜設(shè)置在基巖或低壓縮性的土上2、水準(zhǔn)點(diǎn)須設(shè)在建筑物產(chǎn)生壓力影響范圍外3、一個(gè)觀測(cè)區(qū)內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)不少于3個(gè)二、觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置1、觀測(cè)點(diǎn)不宜少于6個(gè)2、工業(yè)建筑的觀測(cè)點(diǎn)宜設(shè)在柱或墻上3、

15、民用建筑的觀測(cè)點(diǎn)宜設(shè)在外墻的轉(zhuǎn)角處，縱橫墻交接處及沉降縫的兩側(cè)三、觀測(cè)次數(shù)的確定：1、民用建筑每施工完一層，應(yīng)觀測(cè)一次2、工業(yè)建筑按不同荷載階段，分次觀測(cè)，但在施工期間內(nèi)的觀測(cè)次數(shù)不少于4次。3、建筑物竣工后的觀測(cè)：第一年不少于5次第二年不少于2次以后每年一次，直到沉降穩(wěn)定為止建筑物地基變形允許值：能保證建筑物正常使用的最大變形值。沉降量基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降值沉降差相鄰單獨(dú)基礎(chǔ)沉降量的差傾斜基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值局部?jī)A斜砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻610m內(nèi)基礎(chǔ)某兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值砌體承重結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)局部?jī)A斜允許值框架結(jié)構(gòu)相鄰柱基的沉降差允許值L相鄰兩柱基的中心距多高層建筑的整體傾斜允許值體型簡(jiǎn)單的高層建筑基礎(chǔ)的平均沉降量允許值：200mm【例13】某框剪結(jié)構(gòu)的高層住宅的結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單，高度為67.5m，該住宅的變形允許值應(yīng)為（ ）A、