项目地基变形计算

1、1请同学们思考： 1.在弹性半空间体内任意一点在弹性半空间体内任意一点M(x,y,z)处的应力状态有处的应力状态有几个应力分量？几个应力分量？ 2.地基中的附加应力是指什么？有何意义？地基中的附加应力是指什么？有何意义？ 3.矩形荷载角点下的附加应力系数与什么有关？矩形荷载角点下的附加应力系数与什么有关？ 4.均布矩形荷载任意点下的附加应力如何计算？均布矩形荷载任意点下的附加应力如何计算？ 5.均布条形荷载下竖向附加应力系数与何因素有关？均布条形荷载下竖向附加应力系数与何因素有关？ 6.在同一水平面上地基附加应力有何变化？在同一水平面上地基附加应力有何变化？ 7.在纵向上地基附加应力有何变化？

2、在纵向上地基附加应力有何变化？ 2项目3地基变形计算3项目任务任务任务3.1 3.1 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算任务任务3.2 3.2 建筑物沉降观测建筑物沉降观测 4土的压缩性土的压缩性土在压力作用下体积缩小的特性。土在压力作用下体积缩小的特性。固体颗粒的压缩固体颗粒的压缩土中水的压缩土中水的压缩空气的排出空气的排出水的排出水的排出压缩量压缩量的组成的组成注：在一般压力作用下，注：在一般压力作用下，土粒和水的压缩量与土的土粒和水的压缩量与土的总压缩量相比是很微小的，总压缩量相比是很微小的，可以忽略不计。因此，可可以忽略不计。因此，可以认为，土的压缩就是土以认为，土的压缩就是土中孔隙

3、体积的减小。中孔隙体积的减小。土的压缩性指标可通过室内试验或原位试验来测定。试验土的压缩性指标可通过室内试验或原位试验来测定。试验时力求试验条件与土的天然状态及其在外荷载作用下的实时力求试验条件与土的天然状态及其在外荷载作用下的实际应力条件相适应。际应力条件相适应。任务3.1 地基最终沉降量计算51 1压缩试验压缩试验 在一般工程中，常用在一般工程中，常用不允许土样产生侧向不允许土样产生侧向变形的室内压缩试验变形的室内压缩试验( (又称侧限压缩试验或又称侧限压缩试验或固结压缩试验固结压缩试验) )来测定来测定土的压缩性指标，其土的压缩性指标，其试验虽未能完全符合试验虽未能完全符合土的实际工作情

4、况，土的实际工作情况，但操作简便，试验时但操作简便，试验时间短，故有实用价值。间短，故有实用价值。 三联固结仪3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线6注意：注意：土样在土样在竖直压力作用竖直压力作用下，由于环刀下，由于环刀和刚性护环的和刚性护环的限制，只产生限制，只产生竖向压缩，不竖向压缩，不产生侧向变形产生侧向变形。3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线1 1压缩试验压缩试验 7esheheh111000)1 (000ehsee只要测定土样在各级压力只要测定土样在各级压力 P 作用下的稳定压缩量作用下的稳定压缩量 S，就可算，就可算出相应的孔隙比出相应的孔隙比e。3.1.1 土的压缩性试验和压缩

5、曲线1 1压缩试验压缩试验 8 压缩曲线有两种绘制方式压缩曲线有两种绘制方式 土的压缩曲线土的压缩曲线 a a）e e- -p p曲线曲线 b b）e e-lg-lgp p曲线曲线 3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线2 2土的压缩曲线土的压缩曲线91221tanppeepea地基规范地基规范用用p p1 1100kPa100kPa、 p p2 2200kPa200kPa对应的压缩系数对应的压缩系数a a1-21-2评价土的压缩性评价土的压缩性: :a1-21-20.1MPa0.1MPa-1 -1 低压缩性土低压缩性土0.1MPa0.1MPa-1-1a1-21-20.5MPa0.5MPa-1

6、-1 中压缩中压缩 a1-21-20.5MPa0.5MPa-1 -1 高压缩性土高压缩性土3.1.2 土的压缩性指标 1.1.压缩系数压缩系数a和压缩指数和压缩指数 Ccp1p2e1e2M1M2epep压缩系数压缩系数a103.1.2土的压缩性指标 1.1.压缩系数压缩系数a和压缩指数和压缩指数 Cclgp1lgp2e1e2M1M2elgpelgp1221clgplgpeelgpeCCc与与a不同，它不随压力的变化而变化。通常认为：不同，它不随压力的变化而变化。通常认为：Cc0.2 0.2 为低压缩性土；为低压缩性土；0.2 0.2 Cc0.4 为中压缩性土；为中压缩性土； Cc 0.4 0.

7、4 为高压缩性土为高压缩性土压缩指数压缩指数Cc11土在土在完全侧限条件完全侧限条件下的竖向附加应力下的竖向附加应力z与相应的竖向应变与相应的竖向应变z的比值的比值 Es zz/Es=(1+e1)/a 用压缩模量用压缩模量来表示土的来表示土的压缩性高低压缩性高低 Es15MPa 低压缩性低压缩性土土3.1.2 土的压缩性指标 2.2.压缩模量压缩模量 Es 123 3土的变形模量土的变形模量E0 土的变形模量土的变形模量E0是土体在是土体在无侧限无侧限条件下的应力与应变的比条件下的应力与应变的比值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可

8、通过静载荷试验确定。通过静载荷试验确定。 sEE)121 (20地基土的泊松比地基土的泊松比 3.1.2 土的压缩性指标 13地基变形的主要外因是建筑物荷载在地基中产生的附加应地基变形的主要外因是建筑物荷载在地基中产生的附加应力，在附加应力作用下土层的孔隙体积发生压缩减小，引力，在附加应力作用下土层的孔隙体积发生压缩减小，引起基础沉降。常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和起基础沉降。常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和法及法及地基规范地基规范推荐方法。推荐方法。 1. 1. 分层总和法分层总和法 （1 1）假定地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件）假定地基土压缩时不发生侧向变形，即采

9、用侧限条件下的压缩指标。通常取基底中心点下的附加应力进行计算。下的压缩指标。通常取基底中心点下的附加应力进行计算。3.1.3基础最终沉降量计算 （2 2）将地基变形计算深度范围的土划分为若干个分层，按）将地基变形计算深度范围的土划分为若干个分层，按侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基础最终侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基础最终沉降量。沉降量。（3 3）分层原则：）分层原则：土层分界面；土层分界面；地下水位线；地下水位线；每层土每层土厚小于基础宽度的厚小于基础宽度的0.40.4倍。倍。14分层总和法计算步骤分层总和法计算步骤(1)(1)计算基底压力及基底附加压力计算基底压力及

10、基底附加压力 (2)(2)按分层厚度将基底下土层分成若干按分层厚度将基底下土层分成若干薄层薄层 (3)(3)计算基底中心点下各分层界面处自计算基底中心点下各分层界面处自重应力和附加应力重应力和附加应力 (4)(4)确定地基压缩层深度确定地基压缩层深度 (5)(5)计算压缩层深度内各分层的自重应计算压缩层深度内各分层的自重应力平均值和平均附加应力。力平均值和平均附加应力。(6)(6)从从e-pe-p曲线上查得与曲线上查得与p1i、p2i相对应的相对应的孔隙比孔隙比e1i和和e2i 。(7)(7)计算各分层土在侧限条件下的压缩计算各分层土在侧限条件下的压缩量量Si。 (8)(8)计算基础的最终沉降

11、量计算基础的最终沉降量s(mm) s(mm) 地基最终沉降的分层总和法 3.1.3基础最终沉降量计算 153.1.3 基础最终沉降量计算 地基分层地基分层自重应力自重应力附加应力附加应力压缩层厚度压缩层厚度应力平均值应力平均值计算计算e计算压缩量计算压缩量最终沉降量最终沉降量hi0.4b土层分界面；地下水位；土层分界面；地下水位；一般从地面算起一般从地面算起从基础底面算起从基础底面算起z0.2 c2) 1(ciicc2) 1(zziiz 查查ep曲线曲线ice1ice2z iiiiiheeeS1211isiziisiiiiiiiiihEhEppheppS)(1)(12112或或iSS地基最终沉

12、降量计算步骤地基最终沉降量计算步骤16试以分层总和法计试以分层总和法计算图示柱下方形单算图示柱下方形单独基础的最终沉降独基础的最终沉降量。分别从粉质黏量。分别从粉质黏土层和黏土层中取土层和黏土层中取土样做室内压缩试土样做室内压缩试验，其验，其e-pe-p曲线资曲线资料见表。基底压力料见表。基底压力p为为155kPa155kPa，方形，方形基础底边长为基础底边长为4m4m。【例【例3-13-1】1m1m1m1m1m1m1m1.5m 粉土粉土18kNm3 粉质黏土粉质黏土=19kN/ m3 黏土黏土sat20kNm317【解析】解析】（1 1）计算基底压力和基底附加压力）计算基底压力和基底附加压力

13、 kPaAGFp155kPadpp1280（2 2）分层，取分层厚度为）分层，取分层厚度为1m 1m （3 3）计算各分层层面处土的自重应力）计算各分层层面处土的自重应力 计算结果见计算结果见例表例表2 2 （4 4）计算基底中心点下各分层面处的附加应力）计算基底中心点下各分层面处的附加应力 【例【例3-13-1】18【例【例3-13-1】1m1m1m1m1m1m1m1.5m274665758595105115 粉土粉土18kNm3 粉质黏土粉质黏土=19kN/ m3黏土黏土sat20kNm3 128kPa 119kPa 90kPa 62kPa 43kPa 31kPa 23kPa 18kPa0

14、1234567例表例表1地基土的地基土的室内压缩试验室内压缩试验ep数据数据 土土层层压力压力kPa黏土黏土粉质黏土粉质黏土00.6510.978200.6430.942400.6340.907600.6250.896800.6170.8821000.6080.8551200.5990.8461400.5720.8361600.5450.8251800.5270.817例如第例如第1 1点的附加应力计算：点的附加应力计算：角点法角点法：Z=1;b=2;l=2z/b=1/2=0.5;l/b=2/2=1c(0.5,1)查表查表2-2得得0.2345z=0.23154128=119kPa19（5 5

15、）确定压缩层深度）确定压缩层深度z z在6m深度处（点6） 2 . 022. 0kPa10523kPacz不满足要求不满足要求 在在7m7m深度处深度处 2 . 016. 011518cz满足要求满足要求 压缩层深度压缩层深度z n为为7m7m （6 6）计算压缩层深度）计算压缩层深度内各分层自重应力平内各分层自重应力平均值和平均附加应力均值和平均附加应力 计算结果见本例表计算结果见本例表2 2【例【例3-13-1】20例表2 例3-1计算结果（1）点点角点下角点下任意深任意深度度z/m/kPa/kPa分分层层hi/mP1i/kPapi/kPap2i/kPa00271280-11.037124

16、16111.0461191-21.05610516122.065902-31.0707614633.075623-41.0805313344.085434-51.0903712755.095315-61.01002712766.0105236-71.01102113177.011518cii zicizcizi21（7 7）从）从e e- -p p曲线上查得与曲线上查得与p p1 1i i、p p2 2i i相对应的孔隙比相对应的孔隙比e e1 1i i和和e e2 2i i （8 8）计算各分层土在侧）计算各分层土在侧限条件下的压缩量限条件下的压缩量 is计算结果计算结果见本例表见本例表2

17、2（9 9）计算基础的最终沉）计算基础的最终沉降量降量 niiss1【例【例3-13-1】22例表3 例3-1计算结果点点分分层层P1i/kPapi/kPap2i/kPae1ie2isi/mm00-1371241610.912 0.82446.011-2561051610.898 0.82439.022-370761460.621 0.59019.133-480531330.617 0.59414.244-590371270.613 0.5979.955-6100271270.608 0.5976.866-7110211310.604 0.5955.67cii ziciziiiiheee121

18、1地基土的室内压缩试验地基土的室内压缩试验ep数据数据 土土层层压力压力kPa黏土黏土粉质黏土粉质黏土00.6510.978200.6430.942400.6340.907600.6250.896800.6170.8821000.6080.8551200.5990.8461400.5920.8361600.5850.8251800.5780.81723复习与思考1. 压缩量的组成有哪些？压缩量的组成有哪些？2. 压缩曲线有何意义压缩曲线有何意义 ？3. 用压缩模量来表示土的什么性质？用压缩模量来表示土的什么性质？4. 土压缩模量与变形模量有何区别？土压缩模量与变形模量有何区别？5. 用分层总和

19、法计算地基沉降时：用分层总和法计算地基沉降时：(1)前提条件是什么？前提条件是什么？(2)自重应力和附加应力从哪算起？自重应力和附加应力从哪算起？(3)分层原则？分层原则？(4) 压缩层厚度如何确定？压缩层厚度如何确定？24地基规范地基规范推荐一种计算基础最终沉降量的方法。推荐一种计算基础最终沉降量的方法。实质：实质： 是在分层总和法的基础上，采用平均附加应力面积的概是在分层总和法的基础上，采用平均附加应力面积的概念，按天然土层界面分层念，按天然土层界面分层( (以简化由于过多分层所引起的繁以简化由于过多分层所引起的繁琐计算琐计算) )，并结合大量工程沉降观测的统计分析，以沉降计，并结合大量工

20、程沉降观测的统计分析，以沉降计算经验系数对地基最终沉降量结果加以修正。算经验系数对地基最终沉降量结果加以修正。3.1.3 基础最终沉降量计算 2. 2. 规范法规范法 25【基本思路】【基本思路】（1 1）采用平均附加应力系数计算地基变形的基本公式）采用平均附加应力系数计算地基变形的基本公式 （2 2）确定压缩层深度）确定压缩层深度（3 3）计算基础最终沉降量）计算基础最终沉降量 3.1.3 基础最终沉降量计算 2. 2. 规范法规范法 263.1.3 基础最终沉降量计算 2. 2. 规范法规范法 iiiiiheeeS1211根据分层总和法isiziisiiiiiiiiihEhEppheppS

21、)(1)(12112或siiiiiiEzzpS)110（地基变形计算的基本公式：地基变形计算的基本公式：基础最终沉降量计算公式：基础最终沉降量计算公式：nisiiiiisniissEzzpSSS11101)（s s沉降计算经验沉降计算经验系数，查表系数，查表3-127【例3-2】 柱荷载柱荷载F=1190kN，基础埋深，基础埋深d=1.5m，基础底面尺寸，基础底面尺寸4m2m，地基土，地基土层见下图，试用层见下图，试用地基规范地基规范推荐法计算该基础的最终沉降量。推荐法计算该基础的最终沉降量。=19.5kN/m3Es=4.5MPa=19.8kN/m3Es=5.1MPa=19.0kN/m3Es=

22、5.0MPa2.0m4.0m1.3m粉粉砂砂粉粉质质黏黏土土黏黏土土z3z2z1012345150kPad=1.5m6728【例3-2】解：解：（1）求基底压力和基底附加压力）求基底压力和基底附加压力（2）确定分层厚度，按天然土层分层，共分）确定分层厚度，按天然土层分层，共分3层：第层：第1层层黏土层，黏土层，0.5m；第；第2层粉质黏土层，层粉质黏土层，4.0m；第；第3层粉砂层，层粉砂层，厚度为该土层层面至压缩层深度处。厚度为该土层层面至压缩层深度处。a179a75.178a245 . 124201190kPkPkPAGFpa1505 . 119.5kN/m-a17930kPmkPdppp

23、cd29【例3-2】解：解：（3）确定压缩层深度。由于无相邻荷载影响，地基沉降）确定压缩层深度。由于无相邻荷载影响，地基沉降计算深度（压缩层深度）可按下式计算，即计算深度（压缩层深度）可按下式计算，即 Zn=b(2.5-0.4lnb)=2(2.5-0.4ln2)=4.445m4.5m所以压缩层深度取至粉砂顶面。所以压缩层深度取至粉砂顶面。（4）沉降计算（见下表）沉降计算（见下表）30【例3-2】1）计算）计算 ，计算基底中心点下的，计算基底中心点下的 时，应过中心点将基底时，应过中心点将基底划分为划分为4块相同的小面积，其长宽比块相同的小面积，其长宽比l/b=2/1=2，按角点法，按角点法查表

24、查表3-2，查出的数值需乘以，查出的数值需乘以4，计算结果见下表。，计算结果见下表。地基规范地基规范推荐法计算基础最终沉降量推荐法计算基础最终沉降量 表表3-6ii31【例3-2】 2）校核）校核Zn，根据规范规定，因为，根据规范规定，因为b=2m，查表，查表3-3 ，z 0.3m，计算出，计算出 ，按式（，按式（3-14），得），得 0.025 =0.02567.75mm=1.694mm，所以，压缩，所以，压缩层深度符合要求。层深度符合要求。（5）确定沉降经验系数）确定沉降经验系数 1）计算）计算 值值sEmmsn51. 1nsis/ )()()/(110110stiiiiiiiisiiis

25、EzzpzzpEAAEa5.1a5 .4472268a1 . 508.521 . 532.17225 . 460.49308.5232.172260.493MPMPMP第第i层土附加应力系数沿层土附加应力系数沿土层厚度的积分值土层厚度的积分值32【例3-2】 2）确定）确定s ：因为：因为P0 =150kPa=f ak ，查表，查表3-1，内插得，内插得s=1.19（6）基础最终沉降量：）基础最终沉降量： mmmmssis62.8075.6719. 133 土体完成压缩过程所需的时间与土的透水性有很大土体完成压缩过程所需的时间与土的透水性有很大的关系。无黏性土因透水性大，其压缩变形可在短时间内

26、的关系。无黏性土因透水性大，其压缩变形可在短时间内趋于稳定；而透水性小的饱和黏性土，其压缩稳定所需的趋于稳定；而透水性小的饱和黏性土，其压缩稳定所需的时间则可长达几个月、几年甚至几十年。时间则可长达几个月、几年甚至几十年。土的压缩随时间土的压缩随时间而增长的过程，称为土的固结。而增长的过程，称为土的固结。 ？在工程实践中，往往需要了解建筑物在施工期间在工程实践中，往往需要了解建筑物在施工期间或使用期间某一时刻基础沉降值，以便控制施工速度，或或使用期间某一时刻基础沉降值，以便控制施工速度，或是考虑由于沉降随时间增加而发展会给工程带来的影响，是考虑由于沉降随时间增加而发展会给工程带来的影响，以便在

27、设计中做出处理方案。以便在设计中做出处理方案。 对于已发生裂缝、倾斜等事故的建筑物，更需要对于已发生裂缝、倾斜等事故的建筑物，更需要了解当时的沉降与今后沉降的发展趋势，作为解决事故的了解当时的沉降与今后沉降的发展趋势，作为解决事故的重要依据。重要依据。3.1.4 基础沉降与时间的关系 341. 1. 土的渗透性土的渗透性 水在土中渗流满足达西定律，即水在土中渗流满足达西定律，即 v =k i 渗流速度渗流速度 水力梯度水力梯度 渗透系数渗透系数 当水力梯度为当水力梯度为定值时，渗透定值时，渗透系数愈大，渗系数愈大，渗流速度就愈大。流速度就愈大。渗透系数与土渗透系数与土的透水性强弱的透水性强弱有

28、关，渗透系有关，渗透系数愈大，土的数愈大，土的透水能力愈强。透水能力愈强。土的渗透系数土的渗透系数可通过室内渗可通过室内渗透试验或现场透试验或现场抽水试验测定。抽水试验测定。3.1.4基础沉降与时间的关系 352. 2. 饱和土体的渗流固结饱和土体的渗流固结 水弹簧活塞模型1带孔活塞；2排水孔；3圆筒；4弹簧 u总应力总应力 有效应力有效应力 孔隙水压力孔隙水压力 饱和土体的渗流固结过程，饱和土体的渗流固结过程，就是土中的孔隙水压力消就是土中的孔隙水压力消散并逐渐转化为有效应力散并逐渐转化为有效应力的过程的过程3.1.4 基础沉降与时间的关系 363.3.渗透固结沉降与时间关系渗透固结沉降与时

29、间关系 固结度固结度U Ut t是指土体在固结过程中某一时间是指土体在固结过程中某一时间t t的固结沉降的固结沉降量量s st t与固结稳定的最终沉降量与固结稳定的最终沉降量s s之比值（或用固结百分数之比值（或用固结百分数表示），即表示），即 Ut = st / s 固结度变化范围为固结度变化范围为0 0 1 1，它表示在某一荷载作用下经，它表示在某一荷载作用下经过过t t时间后土体所能达到的固结程度。时间后土体所能达到的固结程度。t t时刻的沉降量时刻的沉降量最终沉降量最终沉降量3.1.4 基础沉降与时间的关系 37对于不同的固结情况，即固结土层中附加应力分布和排水条对于不同的固结情况，即

30、固结土层中附加应力分布和排水条件两方面的情况，固结度计算公式亦不相同，实际地基计算件两方面的情况，固结度计算公式亦不相同，实际地基计算中常将其归纳为中常将其归纳为5 5种。不同固结情况其固结度计算公式虽不同，种。不同固结情况其固结度计算公式虽不同，但它们都是时间因数的函数，即但它们都是时间因数的函数，即 Ut =f（Tv） Tv =Cvt/H2Cv = 1000k (1+e)/ wa土的渗土的渗透系数透系数 水的重度水的重度 土的压土的压缩系数缩系数 3.1.4 基础沉降与时间的关系 38UtTv关系曲线 3.1.4 基础沉降与时间的关系 39基础沉降与时间关系的计算步骤基础沉降与时间关系的计

31、算步骤 （1 1）计算某一时间）计算某一时间t t的沉降量的沉降量S St t 根据土层的根据土层的k k、a a、e e求求C Cv v； 根据给定的时间根据给定的时间t t和土层厚度和土层厚度H H及及C Cv v，求，求T T v v； 根据根据 = = z az a/ / zpzp和和T T v v，由，由UtTV图查相应的图查相应的U Ut t； 由由U U t t= =s st/t/s s 求求s st t。 （2 2）计算达到某一沉降量）计算达到某一沉降量s st t所需时间所需时间t t 根据根据s st t计算计算U U t t 根据根据 和和U U t t，由图，由图UtT

32、V查相应的查相应的T T v v ； 根据已知资料求根据已知资料求C C v v； 根据根据T Tv v、C Cv v及及H H，即可求得，即可求得t t。3.1.4 基础沉降与时间的关系 40 某基础基底中点下的附加应力某基础基底中点下的附加应力分布图如图所示，地基为厚分布图如图所示，地基为厚H H=5m=5m的的饱和黏土层，顶部有薄层砂可排水，饱和黏土层，顶部有薄层砂可排水，底部为坚硬不透水层。该黏土层在底部为坚硬不透水层。该黏土层在自重应力作用下已固结完毕，其初自重应力作用下已固结完毕，其初始孔隙比始孔隙比e e1 1=0.84=0.84，由试验测得在，由试验测得在自重应力和附加应力作用

33、下自重应力和附加应力作用下e e2 2=0.80,=0.80,渗透系数渗透系数k k=0.016m/=0.016m/年，年，试求：试求：1 1年后地基的沉降量；年后地基的沉降量；沉降达沉降达100mm100mm所需的时间。所需的时间。【例例3-33-3】41【解析】【解析】(1)(1)计算基础最终沉降量计算基础最终沉降量mm70.1081121heees(2)(2)计算计算1 1年后的沉降量年后的沉降量 压缩系数：压缩系数： a a=(0.84-0.80)/160=0.25MPa=(0.84-0.80)/160=0.25MPa-1-1固结系数：固结系数：Cv=Cv=1000k(1+e1000k

34、(1+e1 1)/)/ w wa=1000a=10000.0160.016（1+0.81+0.8）/(10/(100.25)=11.52 m0.25)=11.52 m2 2/ /年年时间因数：时间因数： Tv=tCTv=tCv v/H/H2 2=1=111.52/511.52/52 2=0.4608=0.4608附加应力比值：附加应力比值： =3.0=3.0属情况属情况4 4；由图；由图UtTV查得查得Ut=0.77Ut=0.77【例例3-33-3】附加应力的附加应力的平均值平均值421 1年后沉降量：年后沉降量： S St t= U= Ut t S =0.77 S =0.77 108.70m

35、m=83.70mm108.70mm=83.70mm 固结度固结度U Ut t=S=St t/S=100mm/108.70mm=0.92/S=100mm/108.70mm=0.92 由由U Ut t=0.92=0.92， =3.0=3.0，查，查UtTUtTV V图，得图，得Tv=0.87Tv=0.87 则则 t= Tv Ht= Tv H2 2/ Cv =0.87/ Cv =0.87 5 52 2/11.78/11.78年年=1.85 =1.85 年年【例例3-33-3】(3)(3)计算沉降计算沉降S St t=100mm=100mm所需时间所需时间43任务3.2建筑物变形观测44 建筑物沉降观

36、测建筑物沉降观测 建筑物倾斜观测建筑物倾斜观测 建筑物裂缝观测建筑物裂缝观测 建筑物位移观测建筑物位移观测建筑物变形观测的主要内容453.2.1 建筑物的沉降观测建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。间的高差变化值。主要工作有：主要工作有：1水准基点的布设水准基点的布设2沉降观测点的布设沉降观测点的布设3沉降观测沉降观测4沉降观测的成果整理沉降观测的成果整理461水准基点的布设水准基点是沉降观测的基准，因此水准基点的布水准基点是沉降观测的基准，因此水准基点的布设

37、应满足以下要求：设应满足以下要求：（1）要有足够的稳定性：）要有足够的稳定性：水准基点必须设置在沉水准基点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区水准基点应埋设在降影响范围以外，冰冻地区水准基点应埋设在冰冻线以下冰冻线以下0.5m。（2）要具备检核条件：）要具备检核条件：为了保证水准基点高程的为了保证水准基点高程的正确性，水准基点最少应布设三个，以便相互正确性，水准基点最少应布设三个，以便相互检核。检核。（3）要满足一定的观测精度：）要满足一定的观测精度：水准基点和观测点水准基点和观测点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在一般应在100m范围

38、内。范围内。472沉降观测点的布设进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，沉降观测点的布设应满足以下要求：沉降观测点的布设应满足以下要求：（1）沉降观测点的位置：）沉降观测点的位置：沉降观测点应布设在能沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。备基础，柱子基础和地质条件变化处。（2）沉降观测点的数量：）沉降观测点的数量： 一般沉降观测点是均一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般

39、为匀布置的，它们之间的距离一般为1020m。（3）沉降观测点的设置形式）沉降观测点的设置形式 ：4849 3沉降观测（1 1）观测周期）观测周期（2 2）观测方法）观测方法（3 3）精度要求）精度要求（4 4）工作要求）工作要求50（1）观测周期1）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。进行第一次观测。2）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖12层观层观测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。行观测。3）当发生大量沉降

40、或严重裂缝时，应立即或几天一次连）当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。续观测。4）建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降）建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为速度减缓，可改为23个月观测一次，直至沉降稳定为个月观测一次，直至沉降稳定为止。止。51 （2）观测方法 观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过读数之差不应超过1mm。 沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个

41、水准基点）应为闭合水准路线。个水准基点）应为闭合水准路线。52（3）精度要求沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。1）多层建筑物的沉降观测，可采用）多层建筑物的沉降观测，可采用DS3水准仪，水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过合差不应超过 （n测站数）。测站数）。2）高层建筑物的沉降观测，则应采用）高层建筑物的沉降观测，则应采用DS1精密水精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过线的闭合差不应超过: mm0 . 2n mm0 .

42、1n 53（4）工作要求沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四定：测成果的正确性，应尽可能做到四定：1）固定观测人员）固定观测人员2）使用固定的水准仪和水准尺）使用固定的水准仪和水准尺3）使用固定的水准基点）使用固定的水准基点4）按固定的实测路线和测站进行）按固定的实测路线和测站进行544沉降观测的成果整理（1 1）整理原始记录）整理原始记录（2 2）计算沉降量）计算沉降量 （3 3）绘制沉降曲线）绘制沉降曲线55（1）整理原始记录每次观测结束后，应检查记录的数据和计算是每次观测结束后，应检查记录的数据和计算是否正确，

43、精度是否合格，然后，调整高差闭合否正确，精度是否合格，然后，调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入差，推算出各沉降观测点的高程，并填入“沉沉降观测表降观测表”中。中。56（2）计算沉降量1）计算各沉降观测点的本次沉降量：）计算各沉降观测点的本次沉降量：本次沉降量本次沉降量=本次观测所得的高程上次观测所本次观测所得的高程上次观测所得的高程得的高程2）计算累积沉降量：）计算累积沉降量：累积沉降量累积沉降量=本次沉降量本次沉降量+上次累积沉降量上次累积沉降量将计算出的沉降观测点本次沉降量、累积沉降将计算出的沉降观测点本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载情况等记入量和观测日期、荷载情况等记

44、入“沉降观测表沉降观测表”中。中。57（3）绘制沉降曲线沉降曲线分为两部分，即时间与沉降量关系曲沉降曲线分为两部分，即时间与沉降量关系曲线和时间与荷载关系曲线。线和时间与荷载关系曲线。2001200220033579113579110408010012010203040F/(t/m2)s/mmt时间（年、月）时间（年、月）沉降曲线图沉降曲线图1258 3.2.2 建筑物的倾斜观测用测量仪器来测定建筑物的基础和主体结构倾用测量仪器来测定建筑物的基础和主体结构倾斜变化的工作，称为倾斜观测。斜变化的工作，称为倾斜观测。 1一般建筑物主体的倾斜观测一般建筑物主体的倾斜观测2圆形建（构）筑物主体的倾斜观

45、测圆形建（构）筑物主体的倾斜观测3建筑物基础倾斜观测建筑物基础倾斜观测591一般建筑物主体的倾斜观测建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑物主体的倾斜度，即物主体的倾斜度，即式中式中 i建筑物主体的倾斜度；建筑物主体的倾斜度； D建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值（值（m）；）； H建筑物的高度（建筑物的高度（m）；）； 倾斜角（倾斜角（）。）。倾斜测量主要是测定建筑物主体的偏移值倾斜测量主要是

46、测定建筑物主体的偏移值D。偏移值。偏移值D的测定一般采用经纬仪投影法。的测定一般采用经纬仪投影法。HDi tan60MNPQXYHABNQAB图图11-37 一般建筑物的倾斜观测一般建筑物的倾斜观测61 2圆形建（构）筑物主体的倾斜观测对圆形建（构）筑物的倾斜观测，是在互相垂直的两个对圆形建（构）筑物的倾斜观测，是在互相垂直的两个方向上，测定其顶部中心对底部中心的偏移值。方向上，测定其顶部中心对底部中心的偏移值。yy1y2y1y2x1x2x1x2xOOxyABAB圆形建（构）筑物的倾斜观测圆形建（构）筑物的倾斜观测62 2圆形建（构）筑物主体的倾斜观测（1）在烟囱底部横放一根标尺，在标尺中垂线方向上，）在烟囱底部横放一根标尺，在标尺中垂线方向上，安置经纬仪，经纬仪到烟囱的距离为烟囱高度的安置经纬仪，经纬仪到烟囱的距离为烟囱高度的1.5倍。倍。（2）用望远镜将烟囱顶部边缘两点）用望远镜将烟囱顶部边缘两点A、A及底部边缘两点及底部边缘两点B、B分别投到标尺上，得读数为分别投到标尺上，得读数为y1、y1及及y2、y2。烟。烟囱顶部中心囱顶部中心O对底部中心对底部中心O在在y方向上的偏移值方向上的偏移值y为：为：（3）用同样的方法，可测得在）用同样的