地基最终沉降量计算讲义附实例

地基最终沉降量计算向娟

2017-9-162地基最终沉降量计算一、概念说明：1、地基最终沉降量：地基土在建筑物荷载作用下，不断产生压缩，直至压缩稳定时地基表面的沉降量。32、计算目的：在建筑设计中，预知该建筑物建成后将产生的最终沉降量、沉降差和倾斜及局部倾斜，并判断这些地基变形值是否超出允许的范围，以便在建筑物设计时，为采取相应的工程措施提供科学依据，保证建筑物的安全和正常使用。43、计算地基最终沉降量的方法很多，本节主要介绍国内常用的几种方法：分层总和法、《建筑地基基础设计规范》推荐的方法和弹性力学公式。5分层总和法假设土层只有垂直单向压缩，侧向不能膨胀。《规范》推荐法根据建国以来二十多年实践经验，对分层总和法进行了修正。61）基本计算原理二、分层总和法72）基本假定(1)

地基土是均质、各向同性的半无限线性体。

(2)

地基土在外荷载作用下，只产生竖向变形，侧向不发生膨胀变形。目的：可利用完全侧限压缩试验的指标。

(3)

采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。8分层总和法计算地基最终沉降量

93、计算方法及步骤

1)分层从基础底面开始将地基土分为若干薄层，分层原则：

①厚度hi≤0.4b(b为基础宽度)；

②天然土层分界处；③地下水位处。

2)计算基底压力p及基底附加压力p0。

3)计算各分层面上土的自重应力和附加应力,并绘制分布曲线。104)确定地基沉降计算深度Zn

地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起的附加应力又随深度的增大而减少，所以超过一定深度的土，其变形对沉降量的贡献小到可忽略不计。沉降时应考虑其土体变形的深度范围内的土层称为地基压缩层，该深度称为地基沉降计算深度（地基压缩层厚度）。11地基沉降计算深度的下限，一般取地基附加应力等于自重应力的20%处，σz=20%σc,但在该深度以下如有高压缩性土，则应继续向下计算至σz=10%σc

处；在沉降计算深度范围内存在基岩时，Zn可取至基岩表面为止。这种确定沉降计算深度的传统方法称为应力比法。12

5)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力,6)计算每一分层土的变形量。13

7)计算地基最终沉降量s。

将沉降计算深度Zn范围内各土层（n层）压缩变形量相加，可得：144.例题分析【例】已知某厂房柱下单独基础基底尺寸为4m×4m,埋深d＝1.0m,地基为粉质粘土,地下水位距天然地面3.4m。上部荷重传至基础顶面F＝1440kN,土的天然重度＝16.0kN/m³,饱和重度

sat＝17.2kN/m³,其它资料如图。试用分层总和法计算基础最终沉降。3.4md=1mb=4mF=1440kN501002003000.900.920.940.96eσ15【解】采用分层总和法计算1.分层每层厚度hi≤0.4b=1.6m,地下水位以上分两层,各1.2m;地下水位以下按1.6m分层。2.计算sczi和szisczi从天然地面起算,szi从基底起算z(m)σczi(kPa)01.22.44.05.67.21635.254.465.977.489.0基底压力:基底附加压力:3.4md=1mF=1440kNb=4m自重应力曲线附加应力曲线基底中点下szi：用角点法计算,过基底中点将荷载面四等分,计算边长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.确定沉降计算深度zn：由sz

0.2scz，可得zn=7.2m4.计算最终沉降量:根据e-p曲线,列表计算各层沉降量如下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最终沉降量：s=Σsi=54.7mm17【解】1）绘柱基及地基土的剖面图。1819209)柱基中点总沉降量。

(4.28)21通过对傅大量建帐筑物进由行沉降兼观测，蝇并与分晃层总和珍法计算烈结果相逆对比发丧现：①中解等强忙度地起基，标计算朋沉降俘量≈实测沉新降量②软弱掉地基，叛计算沉射降量<实测沉拣降量③坚实枣地基，居计算地护基沉降欢量>>实测帆沉降核量22原因：①分户层总它和法绳所作流的几粪点假格定，耻与实搭际情狐况不借完全嫁符合霞。②土的泉压缩性防指标的熔代表性杀、取原目状土技阔术及试途验准确鞭度存在辆问题。③在地泄基沉降砖计算中敞，未考泥虑地基坏、基础挖与上部设结构的池共同作托用。《建筑地吹基基础律设计规演范》提出分抬层总和蓝法的另证一种形宇式,引入烦平均说附加貌应力宰系数延和地虽基沉旨降计贞算经佣验系依数。1.计算诞原理ziz(i-1)Ai附加应力p0zi-1zi——第i层土附催加应力芽曲线所乖包围的肚面积Ai由及可得:三、《建筑说地基逢基础竞设计愈规范》方法地基沉降计算深度znzi△zzi-1534612b第n层第i层1234aip0p0ziAizi-15612ai-1p0p0Ai-1应力略面积引入芳平均煮附加鲜应力日系数忽概念2.经验系党数修正修正肢后地慕基沉合降:为沉降顿经验修脆正系数,可根表据p0及Es按表4.4查取附加应章力面积由于笨推导叛时作许了近闹似假雀定和赛近似横处理师，而从且对孙某些究复杂因素财也难恳以综赢合反奖映，袭因此途规范尚法引该入经览验系尼数对搬公式烫（4.2山2）进行修添正，即地基沉京降计算缝深度zn应该满迁足：（3）当无链相邻荷促载影响均，基础迹宽度在1~3州0m范围门内时挡，基秩础中纹点的拣地基骂沉降奏计算刃深度思可按猾简化偶公式助计算灭：3.地基沉厅降计算才深度——计算深度zn范围内，第i层土的计算沉降值(mm);——在zn处向上取厚度为Δz的土层沉降计算值(mm)（1）当沉贷降计算撤范围内乡丰存在基以岩时，壶可取至炸基岩表借面为止委。（2）当存馅在较厚招的坚硬淡粘性土验层，其繁孔隙比些小于0.婶5，压缩视模量大事于50M来Pa，或摄存在郑较厚沉的密芹实砂恼卵石基层，福其压符缩模妙量大法于80M浓Pa时，可芦取至该歉层土表筐面。4.计算步予骤⑴计算基拼底压力p和附加惠压力p0⑵以天然夫土层截界面划分土利层⑶初估地烟基沉降脏计算深愤度zn⑷计算地芝基沉降载量⑸校核确转定zn，要倚求:其中⑹计算嗓最终详沉降已量予按Es和p0确定,则：其中某基础够底面尺太寸4.8卡m×普3.2煤m,埋深1.际5序m,传至互地面脆的中派心荷雀载F=18简00拜kN,地基外土层卷为粘铃土,其参何数如恋图所取示,持力层蠢地基承铸载力fak=18守0k毛Pa,试用《规范法》计算份基础申中点魂的最偷终沉扁降量朵。【例1】Zn>4招m,故计忠算深稿度为4m⑴基底镇压力惊与附圆加压淡力：【解】⑵按天然舟土层面狐分层,基底撇至岩炉面仅江一层忠土,单独半基础,故zn:⑷确定芽修正凯系数ys因p0≤0.礼75fak=13拿5k朱Pa,查表4.工6线性内状插可得:ys=0惹.9门,故⑶基底沉震降量分成4块,l=4.烧8/2陪=2.寺4m,b=3友.2俩/2滚=1已.6芹m4块:基底:z黎=0,l/b=1.扇5,z/b=0,查表4.7：岩层顶面:z=4,l/b=1.5,z/b=2.54块:查表：30与分毫层总片和法相同之上处：采用贿单向压跳缩条件气下的压刻缩性指熟标;与传统葵的分层运总和法不同之映处：1.不按0.4社b分层稠，基诱本上朴每天挪然土友层就啦当作毒一层壮来计垫算，轧省去搜了分枣层总昂和法满中压蓬缩性贴指标香随深愧度变秩化的贞麻烦忽；2.采用平年均附加城应力系倾数，使原烦琐的裳计算表范格化，衔简单化斑；313.规定迅了地却基沉故降计吼算深喊度的群标准毒，考锹虑了谜基础们大小扣这一算因素底，比非应力修比法诸更为送合理激；4.提出鞭了地背基的广沉降门计算作经验苹系数触，使屈得计袜算结陕果接收近于桶实测低值。某矩么形基科础及税地质判资料拍如图宋所示,试用《规范》法计骂算地恩基的音沉降怖量。(骗)【例2】解：(1)求基底淋压力和鸟基底附野加压力基底平据均压力基底点附加套应力(2)确定肌基础已地基填受压巾层计摇算深膏度因为，所拜以说明计名算的压姓缩层底芹部位于钩基岩层繁中，按胖照天然嗓土层面爬分层计愁算到基即岩层顶加部即可咸；(3归)沉降计勒算(说明:角点屯法计洞算平历均附详加应顷力影督响系你数时,按,查,表格膜中所欠计算闯的基础底畜面中心电为1号点,向下悬在土趴层分毒界面仁为2、3号点)沉降计箱算见下侮表：因为汪沉降纷经验分系数所以既最终并沉降论量为。点号

１００1

００５００２３３4×0.1533=0.61321839.61839.6５45.5345.53３４４4×0.1271=0.50842033.6194.0２12.0057.5336四、弹性锯力学览方法对于矩狐形分布脉荷载中妄心点的徐沉降、睛平均沉谅降和圆息形、方浊形均布扑荷载以条及刚性革基础的形沉降，弃一般可煮归纳成收如下弹唇性力学硬公式的职一般形免式：p0——基底附帝加压力喘；b——矩形基出础宽度走或圆形吗基础直卖径；m,E0——分别析为土炮的泊它松比写和变正形模锤量吵；w——沉降影孔响系数,按表4.卖8采用炎。表耳中wc、w0和wm分别霸为柔曾性基桃础(均布监荷载)角点、贵中点和辩平均值阵的沉降怜影响系播数。wr为刚厅性基颜础轴寨心荷闭载下垒的沉渠降影限响系昌数。37五、地扑基最终烛沉降量芬的组成在荷载检作用下太，黏性运土地基剑沉降量呀随时间迁的变化非如下图