地基最终沉降量计算方法及其最终影响

地基最终沉降量计算方法及其最终影响

概述自重应力压缩稳定附加应力导致地基土体变形体积变形形状变形由正应力引起，会使土的体积缩小压密，不会导致土体破坏形状变形主要由剪应力引起，当剪应力超过一定限度时，土体将产生剪切破坏，此时的变形将不断发展。通常在地基中是不允许发生大范围剪切破坏的。本章讨论重点概述沉降：在附加应力作用下，地基土产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降某些特殊性土由于含水量的变化也会引起体积变形，如湿陷性黄土地基，由于含水量增高会引起建筑物的附加下沉，称湿陷沉降。相反在膨胀土地区，由于含水量的增高会引起地基的膨胀，甚至把建筑物顶裂。概述除此之外某些大城市，如墨西哥、上海等由于大量开采地下水使地下水位普遍下降从而引起整个城市的普遍下沉。这可以用地下水位下降后地层的自重应力增大来解释。当然，实际问题也是很复杂的，还涉及工程地质、水文地质方面的问题。概述如果地基土各部分的竖向变形不相同，则在基础的不同部位会产生沉降差，使建筑物基础发生不均匀沉降。基础的沉降量或沉降差(或不均匀沉降)过大不但会降低建筑物的使用价值，而且往往会造成建筑物的毁坏。概述为了保证建筑物的安全和正常使用，我们必须预先对建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差进行估算。如果建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差，在规定的允许范围之内，那么该建筑物的安全和正常使用一般是有保证的；否则，是没有保证的。对后一种情况，我们必须采取相应的工程措施以确保建筑物的安全和正常使用。概述基础沉降量或沉降差的大小首先与土的压缩性有关，易于压缩的土，基础的沉降大，而不易压缩的土，则基础的沉降小。基础的沉降量与作用在基础上的荷载性质和大小有关。一般而言，荷载愈大，相应的基础沉降也愈大；而偏心或倾斜荷载所产生的沉降差要比中心荷载为大。在这一章里，我们首先讨论土的压缩性；然后介绍目前工程中常用的沉降计算方法；最后介绍沉降与时间的关系。

土的压缩特性

一、土的压缩与固结压缩：土在压力作用下，体积将缩小。这种现象称为压缩。固结：土的压缩随时间增长的过程称为固结一、土的压缩与固结目前我们在研究土的压缩性，均认为土的压缩完全是由于孔隙中水和气体向外排出而引起的。饱和砂土透水性强，在压力作用下，固结很快完成饱和粘土透水性弱，在压力作用下，固结需要很长时间完成一、圾土的岔压缩疏与固健结瞬时骑沉降主固口结沉线降次固面结沉耀降一、酒土的冈压缩仇与固潜结瞬时助沉降容指在讯加荷汽后立敬即发瓜生的牌沉降饱和愧粘土在很忠短的励时间钞内，盲孔隙鉴中的察水来声不及屿排出显，加健之土蜜体中吸的土瓦粒和溪水是疗不可搞压缩旗的，勺因而视瞬时俱沉降先是在堤没有两体积肝变形其的条欠件下猴发生贷的，料它主率要是捏由于摩土体额的侧株向变尝形引损起的瞬时砌沉降荣一般茂不予刃考虑一、谜土的磁压缩皱与固别结对于消控制饭要求旬较高笨的建撞筑物腹，瞬省时沉痛降可屋用弹而性理蹦论估冷算。搜对于勺饱和晴粘土路在局盾部均弱布荷荒载作矮用下鸟，地洪基的孕瞬时取沉降雷可用辽下式典计算影响钢系数夺，表4－1一、例土的眯压缩劈燕与固重结瞬时撑沉降主固牛结沉线降次固滋结沉脾降一、献土的隙压缩蒜与固支结主固仍结与唱主固恢结沉停降在荷若载作喜用下栏饱和务土体喘中孔隆隙水喂的排址除导爸致土楼体体术积随伴时间磁逐渐布减小宗，有倡效应难力逐某渐增回加，继这一究过程吓称为饶主固尊结随着况时间望的增右加，批孔隙部水应测力逐烘渐消咏散，胃有效宣应力斗逐渐渴增加抚并最陆终达揭到一可个稳孟定值牙，此梅时孔乞隙水胞应力眠消散赶为零步，主贺固结页沉降王完成梦，这逆一过掩程所荡产生坦的沉输降为疑固结饥沉降棒。一、租土的舅压缩治与固隙结瞬时冻沉降主固照结沉炸降次固粥结沉辜降一、里土的沿压缩古与固贩结次固唱结沉斤降土体水在主日固结剥成将败完成孝之后香有效嚼应力引不变肤得情穴况下喊还会艇随时良间的傻增长鸽进一枕步产牵生沉少降，嗽称为绿次固凳结沉森降次固扮结沉昂降对帐某些吃土如鞠软粘温土是腐比较胞重要侧的，裕对于棍坚硬品土或薄超固遇结土片，这互一分记量相荐对较潜小。土的败压缩炼特性二、醋土的抽压缩孔指标为了司研究岸土的旁压缩榴特性看，通淋常需少要进辫行试趣验室内墓固结哪试验现场酸原位茂试验奴（荷争载试沾验、记旁压桂试验促）室内投固结具试验鸣与压王缩曲钥线室内砌固结贿试验详与压健缩曲归线用环染刀切朗取扁捧园柱幅体，彻一般剩高2厘米桃，直母径应技于高山度2．5倍，夹面积周为30体cm2或50桌c帅m2,试样幅连同裁环刀阿一起盘装入导护环节内，墨上下爬有透煌水石找以便报试样渠在压汇力作筝用下勒排水母。在进岗水石册顶部菠放一件加压绕上盖雷，所捎加压效力通哑过加律压支身架作冷用在从上盖滔，同挑时安胁装一绵只百呆分表肆用来膨量测粉试样竭的压康缩。由于抹试样岩不可毁能产疲生侧给向变粉形而卡只有什竖向递压缩鼓。于偶是，熊我们症把这门种条产件下梯的压贪缩试势验称径为单柿向压融缩试膛验或东侧限案压缩乐试验君。室内栋固结此试验固与压拔缩曲竟线假定束试样冷土粒弊本身廉体积同不变悼，土蛙的压结缩仅朝由于扭孔隙借体积晋的减阶小，犯因此降土的辫压缩复变形稿常用拜孔隙掠比e的变裙化来教表示敬。压力p与相索应的棍稳定驱孔隙续比的蛙关系以曲线踪蝶称为追压缩扣曲线e-跑p曲线e-l来gp曲线室内怪固结裳试验补与压品缩曲翼线a图：意压力聋与加锋荷历鞭时关渠系b图：棕各级单压力助下，拦试样黑孔隙喘比随易时间蛮的变叼化过兵程压缩线快＝》压缩耀稳定箩，稳雹定的鸽快慢痰和土添的性棒质有自关压缩镰系数用单肉位压搁力增验量所把引起朱的孔煌隙比足的改喉变，渗即压堡缩曲趴线的虎割线尿坡度箱表征笑土的刺压缩丧性的睡高低压缩陆系数压缩言系数av是表仙征土贫压缩逼性的忘重要肺指标望之一e~碰p曲线蚂越陡村，av就越槽大，劈燕土的县压缩患性越甘高e~卫p曲线啄越平堂缓，av就越箭小，亡土的贪压缩惹性越底低压缩享系数压缩揉曲线冠不是幻玉直线逃，即段使是怒同一拦种土锹，其秘压缩护系数捞也不烘是常再量。工程漠上为上了便蚊于统弹一比骡较，端习惯锐采10辽0k谦pa桃~2秘00此kp侨a范围逆的压狡缩系怖数来胶衡量状土的缓压缩色性的健高低我国《建筑典地基树基础裂设计温规范》规定压缩工指数膛与回颜弹再谋压缩蠢指数在较塘高的勿压力誉范围顷内，榨压缩爆曲线绘近似悄为一讨直线杜，很沸明显高，该蛮直线齐越陡涌，意翼味着孤土的蠢压缩苦性越妹高。压缩油指数压缩坚指数赢与回泡弹再辽压缩亲指数Cc与土获的压剂缩性暗的关让系e~点lg金p曲线诊越陡读，Cc就越姑大，互土的到压缩牙性越英高e~浩lg优p曲线若越平冬缓，Cc就越助小，呜土的蛮压缩谋性越僚低压缩蔑指数唐与回更弹再运压缩系指数试样非回弹泳不是晚沿初朱始压并缩曲蓝线，怠说明码土体废的变酱形是割由可饮恢复厚的弹插性变柔形和扯不可宵恢复亿的塑仇性变院形组贼成回滞腿环＝》非完惯全弹驻性回弹破和再消压缩帆曲线递比初吃始曲杜线平死缓，快说明边在回载弹和样再压悔缩范袖围内女土的府压缩队性降钟低超过B点，基再压递缩曲愚线趋度于初区始压傅缩曲怎线的寄延长住线压缩身指数区与回词弹再挪压缩弱指数Cs狐=(面0.扇1~臣0.袋2)傻Cc土的允压缩扣性减赴小土体监如果慈承受耽到比绑现在执大的气压力帮，其拼压缩诞性将犬降低搁，也季就是宪说土相的应器力历抚史对夫压缩喘性有附很大苗影响回弹坡指数软土步地基在加固其它房诚压缩悬性指谈标体积秘压缩体系数mv单位朵应力加作用腹下单涂位体床积的搬体积贩变化初始责孔隙产比其它辉压缩钩性指饶标压缩侮模量怒：土体给在无薯侧向化变形匹条件响下，劣竖直欧应力信与竖恰向应赠变之史比。坛其大威小反判映了魄土体羊在单遥向压插缩条壶件下吹对压寨缩变件形的桥抵抗犯能力模。其它首压缩梯性指协标变形克模量表示挂土体廊在无促侧限捎条件楼下应太力应广变之铜比，义相当箱于理遥想弹汗性体卷的弹枝性模骑量。其大看小反坝映了具土体抛抵抗暴弹塑枕性变叹形的喊能力用于覆瞬时择沉降详的估衣算，叛可用绒室内秃三轴炸试验陡或现旅场试骗验测块定其它巷压缩躺性指及标广义针虎克有定律变形趋模量勾与压双缩模遇量关闪系不同满土类呜的变豆形模妻量经材验值应力匙历史牢对粘贞性土迈压缩锐性的倍影响应力漠历史离：土体晌在历逢史上隆曾经辽受过降的应鸽力状随态固结常应力能够泄使土仿体产经生固连结或记压缩糖的应石力自重认应力附加熊应力固结产应力新沉妄积的往土或称人工献填土大多未数天毅然土应力烟历史遇对粘闯性土松压缩绿性的风影响前期径固结去应力土在夜历史难上曾仅受到类过的节最大亦有效帅应力pc现有郑有效机应力超固朗结比应力展历史剂对粘接性土也压缩颠性的第影响OC搏R>尽1超固撞结土OC泻R＝1正常葬固结词土OC避R＝1欠固华结土现有隶有效吵应力们是历雅史上夸曾经挖收到惩过的映最大口有效听应力应力梁历史狭对粘贼性土仓压缩罚性的蔬影响应力锅历史歪对粘筐性土星压缩玩性的奸影响三种垄土层环现有持应力宇相同笨，但迷是它侧们的秩应力狐历史锡不同板。压缩亡时从宴不同恩的位厚置开吗始，货逐渐泛压缩虑稳定三种隔土应存力增先量相哨同，失但由逃于应研力历石史不督同，势所以飘其压暑缩量思不同滥。应力颤历史校对地胁基沉诵降产驾生很闸大的赏影响3.取7地基览最终晕沉降壮量计先算--弟--肥--惯-单向喊压缩溜量公健式无侧宅向变拢形条妄件下骑单向拣压缩稿量计改算假冬设分层鄙总和改法（1）土楼的压仓缩完虑全是梢由于剩孔隙帖体积隔减小求导致赴骨架然变形另的结拾果，家土粒察本身宅的压培缩可淋忽略毕不计叼；（2）土络层仅雄产生不竖向详压缩庆，而扒无侧拢向变贴形；（3）土押层均短质且总在土愈层厚满度范继围内睡，压穗力是见均匀爷分布桶的。单向雁压缩基量公册式试样占高度H土粒筐的体疗积Vs孔隙牵比e1孔隙钟体积怜：Vv=e1vs总体缘瑞积：V1=Vv+Vs=(常1+螺e1)Vs单向倦压缩矮量公姥式压缩蝇稳定往后试浩样高蹄度孔隙祝比e2孔隙与体积e2Vs单向听压缩僵量公麦式压力螺增量猎作用健所引妨起的吸单位穗体积猎土体除体积烂变化裳为单向才压缩臂量公录式从以据上两谎式可界得无舰侧向紧变形姓条件峡下的悦土层倡压缩话量计择算公氧式土层且均一床且应匹力沿雄高度拘均匀宵分布绿假定疮下得直到！天然监地基死通常监由不议同的批土层助组成嫌，而瞒且地径基中香的自代重应袋力和鹅引起致地基个变形晓的附予加应守力均超沿深饱度变筹化3.贯7.像2地基戒沉降畅计算素的e-垂p曲线创法--融--园-分层晌总和关法简记介分层鞠总和厘法工程店计算搁地基咏的沉谅降时汉，在秧地基糠可能斜产生惨压缩愿的土姻层深粮度内占，按汪土的翻特性表和和恩应力底状态潜的变轧化将肆地基克分为除若干融层，来假定窝每一衫层土茫质均毫匀且宅应力则沿厚犬度均丧匀分去布，小然后麦对每捕一土输层分错别计嫂算其朋压缩有量，翼最后违将各灭分层勿的压许缩量蝴总和吉起来盲，即帮得地相基表巨面的汁最终妖沉降行量多深抵合适邮呢？分层聋总和竖法简葡介压缩暮层的剖概念贱及确倾定水利踩工程麦中通薄常是隐按照抱附加拾竖向皇应力世与自迷重应梯力之龄比确甩定压键缩层陡的厚阴度一般腿粘土软粘扛土分层绪总和框法基林本思逃路将压续缩层兼范围佛内的恨地基盛分层迈，计盖算每建一分援层的怪压缩醒量，避然后肠累加溪得总遣沉降肉量。由e-季p或e-凳lg唉p曲线学求得e-吩p曲线夸法e-添lg邻p曲线红法用e-洲p曲线哥法计尚算地乎基的煮最终岛沉降满量根据悔建筑勿物基仪础的早形状炮，结雪合地米基中乘土层鸭性状柔，选之择沉未降计虑算点殃的位蜡置，摇再按模作用测在基争础上伍荷载穴的性何质（铃中心飘、偏脱心或枯倾斜乞等情苍况）块，求净出基拣底压倍力的志大小疯和分鼻布将地府基分称层。在反分层总时天槐然土酬层的抄交界剥面和叙地下痰水位煮应为壶分层讽面，补同时选在同维一分病类土替层中泼，各算分层伙的厚纤度不标宜过浊大。计算连地基山中土狠的自罢重应晓力分蹲布计算馆地基爪中竖岩向附元加应辛力分满布按算然术平狼均求童各分奋层平被均自翁重应辉力和扫平均素附加去应力求出报第i层的骨压缩立量将每妖层的嫂压缩遥量累侍加，除得到井地基耀的总心沉降歌量地基限分层对于芝水工烈建筑饮物，希每层匪的厚隆度可弹以控击制在2～4m，或Hi高≤0侮.4兼b，b为基源础宽陶度。尾对每以一分脾层可即以认至为压飞力是类均匀娃分布效的。计算惹地基态中土雷的自膀重应逝力分与布求出茎计算知点垂秩线上堵各分鸭层层捎面处娇的竖烫向自迟重应喊力，傻并绘螺出它造的分求布曲奴线计算经地基通中竖饿向附乒加应株力分桃布求出薯计算倚点垂枯线上弹各分亭层层社面处释的竖乒向附厦加应页力，汤并绘类出它获的分议布曲架线确定快压缩吐层厚饺厚当基蝇础有钳埋置疑深度劝，应狼采用扭基底摔净压区力去费计算舟地基西中的秩附加巧应力平均摆自重亚应力丝式和平款均附谣加应货力求出萌第i层的泥压缩雁量地基门的总筑沉降谊量3.灭8应力恳历史蜜对地阳基沉拆降的测影响--劳--地基铃沉桂降计循算的e-退lg当p曲线永法概述由于俘应力因历史烟对粘阔土的佛压缩菜性具酱有较肿大的熄影响搁，而堆钻探羞取样栽获得公土样及经过心扰动碍或应熊力释亭放，爹在实条验室赵内得如到的气压缩躲曲线爆已经厘不能电代表弊地基涛中现销场压犯缩曲变线，公所以压缩饥曲线举的起软始段蠢实际棉上是程一条港再压誓缩曲钱线。因此络必须脑对室奖内固筐结试鼻验所刮得的细压缩企曲线镰进行以修正伪，得跑到符训合原国位土徒体压洁缩性聋的现朵场压嘱缩曲开线，蚕由此答计算威得到泉的地旷基沉灶降才州会更截符合余实际鼠。概述利用e~施lg朽p曲线采可以客推出相现场倾压缩笑曲线铁，从看而进晴行更陶为准成确的鼠沉降聚计算现场久曲线垂可以挎很直献观地谷反应绍出先竿期固余结应仗力，龟从而裹清晰河地考帮虑地室基的圣应力搞历史掀对沉御降的晃影响现场慨压缩想曲线俘是由沃直线吧或折接线组经成，南通过Cc或Cs两个涛压缩绒性指灶标即女可计葛算，探使用给方便现场鸟压缩俗曲线彩的推拢求要考绵虑不狡同应到力历扬史对例土层姓压缩胳性的查影响拖：判断室土层论属于绑正常固结领土、右超固犯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