第五章地基变形

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1、第五章地基变形第一节概述第二节基础最终沉降量计算第三节地基变形与时间的关系主要内容第一节概述土具有压缩性荷载作用地基发生沉降和位移变形一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用建筑物开裂、歪斜、破坏等荷载大小土的压缩特性地基厚度沉降表面沉降基坑回弹地基分层沉降周边场地沉降位移建筑物主体倾斜堤坝水平和垂直位移基坑支护倾斜周边场地滑坡高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除修建新建筑物：引起原有建筑物开裂最终沉降量S∞：地基最终沉降稳定以后的最大沉降量（t∞时），不

2、考虑沉降过程。不可压缩层可压缩层σz=pp第二节地基的最终沉降量计算HH地基压缩层深度：基础底面向下需要计算变形所要达到的深度1.基本假设地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标取基底中心轴线下分布的地基附加应力进行地基沉降计算，可弥补采用侧限条件下的压缩性指标计算记过偏小的缺点以基底中点的沉降代表基础的平均沉降2.单一压缩土层的沉降计算在一定均匀厚度土层上施加连续均布荷载，竖向应力增加，孔隙比相应减小，土层产生压缩变

3、形，没有侧向变形（H≤0.5b）。第二节地基的最终沉降量计算一、分层总和法单项压缩基本公式侧限条件σz=ppHH/2H/2γ,e1一、分层总和法单项压缩基本公式1单一土层一维压缩问题e1—根据薄土层顶、底面处自重应力的平均值，即原有土中的p1，从e—p曲线上得到响应的孔隙比e2—根据薄土层顶、底面处自重应力的平均值与附加应力的平均值之和P2，从e—p曲线上得到相应的孔隙比压缩前压缩后e1i—根据第i层顶、底面处自重应力的平均值，即原有土中的p1i，从e—p曲线上得到相应的孔隙比e2i—根据第i层顶、底面处

4、自重应力的平均值与附加应力的平均值之和P2i，从e—p曲线上得到相应的孔隙比ai、Esi、mvi：第i层土压缩系数、压缩模量、体积压缩系数△si—第i分层土的压缩量—第i分层土的压缩应变Hi—第i分层土的厚度2.单向压缩分层总和法分别计算基础中心点下地基中各个分层土的压缩变形量△si,基础的平均沉降量s等于△si的总和第二节地基的最终沉降量计算一、分层总和法单项压缩基本公式3.单向压缩分层总和法计算步骤1.绘制基础中心点下地基中自重应力和附加应力分布曲线2.确定地基沉降计算深度3.确定沉降计算深度范围内的

5、分层界面4.计算各分层沉降量5.计算基础最终沉降量第二节地基的最终沉降量计算一、分层总和法单项压缩基本公式二、《规范》法由《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）提出分层总和法的另一种形式沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和地基沉降计算经验系数均质地基土，在侧限条件下，压缩模量Es不随深度而变，从基底至深度z的压缩量为附加应力面积深度z范围内的附加应力面积附加应力通式σz=Kp0代入引入平均附加应力系数因此附加应力面积表示为因此利用附加应力面积A的等代值计算地基任意深度范围内的沉降量

6、，因此第i层沉降量为根据分层总和法基本原理可得成层地基最终沉降量的基本公式zi-1地基沉降计算深度znzi△zzi-1534612b12345612aip0ai-1p0p0p0第n层第i层ziAiAi-1地基沉降计算深度zn应该满足的条件zi、zi-1——基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)ai、ai-1——基础底面至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数当确定沉降计算深度下有软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量也满足上式，若计算深度范围内存在基岩，z

7、n可取至基岩表面为止当无相邻荷载影响，基础宽度在1～30m范围内，基础中点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算为了提高计算精度，地基沉降量乘以一个沉降计算经验系数ys，可以查有关系数表得到地基最终沉降量修正公式①绘制基础中心点下地基中自重应力和附加应力分布曲线②确定基础沉降计算深度一般取附加应力与自重应力的比值为20％处，即σz=0.2σc处的深度作为沉降计算深度的下限③确定地基分层1.不同土层的分界面与地下水位面为天然层面2.每层厚度hi≤0.4b④计算各分层沉降量根据自重应力、附加应力曲线、e-p压缩

8、曲线计算任一分层沉降量对于软土，应该取σz=0.1σc处，若沉降深度范围内存在基岩时，计算至基岩表面为止⑤计算基础最终沉降量d地基沉降计算深度σc线σz线3.单向压缩分层总和法计算步骤4、例题分析【例】某厂房柱下单独方形基础，已知基础底面积尺寸为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