生物學(xué)分層總法和規(guī)范法第1頁/共36頁

在厚度H的土層上面施加連續(xù)均布荷載p,類似于有側(cè)限的單向壓縮試驗(yàn)的情況。pmnmne1土層HS巖層第2頁/共36頁均一土層的一維壓縮大面積均布荷載單向壓縮試驗(yàn)的壓縮指標(biāo)成層土層的一維壓縮大面積均布荷載單向壓縮試驗(yàn)的壓縮指標(biāo)傳統(tǒng)分層總和法規(guī)范分層總和法（理論法）（規(guī)范法）

分層總和法：

在地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)將地基土劃分為若干分層，計(jì)算各分層的壓縮量，然后求其總和。第3頁/共36頁基本假設(shè)：（2）只計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)的附加應(yīng)力z（1）地基的平均沉降量等于若干薄層壓縮量之和，即：（3）將地基分為若干薄層，視為無側(cè)脹，利用室內(nèi)試驗(yàn)成果公式。（4）基底附加壓力(p0)認(rèn)為是作用于地表的局部柔性荷載，在非均質(zhì)地基中引起的附加應(yīng)力分布可按均質(zhì)地基計(jì)算。第4頁/共36頁對(duì)非均一土層的基本假定：理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論單向壓縮分層總和法是一個(gè)半徑驗(yàn)性方法（a）假設(shè)基底壓力為線性分布（b）附加應(yīng)力用彈性理論計(jì)算第5頁/共36頁壓縮前壓縮后σz=ppHH/2H/2γ,e1（a）e-σ曲線（b）e-lgσ曲線理論計(jì)算公式：czσ第6頁/共36頁ee1e2p1p2p（a）e-σ曲線第7頁/共36頁（b）e-lgσ曲線優(yōu)點(diǎn):可使用推定的原狀土壓縮曲線可以區(qū)分正常固結(jié)土和超固結(jié)土并分別進(jìn)行計(jì)算。正常固結(jié)土：超固結(jié)土(并假定p2>p)：p第8頁/共36頁情況1不考慮地基回彈的情形：沉降量從原基底算起；適用于基礎(chǔ)底面積小，埋深淺，施工快?？紤]地基回彈的情形：沉降量從回彈后的基底算起；基礎(chǔ)底面大，埋深大，施工期長(zhǎng)。情況2d地面基底已知：地基各土層的室內(nèi)壓縮曲線

原狀土壓縮曲線第9頁/共36頁d地面基底計(jì)算步驟---情況1：(a)計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布(b)計(jì)算基底附加壓力p0p0d(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布自重應(yīng)力附加應(yīng)力(d)確定計(jì)算深度zn—壓縮層厚度①一般土層：σz=0.2σcz；②軟粘土層：σz=0.1σcz；③基巖或不可壓縮土層。沉降計(jì)算深度σcz從地面算起；σz從基底算起；σz是由基底附加應(yīng)力p-γd引起的第10頁/共36頁(a)計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底附加壓力p0(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布(d)確定計(jì)算深度znd地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計(jì)算深度(e)地基分層HiHi①不同土層界面；②地下水位線；③每層厚度不超過0.4B或最大4m；④z變化明顯的土層，適當(dāng)取小。第11頁/共36頁d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計(jì)算深度(e)地基分層Hi(g)各層沉降量疊加Si(f)計(jì)算每層沉降量SiziHiee1ie2iczip2izi第12頁/共36頁d地面基底計(jì)算步驟－情況2(a)計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布(b)計(jì)算開挖后地基中自重應(yīng)力分布(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布p0’czizi下同情況1自重應(yīng)力附加應(yīng)力由于基坑的平面尺寸和深度較大時(shí)，回彈量是明顯的，且基底中心部位回彈量大于邊緣，且自重應(yīng)力重分布難以計(jì)算，故此，簡(jiǎn)化為：基底附加應(yīng)力p-αγd引起的為0~1之間的修正系數(shù)第13頁/共36頁ee1ie2iczip2izi（a）e-σ曲線第14頁/共36頁正常固結(jié)土（b）用e-lgσ’曲線計(jì)算第15頁/共36頁pi超固結(jié)土（b）用e-lgσ′曲線計(jì)算第16頁/共36頁欠固結(jié)土（b）用e-lgσ′曲線計(jì)算pcp+△由于欠固結(jié)由于△第17頁/共36頁考慮地基回彈的沉降量計(jì)算正常固結(jié)土，e-lgσ′曲線；基面面積大，埋深大，施工期長(zhǎng)i層地基的沉降量Si=再壓縮沉降量S1i+壓縮沉降量S2i

類似于超固結(jié)土的計(jì)算；式中采用開挖前地基的天然孔隙比e1i，無論是回彈、再壓縮或壓縮，均是相對(duì)于開挖前的擬定基底高程而言。三者的基準(zhǔn)點(diǎn)均是e1i

狀態(tài)時(shí)的Hi。第18頁/共36頁各種假定導(dǎo)致S

的誤差，如：①取中點(diǎn)下附加應(yīng)力值，使S偏大;②側(cè)限壓縮使計(jì)算值偏小；③地基不均勻性導(dǎo)致的誤差等沉降經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)討論基底壓力線性分布假設(shè)彈性附加應(yīng)力計(jì)算單向壓縮的假設(shè)只計(jì)主固結(jié)沉降原狀土現(xiàn)場(chǎng)取樣的擾動(dòng)參數(shù)線性的假設(shè)按中點(diǎn)下附加應(yīng)力計(jì)算第19頁/共36頁建筑沉降觀測(cè)與計(jì)算結(jié)果對(duì)比：堅(jiān)硬地基，計(jì)算值比實(shí)測(cè)值顯著偏大軟弱地基，計(jì)算值比實(shí)測(cè)值顯著偏小對(duì)超固結(jié)土計(jì)算結(jié)果偏大甚多對(duì)高靈敏度土計(jì)算結(jié)果偏小原因：分層總和法的假定條件與實(shí)際不符取樣與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上的影響沒考慮地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用----經(jīng)統(tǒng)計(jì)引入沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s----<規(guī)范》推薦法第20頁/共36頁

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》所推薦的地基最終沉降量計(jì)算方法是另一種形式的分層總和法。它也采用側(cè)限條件的壓縮性指標(biāo)，并運(yùn)用了平均附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算；還規(guī)定了地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)以及提出了地基的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，使得計(jì)算成果接近于實(shí)測(cè)值。規(guī)范法第21頁/共36頁ziz(i-1)⊿Ai附加應(yīng)力p0zi-1zi平均附加應(yīng)力系數(shù)第22頁/共36頁基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0p0fk1.41.31.00.40.2p0

0.75fk1.11.00.70.40.2表沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s(GBJ7-89)0zi0z(i-1)附加應(yīng)力p0s=1.4-0.2,(1)與土質(zhì)軟硬有關(guān),(2)與基底附加應(yīng)力p0/fk的大小有關(guān)fk：地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψs>1

硬粘土（應(yīng)力擴(kuò)散）S偏大,Ψs<1地基總沉降量為第23頁/共36頁幾點(diǎn)說明：1、平均附加應(yīng)力系數(shù)的物理意義：分層總和法中地基附加應(yīng)力按均質(zhì)地基計(jì)算，即地基土的壓縮模量Es不隨深度而變化。第24頁/共36頁4、有相臨荷載作用時(shí)，應(yīng)將相臨荷載引起的附加應(yīng)力疊加到基礎(chǔ)自身引起的附加應(yīng)力中去；3、對(duì)于超固結(jié)土，應(yīng)先求出先期固結(jié)壓力，分兩種情況計(jì)算沉降：（1）當(dāng) 時(shí):（1）當(dāng) 時(shí):

5、對(duì)于基礎(chǔ)面積和埋深均較大的情況應(yīng)分別計(jì)算地基的回彈量（由于開挖卸載）、再壓縮量（由于建造基礎(chǔ)但加載尚未超過開挖的土重）和壓縮量（基礎(chǔ)加載超過開挖的土重）.第25頁/共36頁對(duì)于基礎(chǔ)面積和埋深均較大的情況1）陰影面積表示卸載所引起的負(fù)值應(yīng)力分布，即由γd;d引起的地基負(fù)值附加應(yīng)力，相當(dāng)于p01=cd。2)分析第層中的應(yīng)力：先期固結(jié)壓力pi=czi加載前土體中的應(yīng)力=卸載后自重/czi加載后土體中的應(yīng)力=/czi+ziHiopp0SDB附加應(yīng)力分布曲線自重應(yīng)力分布曲線Dzio/ziszi/sziaa/a//大基坑的沉降計(jì)算第26頁/共36頁（1）再壓縮或回彈階段（/czi

czi）將此時(shí)zi=0，代入計(jì)算的再壓縮量

（2）壓縮階段（czi

/czi+zi）土層壓縮量式中，e0i—開挖前的原位孔隙比（與自重szi對(duì)應(yīng)）

Cei和Cci—分別相當(dāng)于第i土層的回彈再壓縮指數(shù)和壓縮指數(shù)

(3)第i土層的總沉降量（4）地基總沉降量 第27頁/共36頁大基礎(chǔ)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Es(Mpa)3.05.07.510.012.515.020.01.81.20.80.60.450.350.25

基底附加應(yīng)力501001502002503003500.00.30.81.01.11.21.31.30.50.20.50.70.80.80.90.91.00.20.40.50.50.60.60.6本表適用于基礎(chǔ)寬度大于10m、埋深大于5m的箱形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)；SGR0.5b指基底以下0.5b深度范圍內(nèi)砂、卵石層總厚度對(duì)該深度之比，稱為砂卵石比，此范圍內(nèi)其余土層為一般第四系粘性土、粉土層

摘自《巖土工程手冊(cè)》高層建筑沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)第28頁/共36頁6、遇下列情況，還要計(jì)算沉降差、傾斜、局部?jī)A斜等.基礎(chǔ)變形指標(biāo)沉降值沉降差傾斜局部?jī)A斜相對(duì)彎曲計(jì)算方法基礎(chǔ)中心沉降值s兩相鄰獨(dú)立基礎(chǔ)沉降值之差?s=6~10ms?s?s?s?s第29頁/共36頁地基變形驗(yàn)算及其容許變形值地基的變形驗(yàn)算就是預(yù)估各類建筑物的某一變形特征（如沉降、傾斜、彎曲等）不超過相應(yīng)的容許變形值。確定各類建筑物應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算的變形特征，是與建筑物的類型、使用要求等因素有關(guān)。確定地基容許變形值是一個(gè)非常復(fù)雜的課題。地基的變形狀態(tài)一般是通過變形值及其變化速率來反映的。變形值主要指沉降（最大值、最小值、平均值、差異值）傾斜（相對(duì)傾斜、局部?jī)A斜或角畸變、頂端位移）、彎曲等，變形的變化速率則是指這些指標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律。根據(jù)工程實(shí)踐的要求和實(shí)際技術(shù)水平。目前，該課題的研究主要還是集中在確定地基容許變形值的范疇。第30頁/共36頁地基容許變形值的確定一般有兩種方法：一是分析方法，即通過分析材料及結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、使用功能和生產(chǎn)工藝的要求，以及人們的心理狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)，另一種方法是歸納法，既是通過對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的變形和性能進(jìn)行觀測(cè)調(diào)查，然后進(jìn)行綜合歸納來實(shí)現(xiàn)。確定地基容許變形值的方法，雖然在近二十年來發(fā)展很快，已經(jīng)從經(jīng)驗(yàn)性的古典材料力學(xué)方法發(fā)展到了考慮地基與結(jié)構(gòu)相互作用的各種近代數(shù)值分析方法。但是由于問題本身的復(fù)雜性，目前仍處在研究探索階段，尚未形成一套可供實(shí)際應(yīng)用的方法。第31頁/共36頁沉降量：獨(dú)立基礎(chǔ)或剛性特大的基礎(chǔ)中心的沉降量；沉降差：相鄰兩個(gè)柱基的沉降之差；傾斜：獨(dú)立基礎(chǔ)在傾斜方向基礎(chǔ)的兩端點(diǎn)的沉降差與距離的比值；局部?jī)A斜：磚石承重結(jié)構(gòu)沿著縱墻6~10m內(nèi)基礎(chǔ)的沉降差與距離的比值；平均沉降：由三個(gè)以上獨(dú)立基礎(chǔ)（或條形基礎(chǔ)的幾個(gè)地方）的沉降量按基底面積加權(quán)所得的沉降；相對(duì)彎曲：磚石承重結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)板的彎曲部分的矢高與其長(zhǎng)度的比值第32頁/共36頁7、依據(jù)建筑物的安全等級(jí)檢算《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中根據(jù)地基基礎(chǔ)破壞造成建筑物的破壞后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、造成社會(huì)影響及修復(fù)的可能性）的嚴(yán)重程度，分級(jí)如下：等級(jí)破壞后果建筑類型一級(jí)很嚴(yán)重重要的工業(yè)與民用建筑物；20層以上的高層；體型復(fù)雜的14層以上高層；對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物；單樁承受的荷載在4000KN以上的建筑物變形、強(qiáng)度檢算二級(jí)嚴(yán)重一般的工業(yè)與民用建筑物強(qiáng)度檢算，某一些需要變形檢算三級(jí)不嚴(yán)重次要的建筑物不必進(jìn)行檢算第33頁/共36頁1)選擇沉降計(jì)算剖面，在每一個(gè)剖面上選擇若干計(jì)算點(diǎn)；求出基底附加壓力的大小和分布；選擇沉降計(jì)算點(diǎn)的位置（通常為基礎(chǔ)的中心點(diǎn)）。2)地基分層。天然土層的交界面和地下水位面必為分層面，在同一類土層中分層厚度不宜過大。一般取