基本內(nèi)容：理解地基變形的原因和計(jì)算目的，記住地基最終沉降量的概念。掌握單向分層總和法和《規(guī)范法》計(jì)算地基最終沉降量的方法。學(xué)習(xí)基本要求地基變形原因：主要由建筑物荷重產(chǎn)生的附加應(yīng)力而引起；地基變形計(jì)算的目的：在于確定建筑物可能出現(xiàn)的最大沉降量和沉降差，為建筑物設(shè)計(jì)或地基處理提供依據(jù)；地基最終沉降量：指在外荷載作用下地基土層被壓縮達(dá)到穩(wěn)定時(shí)基礎(chǔ)底面的沉降量，常簡(jiǎn)稱地基變形量（或沉降量）?！?.1土的壓縮性§4.2地基最終變形量計(jì)算§4.3地基變形與時(shí)間的關(guān)系

地基變形第4章4.1土的壓縮性4.2地基最終沉降量的計(jì)算4.3土建筑物沉降觀測(cè)與地基變形允許值4.1土的壓縮性土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性壓縮量的組成固體顆粒的壓縮土中水的壓縮空氣的排出水的排出占總壓縮量的1/400不到，忽略不計(jì)壓縮量主要組成部分說(shuō)明：土的壓縮被認(rèn)為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果無(wú)粘性土粘性土透水性好，水易于排出壓縮穩(wěn)定很快完成透水性差，水不易排出壓縮穩(wěn)定需要很長(zhǎng)一段時(shí)間土的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程4.1.1側(cè)限壓縮指標(biāo)剛性護(hù)環(huán)加壓活塞透水石環(huán)刀底座透水石土樣注意：土樣在豎直壓力作用下，由于環(huán)刀和剛性護(hù)環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向壓縮，不產(chǎn)生側(cè)向變形壓縮曲線是室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)的成果，它是土的孔隙比e與所受壓力P的關(guān)系曲線。土在壓力增量不變情況下進(jìn)行壓縮時(shí)，壓縮變形的增量是遞減的。壓縮性曲線的形狀與土樣的成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及受力歷史等有關(guān)。壓縮性不同的土，其e-p曲線的形狀不同。曲線愈陡，說(shuō)明壓力增加時(shí)孔隙比減小得多，土易變形，壓縮性愈高。壓縮定律：在壓力范圍不大時(shí)，孔隙比的減小值與壓力的增加值成正比。4.1.2壓縮性指標(biāo)1.壓縮系數(shù)e-p曲線上，當(dāng)壓力變化范圍不大時(shí)，可將壓縮曲線上相應(yīng)一小段M1M2近似地用直線來(lái)代替。則M1M2段的斜率可表示土的壓縮性：壓縮系數(shù)是表征土壓縮性大小的主要指標(biāo)，其值越大，表明在某壓力變化范圍內(nèi)孔隙比減少得越多，壓縮性就越高。

從右圖可以看出：同一種土的壓縮系數(shù)并不是常數(shù)，而是隨所取壓力變化范圍的不同而改變。因此，評(píng)價(jià)不同類型和狀態(tài)土的壓縮性大小時(shí)，必須以同一壓力變化范圍來(lái)比較，這樣才具有可比性。2.壓縮指數(shù)粘性土的Cc值一般在0.1—1.0之間

通過(guò)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)求得不同壓力下的孔隙比e值，將壓縮曲線的橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示，縱坐標(biāo)軸不變。在一定壓力p之后，e-lgp曲線是直線。3.壓縮模量（側(cè)限）

壓縮模量Es指土在側(cè)限壓縮條件下豎向附加壓應(yīng)力與應(yīng)變?cè)隽恐龋瑔挝粸镸Pa。4.2地基最終變形量計(jì)算4.2.1分層總和法地基最終變形量：地基變形穩(wěn)定后基礎(chǔ)底面的沉降量1.基本假設(shè)地基是均質(zhì)、各向同性的半無(wú)限線性變形體，可按彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)

為了彌補(bǔ)假定所引起誤差，取基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，以基底中點(diǎn)的沉降代表基礎(chǔ)的平均沉降2.單一壓縮土層的沉降計(jì)算在一定均勻厚度土層上施加連續(xù)均布荷載，豎向應(yīng)力增加，孔隙比相應(yīng)減小，土層產(chǎn)生壓縮變形，沒有側(cè)向變形。△p∞∞可壓縮土層H1H0s土層豎向應(yīng)力由p1增加到p2，引起孔隙比從e1減小到e2，豎向應(yīng)力增量為△p由于所以3.單向壓縮分層總和法分別計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)下地基中各個(gè)分層土的壓縮變形量△si,基礎(chǔ)的平均沉降量s等于△si的總和ei第i層土的壓縮應(yīng)變4.單向壓縮分層總和法計(jì)算步驟e1i———由第i層的自重應(yīng)力均值從土的壓縮曲線上得到的相應(yīng)孔隙比e2i———由第i層的自重應(yīng)力均值與附加應(yīng)力均值之和從土的壓縮曲線上得到的相應(yīng)孔隙比ei土的壓縮應(yīng)變1.繪制基礎(chǔ)中心點(diǎn)下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線2.確定地基沉降計(jì)算深度3.確定沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)的分層界面4.計(jì)算各分層沉降量5.計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量繪制基礎(chǔ)中心點(diǎn)下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線確定基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度

一般取附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值為20％處，即σz=0.2σc處的深度作為沉降計(jì)算深度的下限確定地基分層1.不同土層的分界面與地下水位面為天然層面2.每層厚度hi≤0.4b計(jì)算各分層沉降量根據(jù)自重應(yīng)力、附加應(yīng)力曲線、e-p壓縮曲線計(jì)算任一分層沉降量

對(duì)于軟土，應(yīng)該取σz=0.1σc處，若沉降深度范圍內(nèi)存在基巖時(shí)，計(jì)算至基巖表面為止計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量d地基沉降計(jì)算深度σc線σz線4.2.2《規(guī)范》法由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007－2002）提出分層總和法的另一種形式沿用分層總和法的假設(shè)，并引入平均附加應(yīng)力系數(shù)和地基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)

均質(zhì)地基土，在側(cè)限條件下，壓縮模量Es不隨深度而變，從基底至深度z的壓縮量為附加應(yīng)力面積深度z范圍內(nèi)的附加應(yīng)力面積附加應(yīng)力通式σz=K

p0代入引入平均附加應(yīng)力系數(shù)因此附加應(yīng)力面積表示為因此利用附加應(yīng)力面積A的等代值計(jì)算地基任意深度范圍內(nèi)的沉降量，因此第i層沉降量為根據(jù)分層總和法基本原理可得成層地基最終沉降量的基本公式zi-1地基沉降計(jì)算深度znzi△zzi-1534612b12345612p0p0第n層第i層ziAiAi-1地基沉降計(jì)算深度zn應(yīng)該滿足的條件zi、zi-1——基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面的距離(m)ai、ai-1——基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)當(dāng)確定沉降計(jì)算深度下有軟弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計(jì)算沉降量也滿足上式，若計(jì)算深度范圍內(nèi)存在基巖，zn可取至基巖表面為止當(dāng)無(wú)相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在1～30m范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度可以按簡(jiǎn)化公式計(jì)算為了提高計(jì)算精度，地基沉降量乘以一個(gè)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ys，可以查有關(guān)系數(shù)表得到地基最終沉降量修正公式4.3建筑物沉降觀測(cè)與地基變形允許值4.3.1建筑物沉降觀測(cè)建筑物沉降觀測(cè)應(yīng)測(cè)定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并計(jì)算基礎(chǔ)傾斜、局部?jī)A斜、相對(duì)彎曲及構(gòu)件傾斜。沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置，應(yīng)以能全面反映建筑物地基變形特征并結(jié)合地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定。點(diǎn)位宜選設(shè)在下列位置：

1.建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10～15m處或每隔2～3根柱基上。

2.高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)。

3.

建筑物裂縫和沉降縫兩側(cè)、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處。

4.

寬度大于等于15m或小于15m而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物，在承重內(nèi)隔墻中部設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點(diǎn)。

5.

鄰近堆置重物處、受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗浜（溝）處。

6.

框架結(jié)構(gòu)建筑物的每個(gè)或部分柱基上或沿縱橫軸線設(shè)點(diǎn)。

7.

片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分之四角處及其中部位置。

8.重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)型式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩側(cè)。

9.電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳建筑物，沿周邊在與基礎(chǔ)軸線相交的對(duì)稱位置上布點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)不少于4個(gè)。4.3.2地基變形允許值房屋的變形特征分為沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜4種。它們的作用分別是：1、沉降量主要用于計(jì)算獨(dú)立柱基礎(chǔ)和地基變形較均勻的排架結(jié)構(gòu)柱基的沉降量，也可預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形量；2、