建筑地基沉降控制与工程实例ppt课件

1、建筑地基沉降控制与工程实例邱明兵2021年4月;Ss812kN可见地基承载力满足建筑物荷载需求。2建筑物沉降计算按?建筑地基根底设计规范?第5.3.5条计算 最终沉降值 s= ss =0.22x542=120mm812kN可见地基承载力满足建筑物荷载需求。2建筑物沉降计算按?建筑地基根底设计规范?第5.3.5条计算 最终沉降值 s= ss =0.2x421=84mm812kN可见地基承载力满足建筑物荷载需求。2建筑物沉降计算按?建筑地基根底设计规范?第5.3.5条计算 最终沉降值 s= ss =0.2x397=79.4mm200mm。可见预估总沉降满足建筑物需求。3中心筒沉降计算，最终沉降值

2、s= ss =0.2x397=79.4mm200mm。4中心筒地基承载力验算，fa =300+2.0 x18x3+3.0 x18x14.5=1191kN荷载，但是灰岩侧面分布着中风化泥岩，其承载力特征值仅仅为1000kPa，这对灰岩承载力有无影响呢？2边框架下地基承载力计算边框架下荷载效应规范值约为900kPa柱荷载经过筏型根底分布在一个跨度9mx5m平面上，而中风化泥岩承载力特征值为1000kPa，外表上看承载力荷载，可以采用天然地基。但是中风化泥岩的沉降会否大于中风化灰岩？这部分差别沉降有多大呢？上部框支构造能否接受产生的差别沉降呢？假设预估天然地基差别沉降过大而选用桩根底，那桩端持力层选

3、灰岩还是泥岩？假设桩端持力层取泥岩长，那桩长取多少？以上4个工程，从“按承载力设计的思绪开场，总不能最终处置问题，其落脚点还是要处置建筑物的总沉降和差别沉降，即是按“按变形控制的思绪。;工程4分析：1中心筒地基承载力验算中心筒下荷载效应规范值为2000kPa，而中风化灰岩承载力特征值为4500kPa，外表上看承载力荷载，但是灰岩侧面分布着中风化泥岩，其承载力特征值仅仅为1000kPa，这对灰岩承载力有无影响呢？2边框架下地基承载力计算边框架下荷载效应规范值约为900kPa柱荷载经过筏型根底分布在一个跨度9mx5m平面上，而中风化泥岩承载力特征值为1000kPa，外表上看承载力荷载，可以采用天然

4、地基。但是中风化泥岩的沉降会否大于中风化灰岩？这部分差别沉降有多大呢？上部框支构造能否接受产生的差别沉降呢？假设预估天然地基差别沉降过大而选用桩根底，那桩端持力层选灰岩还是泥岩？假设桩端持力层取泥岩长，那桩长取多少？以上4个工程，从“按承载力设计的思绪开场，总不能最终处置问题，其落脚点还是要处置建筑物的总沉降和差别沉降，即是按“按变形控制的思绪。;1.2地基承载力涵义讨论1.2.1地基承载力与上部构造的顺应才干有关研讨建筑工程岩土力学性能的目的是为了防止上部构造破坏或坍塌。一方面岩土性能有本身的独立性；另一方面，建筑物对于岩土不只仅提供荷载、刚度，还提供“需求。假设没有这些需求，岩膂力学的研讨

5、就没有意义；建筑物特征不同，其“需求也不同，对岩土性能要求也不同，因此岩体的相关目的的“限值，不能脱离建筑物特征而独立存在。荷载、建筑物自重与刚度上部结构的应力和变形作用于地基上的荷载地表变形岩土应力岩土破坏超出允许值上部结构破坏或坍塌超出允许值;土的工程性能有力学性能、水理性能、化学性能等。工程力学性能用地基承载力特征值表示。地基承载力确定方法：根据力学目的用实际公式计算；根据建筑阅历给出一个概略的数值；用野外载荷实验确定。我国主要用野外载荷实验确定承载力特征值，压板面积为0.25m2或0.5m2，压板下23倍宽度范围内土层是匀质的。地基的允许承载力是指在建筑物独立根底荷载作用下，地基的强度

6、整体稳定性对应的强度和变形对于粘性土、淤泥质土等以变形控制都能满足要求的承载才干。即是说：在保证建筑物地基的整体稳定性的同时，又不至于产生过大的沉降。换言之，这是一个双控的目的。;1.2.2岩石地基承载力与根底埋深岩石地基承载力与根底埋深1、岩石地基承载力、岩石地基承载力岩土工程关注的是岩石的强度。岩石的巩固程度根据岩块的饱和单轴抗压岩土工程关注的是岩石的强度。岩石的巩固程度根据岩块的饱和单轴抗压强度强度frk分为巩固岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。岩体完好程度可分分为巩固岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。岩体完好程度可分为完好、较完好、较破碎、破碎和极破碎。为完好、较完好、较破碎、破碎和极

7、破碎。确定岩石承载力应确定岩石破坏方式，这与岩体节理、微裂隙、填确定岩石承载力应确定岩石破坏方式，这与岩体节理、微裂隙、填充物、构造面倾斜方向等等亲密相关，并不能一概确定某种极限破坏方式，充物、构造面倾斜方向等等亲密相关，并不能一概确定某种极限破坏方式，这导致要一致确定岩石极限承载力称为不能完成的义务。这导致要一致确定岩石极限承载力称为不能完成的义务。为了方便工程师运用，为了方便工程师运用，89版版?建筑地基根底设计规范建筑地基根底设计规范?根据全国各地岩基平根据全国各地岩基平板载荷实验和岩样实验的资料统计回归，建议取板载荷实验和岩样实验的资料统计回归，建议取;胡岱文、黄求顺在“岩石地基的承载

8、力一文中重庆建筑大学学报，1995年12月，第17卷第4期，假定岩体为等效延续介质，极限承载力计算方式如图1.2-4，Pb45 -/ 2该折减系数纳入了2002版?建筑地基根底设计规范?。;根据格里菲斯A. A. Griffith的实际解，在完好的岩质地基上，地基的极限承载力为单轴受压强度的3倍。根据混凝土局压模型，地基的极限承载力为单轴受压强度的4倍。实践上，破碎、极破碎岩体可用等效延续介质模型，失稳时破坏面呈曲线；而完好及较完好岩体呈现非延续介质特征，其破坏面为线性构造面，如图1.2-5，这是岩体与土体根本不同之处。破坏可能发生在两边每个土单元受力超出了强度岩石地基由非连续面切割而成的块体

9、a等效延续介质等效延续介质 b非延续介质非延续介质 对于岩石的承载力，从规范的角度为了运用简便，有意忽略了一些要素的影响，同时为保证全国各地工程师运用后的平安性，折减系数取值偏低。现实上对于各地域岩石承载力，详细到某个工程，应进展野外地质调查，结合岩层的产状和构造等要素综合思索。这样获得的岩石承载力参数方才合理，设计的地基根底方案才较为平安、经济。 岩石力学还在不时开展过程中，当前某些学者更倾向于用研讨混凝土资料力学性能的方法来研讨岩石力学性能。 ;2、岩石地基上根底埋深山区地域基岩较浅且强度高，适宜建立高层建筑，但根底埋深受施工难度限制，不便加深，难以满足1/15的要求，这时能否降低埋深呢？

10、首先明确，高层建筑设置埋深主要是为了防止在程度荷载下整体倾覆关于程度荷载下建筑物的整体倾覆的计算详见本书1.3.2，其次才是承载力和变形要求。显然场地土越差，建筑物越易失稳；程度荷载风荷载和地震作用越大，建筑物越易失稳。因此根底埋置深度应与场地土性质和抗震设防烈度等目的有关。?建筑地基根底设计规范?GB50007-201x第5.1.4条指出：在抗震设防区，天然土质地基上的箱形和筏形根底其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏根底的埋置深度不计桩长不宜小于建筑物高度的1/18。岩石地基的埋置深度仅需满足抗滑要求。?建筑地基根底设计规范?GB50007-201x第5.1.3条指出：位于岩

11、石地基上的高层建筑，其根底埋深应满足抗滑要求。;需求阐明的是，软土地基抗倾覆才干弱，宜适当加深埋置深度。高层建筑无地下室，通常根底搁置在基岩上，如图1.2-6，地震作用下，基底遭到的程度力为P，根据阅历构造剪重比=320%；基底产生的静摩擦力为P，岩石与混凝土之间的摩擦系数=4075%；即使思索整体滑移的稳定系数为23，抗滑移也能满足要求，故在抗震设防区风荷载不起控制的地域，基岩上的建筑物均不存在滑移失稳问题。P= P摩擦力=4075%剪重比系数=320%= P水平力;1. 2.3淤泥及淤泥质土地基承载力淤泥及淤泥质土地基承载力淤泥及淤泥质土是指在静水或非常缓慢的流水环境中堆积，并经生淤泥及淤

12、泥质土是指在静水或非常缓慢的流水环境中堆积，并经生物化学作用构成的软黏性土。其堆积环境在沿海地域为滨海相、泄湖相、物化学作用构成的软黏性土。其堆积环境在沿海地域为滨海相、泄湖相、溺谷相和三角洲相，在内陆平原和山区那么以湖、塘相为代表。溺谷相和三角洲相，在内陆平原和山区那么以湖、塘相为代表。上世纪上世纪70年代统计的全国各地的淤泥和淤泥质土的饱和度平均值如表年代统计的全国各地的淤泥和淤泥质土的饱和度平均值如表1.2-1。淤泥及淤泥质土饱和度普通大于90%，天然含水量与天然孔隙比大致呈直线关系。W=36.668e-0.982，相关系数=0.9755。其特征为：1天然含水量大于液限。2天然孔隙比大于

13、1.5称为淤泥；天然孔隙比大于1.0且小于1.5的称为淤泥质土。;根据阅历，按照含水量得到的淤泥及淤泥质土承载力设计地基根底，单个条基的沉降那么可到达95mm。对于整体建筑物，应思索条基压力的相互影响，其可取的承载力仅为原取值的1/3。假设按照阅历值设计根底宽度，那么其实践沉降量将远大于100mm，普通均到达2030cm，已为近数十年软土场地建筑物沉降观测所证明。;1.2.4福建某住宅工程福建某住宅工程高有潮在高有潮在“软基上住宅建筑的不均匀沉降一文岩土工程学报，软基上住宅建筑的不均匀沉降一文岩土工程学报，1991年年7月，第月，第13卷第卷第4期中报道了福州火电厂软基上住宅工程的沉降观期中报

14、道了福州火电厂软基上住宅工程的沉降观测资料，该场地表层为测资料，该场地表层为0.61.2m的可塑粘土层的可塑粘土层, 含水量为含水量为30.4%。其下为。其下为914m厚的淤泥层厚的淤泥层, 含水量为含水量为67.9%80.7%。淤泥层以下为可塑至硬塑的轻亚。淤泥层以下为可塑至硬塑的轻亚粘土层，详细如表粘土层，详细如表1.2-4。建筑平面如图。建筑平面如图1.2-7。建筑总沉降与倾斜见表。建筑总沉降与倾斜见表1.2-5。建筑平面;表1.2-4表1.2-5;1.2.5湛江某仓库湛江某单层排架仓库，建于上世纪80年代，横向跨度21m，纵向跨度6m，柱高9m。该场地表层为1518m的淤泥质粘土层，含

15、水量为60%75%，原地勘提供的承载力特征值为60kPa，其下为中风化基岩。采用预应力管桩根底，两桩承台。运用中，堆载控制在60kPa以内，如图1.2-8a。运用约5年后，地面即下沉约1m。由于管桩持力层置于中风化基岩上，柱未见沉降。可见桩根底有效保证了构造物的平安。随后将地面填平，继续运用。再过约5年，地面仍见约1m沉降，如此往复，继续20余年仍未见稳定，如图1.2-8b。1518m淤泥质黏土中风化基岩堆载1518m淤泥质黏土中风化基岩;1.3地基土承载力与强度目的的关系;运用公式时应留意的问题：运用公式时应留意的问题：1公式来源于条形根底，但用于公式来源于条形根底，但用于矩形根底时是偏于平

16、安的。由于实矩形根底时是偏于平安的。由于实际公式是按均布荷载推导，因此荷际公式是按均布荷载推导，因此荷载偏心不宜过大，普通规定偏心距载偏心不宜过大，普通规定偏心距e6m时取b=6m计算。5根底宽度b较小时，公式计算值较阅历值偏小，对于砂土尤其偏小过大，因此规定对于砂土bZmax(a)(b)(c)(d)a当地下水位处于所要确定的基底最大影响深度Zmax以下时，那么不思索地下水的影响。 b 当地下水位介于基底与Zmax之间时，那么在Zmax以上取有效重度。c 当地下水位介于基底时，分取有效重度和天然重度。d 当地下水位介于基底以上时，分取有效重度。;1.4.2水稳定性土的水稳定性在土质学中包含的范

17、围很广。1稍密的很湿到形状的饱和粉砂、细砂，地下水与土粒之间的相互作用，使得土粒间粘结力减弱，从而降低其强度。故其水稳性很差，当其处于地下水位以下时承载力很低，利用其作为天然地基容易发生问题，不能逃避时，作为直接持力层应注重。涿州某工程，CFG桩施工完成后，露天搁置；附近水管爆裂粉砂被水浸泡，承载力急速降低。2填土因水作用其强度和变形模量发生显著变化。经过浸水与不浸水实验对比阐明，浸水使填土的力学目的下降，特别在含水量和密实度较低时，其下降幅度更为明显。当密实度逐渐增高，含水量虽然不同，其变形模量的降低值也逐渐减小，最后趋近于零，即变形模量不因浸水而下降。这阐明填土的水稳性与浸透性有关。随着填

18、土密实度添加，其透水性明显减小，从而提高填土的水稳性。这一结论对稍密的粉砂同样适用。;3泥岩。泥岩中的矿物颗粒在水的作用下，颗粒间的连结将逐渐破坏，使水分进入层状颗粒之间，从而在岩石内部产生不均匀内应力以及大量的微孔隙。这些微孔隙的呈现及其吸附效应的影响，进一步破坏了岩石的内部构造体系，使泥岩在宏观上产生软化崩解的景象。4粘土质胶结粉砂岩崩解软化：该类岩石处于水饱和形状时的孔隙体积和孔隙外表积均将大幅添加，能够大孔径孔隙的添加和岩石致密程度的下降是粘土质胶结粉砂岩遇水崩解软化的主要缘由。5砂岩。风化后的砂岩遇水崩解，颗粒间的连结被破坏而生成砂土，随着含水量添加及崩解的开展，能够生成粉土；假设自

19、然条件继续坚持高含水量，那么能够生成黏性土。对于35遇水宜软化的基岩，施工期间应防止水体与基岩接触。当基岩遭遇自然补给的水体，在表层构成薄层黏性土，阻止水体继续与基岩作用，维护基岩的力学性能，使其依然能发扬天然湿度下的性能。;在适宜的压力、温度和水文等条件下，即使是淤泥也可以转化为岩石；反之，岩石也可以转化为淤泥。工程设计面对的岩土在数百年时间里，显然难以阅历宏大的压力和温度变化，但是阅历猛烈的水文变化是能够的，所以水对岩土性质的影响不可无视。关于“淤泥可以转化为岩石是一种极端的岩土变性景象，阐明土体在受压情况下能够变硬，称之为“土体压硬性，工程中也可运用这一特性。?建筑地基根底设计规范?第5

20、.2.8条指出：对于沉降曾经稳定的建筑或经过预压的地基，可适当提高地基承载力。;1.5各类地基的承载力比较各类地基的承载力比较在竖向荷载作用下，建筑地基可选用：天然地基、刚性桩复合在竖向荷载作用下，建筑地基可选用：天然地基、刚性桩复合地基、复合桩基、桩基承载力。天然地基指荷载完全由浅层土体承当，地基、复合桩基、桩基承载力。天然地基指荷载完全由浅层土体承当，如图如图1.5-1a。复合地基与复合桩基，在竖向荷载作用下其本质是浅。复合地基与复合桩基，在竖向荷载作用下其本质是浅层土和深度土体，经过竖向加强构件素混凝土刚性桩或者加钢筋笼层土和深度土体，经过竖向加强构件素混凝土刚性桩或者加钢筋笼的混凝土桩

21、的协调，一同发扬作用，如图的混凝土桩的协调，一同发扬作用，如图1.5-1b、c。 桩基桩基指竖向荷载完全由基桩承当，经过桩侧摩阻力和桩端阻力传送到深层指竖向荷载完全由基桩承当，经过桩侧摩阻力和桩端阻力传送到深层土体，如图土体，如图1.5-1d。(a)(b)(c)(d);表1.5-1给出各类地基承载力计算的系数范围。比较这些计算式可以发现，浅层地基土的发扬率是其中的要点。刚性桩复合地基降低浅层土承载力发扬率，用CFG桩弥补承载力缺乏，这就阐明，运用少量CFG桩不能提高地基承载力，能够会“降低地基的“计算承载力。对于粉砂、细砂不包含很湿和饱和时的稍密形状，b=2.0，d=3.0；中砂、粗砂、砾石和

22、碎石土,b=3.0，d=4.4，采用CFG处置后按现有规范计算,b=0，d=1.0，“计算承载力将严重偏低，为到达同等的承载力需求布置较多素混凝土桩。;复合地基与复合桩基，是浅层土和深度土体一同发扬作用。当浅层土体本身稳定性较差，那么不能参与协同作用，因此也不能“复合。这样的土体有：新近填土未压实、欠固结土、液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、淤泥及淤泥质土等。工程中应防止在这类场地运用刚性桩复合地基。据笔者统计，已有多个淤泥及淤泥质土中的刚性桩复合地基工程，在施工中由于对土体扰动后，使淤泥土产生流动，从而推毁桩体，使得工程桩全部报废。在液化土中采用刚性桩复合地基，当前也存在不少。地震中液化土失效

23、，竖向荷载将全部由CFG桩承当；此外液化土与非液化土界面处有程度位移突增景象，使得素混凝土桩接受极大强迫变形，从而宜导致破坏。现有振动台实验阐明即使非液化土中的CFG桩在大震下也不能保证处于弹性形状，那么在液化土中破坏那么难以防止。;在湿陷性土中采用刚性桩复合地基，也屡见不鲜。传统的湿陷性地基土常采用浅层换填三七灰土保管深层湿陷性土，并采取适当的有组织排水措施，可保证建筑物下地基土的水稳性。随着建筑物荷载添加，需求提高地基承载力。在诸多提高地基土承载力措施中，CFG桩并不能较好的到达这个目的。CFG上覆砂石褥垫层，是良好透水层，使湿陷性土极易遭遇降水而湿陷。湿陷后的土体不只不能提供土反力，更不

24、利的是反而要对桩体产生负摩阻力，使得桩体接受更大的荷载，其结果1桩体压碎；2建筑物沉降加大，部分湿陷严重那么差别沉降较大。;在欠固结土中采用强夯置换复合地基，也常被引荐。需求强调的是，强夯应首先处置土体的欠固结性质，然后才干经过置换提高其承载力；假设仅仅在夯坑位置强夯，并未对整个场地范围内的欠固结土进展加固，置换后的桩间土体依然欠固结，那么“复合地基的承载力是不可靠的，图1.5-2为某工程强夯漏夯引发的墙体倾斜和部分开裂。;1.6地基土承载力与地基沉降变形的一致性地基土承载力与地基沉降变形的一致性土力学中实际上对建筑物地基设计的有两个根本要求：土力学中实际上对建筑物地基设计的有两个根本要求：1

25、：整体稳定要求：荷载：整体稳定要求：荷载p0小于地基承载力小于地基承载力fa，而地基承载，而地基承载力力fa与土的强度与土的强度c、有关有关 ；平整场地上的整体稳定即为地基承载力；平整场地上的整体稳定即为地基承载力问题；而边坡、挡墙和基坑的整体稳定那么为抗滑移问题。二者在机理问题；而边坡、挡墙和基坑的整体稳定那么为抗滑移问题。二者在机理上一致。上一致。2沉降变形要求：沉降变形沉降变形要求：沉降变形s小于小于“保证建筑物平安运用的保证建筑物平安运用的允许值允许值 s， 与土的紧缩性有关与土的紧缩性有关 ，当前多用用分层总和法计算沉降。，当前多用用分层总和法计算沉降。在早期在早期19702000年

26、工程实际中，思索到沉降计算较为复杂，年工程实际中，思索到沉降计算较为复杂，假设一切工程都进展沉降计算，那么能够给工程师带来较多任务量，因假设一切工程都进展沉降计算，那么能够给工程师带来较多任务量，因此在一定程度上赋予地基承载力特征值此在一定程度上赋予地基承载力特征值fak双重含义，一方面地基土不至双重含义，一方面地基土不至于失稳破坏，再者建筑物沉降不至于过大。经过多年实际阐明，这个做于失稳破坏，再者建筑物沉降不至于过大。经过多年实际阐明，这个做法根本适宜。但是在法根本适宜。但是在“构造性软土淤泥及淤泥质土场地，沉降过大。构造性软土淤泥及淤泥质土场地，沉降过大。;多年地基根底设计及沉降观测实际阐

27、明，按承载力计算主导地基根底设计能够导致某些性质较好的地基土过于保守，而对性质较差的地基土那么偏于不平安；此外按地基土承载力进展设计根底的方法，不能处置差别沉降的有关问题，比如在同一建筑物下根底置于性质不同的地基土上，那么按承载力计算其根底尺寸不同，外表上看来承载力低的土其根底面积添加，能够沉降会稍小，实践上其沉降依然能够偏大。当前对于工程师而言沉降计算过程并不复杂，因此笔者建议工程设计中应以总沉降计算和差别沉降分析为主，这样能更好的发扬某些好土质的潜力，同时经过沉降计算也能发如今软土中沉降过大从而防止将根底搁置于软土或填土上；经过实际、然后再总结的过程，对于建筑物的差别沉降工程师也能积累阅历

28、，以便做出更好的地基根底设计。为到达这个目的，需求进展更多的建筑沉降观测以积累资料，便于进一步统计分析。因此地基根底设计可按以下次序进展：1建筑物应符合地基变形规定要求，脆弱地基可了解为淤泥及淤泥质土和普通黏性土中应重点验算。2建筑物宜符合地基承载力要求。3经常受程度荷载作用的高层建筑、挺拔构造和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物、基坑工程等应验算其稳定性。;1.8某工程实例 总结1对于有深沉流塑状淤泥及淤泥质土的场地，按传统方法取的地基土承载力特征值fak与荷载平衡来计算根底尺寸，附加压力往往过大，导致沉降过大且不易稳定，有资料阐明某些场地在20年间处在不时沉降过程中，因此

29、这类场地不宜用地基土承载力目的计算根底尺寸。2深沉淤泥土中建筑物的沉降规律较为复杂，除了与淤泥土本身性质相关外，还和加载速度相关。现有沉降观测资料阐明，流塑状淤泥及淤泥质土的实测沉降往往极大。这阐明，按紧缩模量Es计算的沉降不能反响其塑变性质，而这能够正是流塑状淤泥及淤泥质土产生变形的主要方面。因此，这类场地应按沉降控制设计地基根底。当采用天然地基时应计入较大的阅历系数，如可取22.5。3假设采用复合地基或桩根底方案，应将竖向加强体穿透流塑状淤泥及淤泥质土，以减小建筑物沉降。桩根底可按减沉复合疏桩根底设计，在保证平安前提下可获得较好的经济目的。4流塑状淤泥及淤泥质土，通常天然含水量WS均大于液

30、限含水量WL，液性指数IL大于0.75，在地震中宜震陷，因此不应将淤泥及淤泥质土作为天然地基持力层，故地基抗震承载力调整系数a对淤泥及淤泥质土也无意义。;1.8某工程实例 总结1对于有深沉流塑状淤泥及淤泥质土的场地，按传统方法取的地基土承载力特征值fak与荷载平衡来计算根底尺寸，附加压力往往过大，导致沉降过大且不易稳定，有资料阐明某些场地在20年间处在不时沉降过程中，因此这类场地不宜用地基土承载力目的计算根底尺寸。2深沉淤泥土中建筑物的沉降规律较为复杂，除了与淤泥土本身性质相关外，还和加载速度相关。现有沉降观测资料阐明，流塑状淤泥及淤泥质土的实测沉降往往极大。这阐明，按紧缩模量Es计算的沉降不

31、能反响其塑变性质，而这能够正是流塑状淤泥及淤泥质土产生变形的主要方面。因此，这类场地应按沉降控制设计地基根底。当采用天然地基时应计入较大的阅历系数，如可取22.5。3假设采用复合地基或桩根底方案，应将竖向加强体穿透流塑状淤泥及淤泥质土，以减小建筑物沉降。桩根底可按减沉复合疏桩根底设计，在保证平安前提下可获得较好的经济目的。4流塑状淤泥及淤泥质土，通常天然含水量WS均大于液限含水量WL，液性指数IL大于0.75，在地震中宜震陷，因此不应将淤泥及淤泥质土作为天然地基持力层，故地基抗震承载力调整系数a对淤泥及淤泥质土也无意义。;第第2章章 建筑物地基变形控制建筑物地基变形控制地基和根底设计，从根本上

32、来说应该是关于地基的变形设计，地基和根底设计，从根本上来说应该是关于地基的变形设计，或者说是变形控制。当然，工程师普遍关注的或者说是变形控制。当然，工程师普遍关注的“地基承载力验算，应地基承载力验算，应作为前提性的条件。作为前提性的条件。从整体倾覆的建构筑物事故看，地基强度失效集中在淤泥从整体倾覆的建构筑物事故看，地基强度失效集中在淤泥及淤泥质土场地中，且荷载远远超越地基临界荷载及淤泥质土场地中，且荷载远远超越地基临界荷载p1/4，当前按地基土，当前按地基土临界荷载临界荷载p1/4计算出根底尺寸后，已防止了地基土强度失效的能够，因计算出根底尺寸后，已防止了地基土强度失效的能够，因此工程师关注的

33、重心应是建筑物沉降变形。此工程师关注的重心应是建筑物沉降变形。再者，上部构造对地基的中心要求是再者，上部构造对地基的中心要求是“满足上部构造平安和正满足上部构造平安和正常运用的变形，变形限值大致上分为两类：一是平均绝对沉降，常运用的变形，变形限值大致上分为两类：一是平均绝对沉降，按目前对地基最终总沉降的控制程度，按目前对地基最终总沉降的控制程度，smax=200mm，在这个前提下，在这个前提下，地基整体失效概率极低；二是沉降差，对于不同建筑物，沉降差表达为地基整体失效概率极低；二是沉降差，对于不同建筑物，沉降差表达为部分倾斜、相邻柱基沉降差、整体倾斜，在部分倾斜、相邻柱基沉降差部分倾斜、相邻柱

34、基沉降差、整体倾斜，在部分倾斜、相邻柱基沉降差的变形限定值条件下，在统计意义上，上部构造产生可接受的较小次内的变形限定值条件下，在统计意义上，上部构造产生可接受的较小次内力，不至于产生部分破坏，而整体倾斜并不产生构造次内力。力，不至于产生部分破坏，而整体倾斜并不产生构造次内力。控制了地基变形，一方面能保证地基不致整体失稳，另一方面控制了地基变形，一方面能保证地基不致整体失稳，另一方面也能保证建筑物正常运用。不论是天然地基、复合地基还是复合桩基、也能保证建筑物正常运用。不论是天然地基、复合地基还是复合桩基、常规桩基，只需能较为合理的控制不是常规桩基，只需能较为合理的控制不是“计算地基变形，那么计

35、算地基变形，那么“按地基变形设计较按地基变形设计较“按地基承载力设计更为合理。按地基承载力设计更为合理。;2.1地基沉降？还是根底沉降？地基沉降？还是根底沉降？根底搁置与地基上，二者变形必然协调。但分别从岩土工程和根底搁置与地基上，二者变形必然协调。但分别从岩土工程和构造工程角度来看，却又有些不同。构造工程角度来看，却又有些不同。ssddsOO1OO1O1O2ssd0b深埋根底a浅埋根底;2.2允许变形值目的的含义允许变形值目的的含义规范给出建构筑物在各类土上的【地基允许变形值】，实践为规范给出建构筑物在各类土上的【地基允许变形值】，实践为【建筑允许变形值】而非极限值，例如【建筑允许变形值】而

36、非极限值，例如20m的挺拔构造，其倾斜超越允的挺拔构造，其倾斜超越允许倾斜许倾斜0.008时，并不代表着会整体倾覆，实践上某些构筑物倾斜达时，并不代表着会整体倾覆，实践上某些构筑物倾斜达0.03仍未倾覆，但给运用构成了困难，直观上觉得危险。仍未倾覆，但给运用构成了困难，直观上觉得危险。在进展地基变形计算时，应使变形计算值不超越地基允许变形在进展地基变形计算时，应使变形计算值不超越地基允许变形值，以确保建筑物的正常运用及设备的正常运转。如变形计算值超越地值，以确保建筑物的正常运用及设备的正常运转。如变形计算值超越地基允许变形值时，普通应采取有效措施，如：当相邻荷载影响较大时应基允许变形值时，普通

37、应采取有效措施，如：当相邻荷载影响较大时应拉开相邻建筑物的间隔拉开相邻建筑物的间隔 ；加强建筑物刚度；进展地基处置；采用桩根底；加强建筑物刚度；进展地基处置；采用桩根底等。等。由于不同建筑物的运用功能不同，其整体抗弯刚度也有较大区由于不同建筑物的运用功能不同，其整体抗弯刚度也有较大区别，因此对变形目的的需求也不同。别，因此对变形目的的需求也不同。;如工业建筑中的单层排架厂房，为保证吊车能正常运用，对相邻柱之间的沉降差要求很高，因此以此为控制目的。烟囱、水塔等挺拔构筑物，本身抗弯刚度极大，应根据地质条件和荷载特征，以平均绝对沉降值和倾斜度目的控制，普通情况下以平均绝对沉降值控制。油罐、粮仓等构筑

38、物，因直径多达3080m，根底底板抗弯刚度较差，较为符合柔性根底板特征，按角点法计算中心沉降和边角沉降，可得到中点和角点较大的沉降差，在软土场地，沉降差可达3040cm，因此软土场地的这类构筑物应以控制沉降差别为主。由于这类构造的沉降差不会对构造产生次内力，因此允许沉降差可适当加大至0.005l，但应使得根底筏板不至于开裂渗漏。;如民用建筑中的砌体构造，荷载不大但本身整体抗弯刚度较大，普通不宜破坏，因此多数情况控制平均沉降即可；仅在地质条件有突变的情况下，为防止部分损坏，对部分沉降差要严厉控制。对于钢筋混凝土构造的高层建筑，本身刚度极大，普通仅控制平均沉降量，仅在场地土不均匀或者风荷载极大时，

39、才需求控制整体倾斜。框架构造常为多层，荷载不大但整体抗弯刚度较小，相邻柱沉降差过大时能够在超静定构造中产生较大次内力，因此控制相邻柱倾斜率是重点。不过实测阐明除非至于脆弱土中的框架构造，否那么差别沉降均小于0.002l。近些年广泛运用的框架剪力墙构造、框架中心筒构造，其重点是控制相邻柱墙之间的差别沉降，以减小构造次内力。由于这类构造经常高达100m，相邻墙沉降差往往过大而导致根底底板开裂渗水，此时无法提高构造整体抗弯才干，根底底板抗弯才干亦有限，而桩根底在控制沉降差方面那么具有天然优势，因此此类构造常采用桩根底。;1民用高层建筑允许平均沉降值建筑物损坏的主要缘由是由于建筑物的沉降差构成，而平均

40、沉降不能确切反映这种特征。如建筑物在软硬地基交界处或荷载相差悬殊时，其沉降差往往最大，虽然此时整个建筑物的平均沉降不是很大，建筑物很能够在该处损坏。相反有的建筑物平均沉降很大但沉降均匀，建筑物仍为损坏并正常任务。另外，同一建筑物在不用地基上的沉降值又有很大差别，这是由于巩固土和脆弱土的特性不同决议的。采用允许平均沉降值，是思索到设备管线需求穿过建筑外墙进入室内，假设建筑物沉降过大，管线能够损坏。各类管线都是生活中不可或缺的，因此应得到确实的保证。此外软土地域建筑物沉降过大，能够构成散水倒倾，室内外高差偏小时，雨水能够入室，不便于运用。因此对于民用高层建筑提出平均沉降量限值为200mm。 ;2允

41、许绝对沉降值对多层砖石构造或多层框架构造，用绝对沉降值亦不能够作为合理的控制目的。但是对于建造在比较均匀地基上的单排排架构造，由于吊车荷载占总荷载比例大，设计时也难以估计相邻两柱之吊车荷载的差别，这样也难以预估相邻柱基的沉降差。此时，用允许绝对沉降值作为控制目的，经过实测统计来获得与沉降差的相关关系，从而在统计阅历上到达控制沉降差的目的。显然，在不同地基土上其目的会不同。假设要严厉控制沉降差，那么那么可经过严厉控制单柱独立的绝对沉降来实现。因此对于柱距为6m的单层排架构造柱基的沉降量，在中、低紧缩性土中，宜控制在120mm以内；在高紧缩性土中，宜控制在200mm以内。实践上当前设计在高紧缩性土

42、中的地基，常采用桩根底。 ;3单层排架构造的允许沉降差单层排架构造沉降差主要取决于能否影响吊车的运用。吊车运用期间能够产生较大差别沉降，某些设计时思索了吊车轨道调整，某些设计那么思索吊车轨道不调整，两种情况对排架柱差别沉降的要求极为不同，规范思索最不利工况即不调整轨道，提出桥式吊车轨面的倾斜率限值在纵向为0.004，横向为0.003。4砌体构造允许部分倾斜度这是部分性损坏类型。例如，由于地基不均匀，部分荷载过大；或体型复杂或部分堆载等要素而引起的构造性损坏属于这种类型，此时依托构造刚度来调整差别沉降，效果并不明显。因此有必要从设计上开场控制。由于影响范围仅仅是建筑物的一部分，所以定名为部分倾斜

43、。部分倾斜可用两点之间沉降差来控制，沉降差是指两点之间的变形计算值，其长度普通取610m。;在低紧缩性土地域搜集到27栋45层的多层砖石承重构造的沉降观测资料，全部未见开裂，最大部分倾斜在0.0017以内。在中紧缩性土地域搜集到34栋多层砖石承重构造的沉降观测资料，没有开裂的有30栋，其中26栋最大部分倾斜小于0.0025；曾经开裂的有4栋，其中2栋的最大部分倾斜为0.002，其他2栋那么大于此数。因此在中、低紧缩性土上的多层砖石承重构造地基允许部分倾斜定为0.002。在高紧缩性土地域搜集到43栋多层砖石承重构造的沉降观测资料，建筑物没有开裂的有30栋，其中有25栋的最大部分倾斜0.004，占

44、未开裂的83%；开裂的有13栋，其中仅有一栋最大部分倾斜为0.0018微裂其他12栋的最大部分倾斜大于0.00375，思索一定的平安度，允许部分倾斜定为0.003。虽然提出了控制目的，但计算部分倾斜相当困难，不过这并不影响工程建立。在中、低紧缩性土上建造砌体构造，总沉降较低沉降差也较小，从观测资料看，部分倾斜构成的砌体构造开裂极少；在高紧缩性土地域建造砌体构造，按如今建立质量的要求，当软土较薄时进展地基处置，软土较厚时那么用桩根底，即使部分有土层厚薄不均的情况也处置的较为均匀了，此时难以发生建筑物部分倾斜的情况。现实上，建筑物能接受的沉降差与建筑物强度亲密相关。近些年建立的砌体构造，大量设置圈

45、梁和构造柱，对部分倾斜的接受才干大大提高；同时在存在部分土层较大差别的场地常用桩根底，平安度得到极大提高。;5高层建筑、挺拔构筑物烟囱、水塔等等的允许平均沉降值和整体倾斜对于普通的挺拔构筑物，其本身整体抗弯刚度极大，允许变形主要思索的是确定构筑物整体稳定。当地质条件复杂且不均匀时，以及在脆弱场地必需思索相邻建筑物影响和风荷载作用时，应将整体倾斜值作为控制目的。普通情况下，只需控制其平均沉降值即可。对搜集到的73座不同类型的挺拔构筑物的沉降资料统计分析，根据其规模大小分别定出不同的地基允许变形值。在巩固地基fak300kPa地域搜集21座挺拔构筑物的沉降观测资料，其中有90120m高烟囱12座，

46、高炉、热风炉7座，水泥塔、煤塔各1座。由于土质很好，地基变形很小，平均沉降最大为26mm，普通为10mm左右。最大倾斜为0.12.0，构筑物未见损坏，所以以为建造在此类土上的挺拔构筑物可不做变形验算。;低紧缩性土地域共有10座挺拔构筑物沉降观测资料，其中30100m高的烟囱8座，水泥塔、谷仓各1座。均在正常运用，其中最大平均沉降为27mm，最大倾斜为0.0011。高紧缩性土地域共有35座挺拔构筑物沉降观测资料，其中1850m高的烟囱9座，2530m高的水塔2座，高1013m容量10003000m3的钢油罐24座，均在正常运用。其中变形最大的一座是50m高烟囱平均沉降达285mm，最大倾斜达0.

47、006，24座钢油罐平均沉降430700mm，最大倾斜多在0.0070.010左右，个别达0.0191。对于高度大于100m的烟囱，当倾斜过大时将在烟囱筒身产生过大附加弯矩，因此随着高度添加，其允许倾斜值应减小。高炉的地基允许变形值，应视炉顶构造情况，主要控制根底的倾斜或者平均沉降，以保证高炉正常消费。从10份资料看，根底最大倾斜为0.0014。普通情况下影响高炉消费运用的是消费期间的根底倾斜，但不易正确计算，所以仍用总的根底倾斜来控制，其限值为0.0015。对于高层建筑，为控制根底倾斜不致产生过大倾覆弯矩，提出相应限制。;6相对弯曲相对弯曲在均匀地层上，长矩形平面的砖石构造房屋，在荷载分布较

48、为在均匀地层上，长矩形平面的砖石构造房屋，在荷载分布较为均匀的情况下，将产生弯曲变形，通常用相对弯曲来表示，即是：弯曲均匀的情况下，将产生弯曲变形，通常用相对弯曲来表示，即是：弯曲部分矢高部分矢高f与弦长与弦长L之比，如图之比，如图2.2-2。在地基土正常紧缩情况下，房屋相。在地基土正常紧缩情况下，房屋相对弯曲多是正向；在地基不均匀或上部构造严重偏心的情况下，能够反对弯曲多是正向；在地基不均匀或上部构造严重偏心的情况下，能够反向。向。砖砌体相对弯曲允许值，普通取砖砌体相对弯曲允许值，普通取0.50.7；但有钢筋混凝土圈；但有钢筋混凝土圈梁的砌体构造有到达梁的砌体构造有到达1.2而未见裂痕。而未

49、见裂痕。;早期普通不将“相对弯曲作为控制目的，这是由于：1相对弯曲计算应思索上部构造的共同作用，而当前这一课题还极为复杂；即使采用思索构造根底地基的电算程序，其准确度也取决于地基土参数的精度，此外地基土模型的选取对计算精度和速度影响极大。最后这些参数需求靠大量实测资料统计回归来验证。2场地土不均匀，变形计算更为复杂。工程上更为实践的做法是对于框架构造，在统计意义上建立某种性质场地土上总沉降和差别沉降之间的阅历关系，在设计中经过控制总沉降来控制“相对弯曲或者称为“倾斜率。如美国有关专家提出关系如表2.2-1：意即：在预估总沉降量不超越50mm时，可将相邻柱差别沉降量取为20mm，以此计算上部构造

50、梁产生的次内力。而假设用扩展根底根底，为了到达同样的20mm的沉降差，那么总沉降量就要控制到25mm，显然此要求很高。;随着带裙房高层建筑兴起，建筑物主楼内部沉降差限值、主楼外排柱与裙房相邻主楼第一排柱沉降差限值、裙房框架柱之前沉降差限值成为重点。有工程师提出：带裙房的高层建筑下的大面积整体筏形根底，其主楼下筏板的整体挠度值不应大于1.0，主楼与相邻的裙房柱的差别沉降不应大于1，裙房柱间的差别沉降不应大于2。实践情况如前所述，这种沉降差限值计算中，必然思索上部构造-地基根底共同作用。不过即使用“共同作用分析软件，其中的误差也较这些数值大。;2.3建筑物沉降变形的控制建筑物沉降变形的控制产生沉降

51、差较大的主要缘由：产生沉降差较大的主要缘由：经过对上面的沉降观测资料的回想和总结，可以发现产生沉降差较大的经过对上面的沉降观测资料的回想和总结，可以发现产生沉降差较大的缘由主要有两个：缘由主要有两个：1建筑物位于高紧缩性土上。上世纪建筑物位于高紧缩性土上。上世纪80年代以前，众多建筑物建造于淤泥及年代以前，众多建筑物建造于淤泥及淤泥质土上，使得总沉降极大，相应的差别沉降也极大，同时相邻建筑物之间淤泥质土上，使得总沉降极大，相应的差别沉降也极大，同时相邻建筑物之间的相互应力叠加也加重了沉降差，从而导致各种不利于建筑物正常运用的沉降的相互应力叠加也加重了沉降差，从而导致各种不利于建筑物正常运用的沉

52、降变形。随着工程界对地基土认识的加深，当前工程师在此类软土场地上，或者变形。随着工程界对地基土认识的加深，当前工程师在此类软土场地上，或者采用复合地基、或者采用减沉复合疏桩、或者采用桩根底，在选择合理的持力采用复合地基、或者采用减沉复合疏桩、或者采用桩根底，在选择合理的持力层前提下，都能控制住沉降差，从而处置这个问题。层前提下，都能控制住沉降差，从而处置这个问题。2荷载差别。某些建筑物总层数不高甚至仅为多层建筑，但根底至于淤泥与荷载差别。某些建筑物总层数不高甚至仅为多层建筑，但根底至于淤泥与淤泥质土上，相邻建筑低淤泥质土上，相邻建筑低23层，而建筑又衔接成一个整体，因此导致衔接处过层，而建筑又

53、衔接成一个整体，因此导致衔接处过大沉降差别，构成集中应力而致使构造损伤。当前，这类地基首先选择加固方大沉降差别，构成集中应力而致使构造损伤。当前，这类地基首先选择加固方案；再者上部构造由于抗震需求常设置抗震缝，从而控制这类沉降差。案；再者上部构造由于抗震需求常设置抗震缝，从而控制这类沉降差。荷载差别引起的沉降差在框架荷载差别引起的沉降差在框架中心筒构造中更为典型，因此控制这类中心筒构造中更为典型，因此控制这类构造的沉降差是当前的热点和难点。构造的沉降差是当前的热点和难点。;因此建筑物的沉降控制可以从以下三方面进展控制：1脆弱场地淤泥及淤泥质土和普通黏性土应进展地基处置。这类场地分为两种，一种是

54、外表有层硬壳层厚度3m；另一种是基底直接就是淤泥及淤泥质土。外表有层硬壳层厚度3m的情况：多层6层建筑且脆弱土层厚度小于10m时可用水泥土搅拌桩；多层建筑且脆弱土层厚度大于10m时可用减沉复合疏桩，桩体宜用实心混凝土预制桩，当抗震设防烈度较低时可思索采用直径500600的预应力混凝土管桩。小高层610层建筑可用减沉复合疏桩，桩体宜用实心混凝土预制桩，当抗震设防烈度较低时可思索采用直径500600的预应力混凝土管桩。高层建筑运用常规桩基，全部荷载基桩承当。外表无硬壳层时，小高层610层建筑运用常规桩基，全部荷载基桩承当。工业建筑可根据荷载换算为等效楼层，采取相应措施。;2中、低紧缩性土应进展最终

55、总沉降验算。对于刚度较好的构造，当其最终总沉降控制在一定范围内时，可以以为沉降差也得到相应控制。当前的沉降计算阅历系数m=s实测/s计算，将各类构造的沉降在同等意义上统计回归，其中s实测的取用包含着这样一个含义：根底为一个刚度无限大的刚体。这是由于：对于框架构造、厂房构造，设置沉降观测点的柱下独立根底为为刚体；对于多层砌体构造，设置沉降观测点的墙体本身抗弯刚度极大。对于高层建筑的钢筋混凝土剪力墙构造，本身抗弯刚度几乎无限大。烟囱、高炉等构造本身抗弯刚度极大。统计回归的沉降阅历系数m值总是假定根底为刚性，其对应与建筑物中的位置是“中心点，因此用阅历公式仅能计算最终中心沉降，而用于计算角点沉降那么

56、在统计上没有根据。;3中、低紧缩性土中荷载差别极大的建筑，应进展桩根底或地基处置的变刚中、低紧缩性土中荷载差别极大的建筑，应进展桩根底或地基处置的变刚度调整设计。这类建筑当前主要是带裙房高层或超高层，其主楼和裙房的荷载度调整设计。这类建筑当前主要是带裙房高层或超高层，其主楼和裙房的荷载差别可达数倍，而主楼范围内的中心筒与边框架柱下荷载差别仍可达差别可达数倍，而主楼范围内的中心筒与边框架柱下荷载差别仍可达3倍左右，倍左右，使得未经特殊设计的建筑物，虽然总沉降远未超越使得未经特殊设计的建筑物，虽然总沉降远未超越200mm的情况下，沉降差极的情况下，沉降差极大，从而导致根底筏板开裂，或者填充墙开裂，

57、或者框架梁开裂。因此这类构大，从而导致根底筏板开裂，或者填充墙开裂，或者框架梁开裂。因此这类构造应重点调整差别沉降。普通在主楼和裙房第一跨之间常设置沉降后浇带，可造应重点调整差别沉降。普通在主楼和裙房第一跨之间常设置沉降后浇带，可以部分缓解施工期间荷载产生的差别沉降对构造的影响，而主楼的中心筒和边以部分缓解施工期间荷载产生的差别沉降对构造的影响，而主楼的中心筒和边框架那么需求采用桩根底变刚度的概念来控制沉降差。此时通常应利用软件进框架那么需求采用桩根底变刚度的概念来控制沉降差。此时通常应利用软件进展上部构造展上部构造根底根底地基桩的共同作用分析，以获得在预估地基总沉降和沉地基桩的共同作用分析，

58、以获得在预估地基总沉降和沉降差的前提下，根底筏板的配筋。降差的前提下，根底筏板的配筋。;2.4地基土大变形失稳地基土大变形失稳地基土在荷载作用下缓慢变形，以致最终稳定，这是工程师设计期望的地基土在荷载作用下缓慢变形，以致最终稳定，这是工程师设计期望的结果。但在某些条件下，地基土能够发生大变形失稳，这是工程设计应防止的，结果。但在某些条件下，地基土能够发生大变形失稳，这是工程设计应防止的，下面分为几个方面论述。下面分为几个方面论述。2.4.2软土地基大变形软土地基大变形这里论述的软土包括淤泥、淤泥质黏土、新近堆积的黏性土，其特点是这里论述的软土包括淤泥、淤泥质黏土、新近堆积的黏性土，其特点是含水

59、量大，孔隙比高，土粒具有构造性。搁置于这类土上的建筑物沉降往往过含水量大，孔隙比高，土粒具有构造性。搁置于这类土上的建筑物沉降往往过大，同时伴随着整体倾斜，当倾斜过大时那么整体倾倒失稳。基坑工程和边坡大，同时伴随着整体倾斜，当倾斜过大时那么整体倾倒失稳。基坑工程和边坡工程中呈现软土层时，更易发生整体失稳。工程中呈现软土层时，更易发生整体失稳。1、比萨塔、比萨塔比萨塔于比萨塔于1174年开工兴建，年开工兴建，0年完工。从地基到塔顶高年完工。从地基到塔顶高58.362，从地面，从地面到塔顶高到塔顶高55m，钟楼墙体在地面上的宽度是，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09m，在塔顶宽，在塔顶宽2.48m，

60、总重约，总重约14453t，重心在地基上方，重心在地基上方22.62m处。圆形地基面积为处。圆形地基面积为285m2，对地面的平均压强，对地面的平均压强为为497kPa。;2.4地基土大变形失稳地基土大变形失稳地基土在荷载作用下缓慢变形，以致最终稳定，这是工程师设计期望的地基土在荷载作用下缓慢变形，以致最终稳定，这是工程师设计期望的结果。但在某些条件下，地基土能够发生大变形失稳，这是工程设计应防止的，结果。但在某些条件下，地基土能够发生大变形失稳，这是工程设计应防止的，下面分为几个方面论述。下面分为几个方面论述。2.4.2软土地基大变形软土地基大变形这里论述的软土包括淤泥、淤泥质黏土、新近堆积