土力学与地基基础任务8 基础沉降与渗透固结

8.1地基的最终沉降量计算 8.2

固结理论及地基沉降与时间的关系 任务8基础沉降与渗透固结教学目标（1）知道最终沉降量定义和地基沉降的原因；（2）知道最终沉降量计算目的；（3）知道最终沉降量分层总和法、《规范》推荐法的计算方法。重点土的压缩特性；分层总和法基础最终沉降量计算。难点分层总和法、《规范》推荐法基础最终沉降量计算1、定义——地基土层在建筑物荷载作用下，不断地产生压缩，直至压缩稳定后地基表面的沉降量称为的最终沉降量。2、地基沉降的原因——①外因：附加应力；②内因：土具有碎散性，孔隙发生压缩变形。3、计算目的——在建筑设计中需预知该建筑物建成后将产生的最终沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜，判断地基变形值是否超过允许的范围，以便在建筑物设计时，为采取相应的工程措施提供科学依据，保证建筑物的安全。4、计算方法①分层总和法②《规范》推荐法③弹性理论法8.1地基的最终沉降量计算8.1.1分层总和法1.计算原理1）地基土为均匀、各向同性的半无限空间弹性体。在建筑物荷载作用下，土中的应力—应变呈直线关系。因此，可应用弹性理论方法计算地基中的附加应力。2）计算部位选择。按基础中心点O下土柱所受附加应力σz

来计算，这是因为基础底面中心点下的附加应力为最大值。当计算基础倾斜时，要以倾斜方向基础两端点下的附加应力进行计算。3）在竖向荷载作用下，地基土的变形条件为侧限条件，即在建筑物荷载作用下，地基土层只发生竖向压缩变形，不发生侧向膨胀变形。因而在沉降计算时，可以采用实验室测定的侧限压缩性指标a和Es

数值。4）沉降计算深度，理论上应计算至无限大，工程上因附加应力扩散随深度而减小，计算至某一深度（即受压层）即可。受压层以下的土层附加应力很小，所产生的沉降量可忽略不计。若受压层以下有软弱土层时，应计算至软弱土层底部。2.基本假定分层总和法计算地基最终沉降量

3.计算方法和步骤

【解】1）绘柱基及地基土的剖面图。9)柱基中点总沉降量。

8.1.2《建筑地基基础设计规范》推荐沉降计算法(应力面积法)对大量建筑物进行沉降观测，并与分层总和法计算相对比发现：①中等强度地基，计算沉降量与实测沉降量相接近；②软弱地基，计算沉降量小于实测沉降量，最多可相差40%；③坚实地基，计算地基沉降量远大于实测沉降量，最多竞相差5倍。

分析计算地基沉降量与实测沉降量差别的原因：①分层总和法所作的几点假定，与实际情况不完全符合。②土的压缩性指标的代表性、取原状土技术及试验准确度存在问题。③在地基沉降计算中，未考虑地基、基础与上部结构的共同作用。《地基规范》还对分层总和法的计算步骤进行了简化，采用了“应力面积”的概念，可以按地基土的天然层面分层，使计算工作得以简化。1．计算公式基础沉降分层示意《地基规范》法计算公式推导2．《地基规范》法计算公式推导1）分层总和法计算第i层土压缩量。2）附加应力的面积计算。其中：

则有：

4）第层土的压缩量。5）地基总沉降量计算。

6）引入计算经验系数Ψs

，即得《规范》法地基沉降计算公式。3．地基沉降计算深度zn

1）无相邻荷载基础中点下。当无相邻荷载影响，基础宽度在1—30m范围内时，基础中点的地基变形计算深度也可按下列简化公式计算。2）考虑相邻荷载的影响，应满足下式要求。4．沉降计算经验系数【解】1）求基础底面附加压力。4）确定基础