《工程岩土》课件 模块三地基变形与承载力分析单元二任务点2地基沉降变形

《工程岩土》

模块三

地基变形与承载力分析

单元二

地基变形与沉降分析任务2地基最终沉降量计算问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

假设该按照设计高程填方高度20m的路段形成高路堤，假设上述软弱地基后期可能发生地基沉降，请结合以下问题完成该知识点的学习。1.在该情境中计算地基沉降量需要哪些参数？

2.该路段地基沉降与时间的关系如何？3.结合情境描述说明地基沉降量计算的思路？4.公路工程中通常对地基沉降量有哪些控制标准？问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测一、地基最终沉降量的概念附加应力会引起地基的沉降，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地基的最终沉降量。最终沉降量S∞：即t→∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测二、单一土层一维压缩沉降量计算设A为土体的受压面积，根据受压前后土体颗粒固体体积不变，可得：问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测二、单一土层一维压缩沉降量计算若引入压缩系数ɑ和压缩模量Es上式可变为：为该压缩层的平均应力，为建筑后该土层顶部的附加应力，为建筑后该土层底部的附加应力。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测三、分层总和法计算地基最终沉降量可计算成层地基可计算不同形状基础-条性、矩形和园形等可计算不同基底压力分布-均匀、三角和梯形分布参数的试验测定方法简单已经积累了几十年应用的经验，适当修正。基本假定：

优点：（a）基底压力为线性分布（b）附加应力用弹性理论计算（c）只发生单向沉降：侧限应力状态（d）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测基坑开挖：基础土层卸载，基础底面回弹基础施工：基础土层重加载，基础底面再压缩基坑回填：基础土层重加载，基础地面再压缩建筑物施工：基础土层压缩沉降施工步骤问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

三、分层总和法计算地基最终沉降量（一）分层要求Hid地面基底计算深度

pp0

d

z

cz

czi

zi问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

（二）计算步骤Hid地面基底计算深度

pp0

d

z

cz

szi

zi问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测4.确定计算深度znZn确定：一般土层：σz=0.2σcz软土层：σz=0.1σcz应符合：

是在计算深度Zn处，向上取1m厚的薄层压缩量（cm）计算到压缩性较大土层底面d地面基底计算深度

pp0

d

z

czz问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测5.计算每层沉降量Si（二）计算步骤Hid地面基底计算深度

pp0

d

z

cz

szi

zi7.修正沉降计算经验系数，按地区建筑经验确定，如缺乏资料可参考表3-2-3。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测①准备资料②应力分布③沉降计算建筑基础（形状、大小、重量、埋深）地基各土层的压缩曲线

原状土压缩曲线计算断面和计算点确定计算深度确定分层界面计算各土层的czi，zi计算各层沉降量地基总沉降量自重应力基底压力

基底附加应力附加应力④结果修正（三）计算要点小结问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测四、规范法计算最终沉降量《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）所推荐的地基最终沉降量计算方法，也叫应力面积法。该方法在分层总和法基础上进行简化，采用“应力面积”的概念及侧限条件的压缩性指标，引入土层平均附加应力的概念，运用地基平均附加应力系数进行计算，还规定了地基沉降计算深度的新标准以及地基沉降计算经验系数，使得计算成果接近于实测值，更符合我们实际工程的需要。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测四、规范法计算最终沉降量△si分别为基础底面到第i层和i-1层底面范围内平均附加系数，可查表（一）计算公式问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测四、规范法计算最终沉降量（二）计算深度新标准式中：

——计算深度处向上取厚度分层的沉降计算值，mm，取值见下表，与基础宽度b有关；——计算深度范围内第i层土的沉降计算值，mm。b（m）≤22﹤b≤44﹤b≤88﹤b（m）0.30.60.81.0注意：如果确定的沉降计算深度下有较软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度△z的计算沉降量满足上式为止。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测四、规范法计算最终沉降量（二）计算深度新标准当无相邻荷载影响，基础宽度B在1~30m范围内时，基础中心点的地基沉降计算深度，也可按下式简化计算，即：在计算深度范围内存在基岩时，Zn可取至基岩表面；当存在较厚的坚硬黏土层，其孔隙比小于0.5、压缩模量大于50MPa，或存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模量大于80MPa时，可取至该土层表面。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测四、规范法计算最终沉降量（三）沉降计算经验系数沉降计算经验系数注：表中[]为地基承载力基本容许值