生物学22分层总法和规范法ppt课件.ppt

地基最终沉降量计算法地基最终沉降量计算法------分层总和法分层总和法地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算最最终沉降量沉降量S∞：：t t∞∞时时地基最地基最终终沉降沉降稳稳定以后的定以后的最大沉降量，不思索沉降最大沉降量，不思索沉降过过程不可不可紧缩层可可紧缩层σz=pp 在厚度在厚度在厚度在厚度H H H H的土的土的土的土层层层层上面施加延上面施加延上面施加延上面施加延续续续续均布荷均布荷均布荷均布荷载载载载p, p, p, p, 类类类类似似似似于有側限的于有側限的于有側限的于有側限的单单单单向向向向紧缩实验紧缩实验紧缩实验紧缩实验的情况pmnmne1土层 HS岩层均一土层的一维紧缩均一土层的一维紧缩大面积均布荷载大面积均布荷载单向紧缩实验的紧缩目的单向紧缩实验的紧缩目的成层土层的一维紧缩成层土层的一维紧缩大面积均布荷载大面积均布荷载单向紧缩实验的紧缩目的单向紧缩实验的紧缩目的传统分层总和法传统分层总和法规范分层总和法规范分层总和法〔实际法〕〔实际法〕〔规范法〕〔规范法〕　　分层总和法 ： 　　在地基沉降计算深度范围内将地基土划分为假设干分层，计算各分层的紧缩量，然后求其总和。

根本假根本假根本假根本假设设：：：：〔〔〔〔2 2〕只〕只〕只〕只计计算根底中心点的附加算根底中心点的附加算根底中心点的附加算根底中心点的附加应应力力力力   z z〔〔〔〔1 1〕地基的平均沉降量等于假〕地基的平均沉降量等于假〕地基的平均沉降量等于假〕地基的平均沉降量等于假设设干薄干薄干薄干薄层紧缩层紧缩量之和，即：量之和，即：量之和，即：量之和，即：〔〔〔〔3 3〕将地基分〕将地基分〕将地基分〕将地基分为为假假假假设设干薄干薄干薄干薄层层，，，，视为视为无側无側无側无側胀胀，利用室，利用室，利用室，利用室内内内内实验实验成果公式成果公式成果公式成果公式〔〔〔〔4 4 4 4〕基底附加〕基底附加〕基底附加〕基底附加压压力力力力(p0)(p0)(p0)(p0)以以以以为为是作用于地表的部分柔是作用于地表的部分柔是作用于地表的部分柔是作用于地表的部分柔性荷性荷性荷性荷载载，在非均，在非均，在非均，在非均质质地基中地基中地基中地基中引起的附加引起的附加引起的附加引起的附加应应力分布可按力分布可按力分布可按力分布可按均均均均质质地基地基地基地基计计算对非均一土层的根本假定：对非均一土层的根本假定：实际上不够完备，缺乏一致实际实际上不够完备，缺乏一致实际单向紧缩分层总和法是一个半径验性方法单向紧缩分层总和法是一个半径验性方法〔〔a a〕假设基底压力为线性分布〕假设基底压力为线性分布 〔〔b b〕附加应力用弹性实际计算〕附加应力用弹性实际计算紧缩前前紧缩后后σz=ppHH/2H/2γ,e1γ,e1〔〔a a〕〕e-σe-σ曲曲线〔〔b b〕〕e-lgσe-lgσ曲曲线实际计算公式：实际计算公式：czσe ee1e1e2e2p1p1p2p2p p〔〔a a〕〕e-σe-σ曲曲线〔〔b b〕〕e-lgσe-lgσ曲曲线优点点: :•可运用推定的原状土可运用推定的原状土紧缩曲曲线•可以区分正常固可以区分正常固结土和超固土和超固结土并分土并分别进展展计算。

算正常固正常固结土：土：超固超固结土土( (并假定并假定p2>p2> p)p)：： p p情况情况1 1•不思索地基回不思索地基回弹的情形：的情形：•沉降量从原基底算起；沉降量从原基底算起；•适用于根底底面适用于根底底面积小，埋小，埋深浅，施工快深浅，施工快•思索地基回思索地基回弹的情形：的情形：•沉降量从回沉降量从回弹后的基底算起；后的基底算起；•根底底面大，埋深大，施工期根底底面大，埋深大，施工期长情况情况2 2d地面地面基底基底知：地基各土知：地基各土层的室内的室内紧缩曲曲线  原状土原状土紧缩曲曲线d地面地面基底基底计算步骤计算步骤------情况情况1 1：：(a)(a)计计算原地基中自重算原地基中自重应应力分布力分布(b)(b)计计算基底附加算基底附加压压力力p0p0p0 d (c)(c)确定地基中附加确定地基中附加应应力力 z z分布分布自重应力自重应力附加应力附加应力(d)(d)确定确定计计算深度算深度zn—zn—紧缩层紧缩层厚厚度度① 普通土层：σz=0.2 σcz；② 软粘土层：σz=0.1 σcz；③ 基岩或不可紧缩土层沉降沉降计算深度算深度σczσcz从地面算起；从地面算起；σzσz从基底算起；从基底算起；σzσz是由基底附加是由基底附加应应力力 p-γd p-γd 引起的引起的(a)(a)计算原地基中自重应力分布计算原地基中自重应力分布(b)(b)基底附加压力基底附加压力p0p0(c)(c)确定地基中附加应力确定地基中附加应力z z分布分布(d)(d)确定计算深度确定计算深度znznd地面地面基底基底pp0 d 自重应力自重应力附加应力附加应力沉降计算深度沉降计算深度(e)(e)地基分地基分层层HiHiHi①不同土层界面；②地下水位线；③每层厚度不超越0.4B或最大4m；④z 变化明显的土层，适当取小。

d地面地面基底基底pp0 d 自重应力自重应力附加应力附加应力沉降计算深度沉降计算深度(e)(e)地基分层地基分层HiHi(g) (g) 各各层层沉降量叠加沉降量叠加 SiSi(f)(f)计计算每算每层层沉降量沉降量SiSiziHiee1ie2i cziczip2i zizid地面地面基底基底计算步骤－情况计算步骤－情况2(a)(a)计计算原地基中自重算原地基中自重应应力分布力分布(b)(b)计计算开挖后地基中自重算开挖后地基中自重应应力分布力分布(c)(c)确定地基中附加确定地基中附加应应力力 z z分布分布p0’czizi下同情况下同情况1 1自重应力自重应力附加应力附加应力由于基坑的平面尺寸和深度由于基坑的平面尺寸和深度较大大时，，回回弹量是明量是明显的，且基底中心部位的，且基底中心部位回回弹量大于量大于边缘，且自重，且自重应力重分力重分布布难以以计算，故此，算，故此，简化化为：：基底附加基底附加应力力 p-αγd p-αγd 引起的引起的为0~1之间的修正系数ee1ie2i cziczip2i zizi〔〔a a〕〕e-σe-σ曲曲线正常固正常固结土土〔〔b b〕用〕用e-lgσ’e-lgσ’曲曲线计算算 pipi超固超固结土土〔〔b b〕用〕用e-lgσe-lgσ´曲曲线计算算欠固结土欠固结土〔〔b b〕用〕用e-lgσe-lgσ´曲曲线计算算 p c  p+△ △  由于欠固结由于欠固结由于由于△△  思索地基回弹的沉降量计算思索地基回弹的沉降量计算•正常固正常固结土，土，e-lgσ´e-lgσ´曲曲线；基面面；基面面积大，埋深大，施工期大，埋深大，施工期长i i层层地基的沉降量地基的沉降量Si = Si = 再再紧缩紧缩沉降量沉降量 S1i + S1i + 紧缩紧缩沉降量沉降量S2iS2i• 类似于超固结土的计算；• 式中采用开挖前地基的天然孔隙比e1i，无论是回弹、再紧缩或紧缩，均是相对于开挖前的拟定基底高程而言。

三者的基准点均是e1i 形状时的Hi各种假定各种假定导致致 S S 的的误差，如：差，如：①①取中点下附加取中点下附加应力力值，使，使 S S 偏大偏大; ;②②侧限限紧缩使使计算算值偏小；偏小； ③③地基不均匀性地基不均匀性导致的致的误差差等等沉降沉降阅历修正系数修正系数讨论讨论•基底压力线性分布假设基底压力线性分布假设•弹性附加应力计算弹性附加应力计算•单向紧缩的假设单向紧缩的假设•只计主固结沉降只计主固结沉降•原状土现场取样的扰动原状土现场取样的扰动•参数线性的假设参数线性的假设•按中点下附加应力计算按中点下附加应力计算建筑沉降观测与计算结果对比：建筑沉降观测与计算结果对比：•巩固地基，计算值比实测值显著偏大巩固地基，计算值比实测值显著偏大•脆弱地基，计算值比实测值显著偏小脆弱地基，计算值比实测值显著偏小•对超固结土计算结果偏大甚多对超固结土计算结果偏大甚多•对高灵敏度土计算结果偏小对高灵敏度土计算结果偏小•缘由：缘由：•分层总和法的假定条件与实践不符分层总和法的假定条件与实践不符•取样与实验环节上的影响取样与实验环节上的影响•没思索地基根底与上部构造的共同作用没思索地基根底与上部构造的共同作用--------经统计引入沉降计算阅历系数经统计引入沉降计算阅历系数s s----<----<规范规范> >引荐法引荐法　　　　<建筑地基根底设计规范建筑地基根底设计规范>所引荐的地基最终所引荐的地基最终沉降量计算方法是另一种方式的分层总和法。

它沉降量计算方法是另一种方式的分层总和法它也采用侧限条件的紧缩性目的，并运用了平均附也采用侧限条件的紧缩性目的，并运用了平均附加应力系数计算；还规定了地基沉降计算深度的加应力系数计算；还规定了地基沉降计算深度的规范以及提出了地基的沉降计算阅历系数，使得规范以及提出了地基的沉降计算阅历系数，使得计算成果接近于实测值　　计算成果接近于实测值　　规范法规范法ziz(i-1)⊿Ai附加应力附加应力p0zi-1zi平均附加平均附加应力系数力系数基底附加应力基底附加应力2.54.07.015.020.0 p0 fk1.41.31.00.40.2p0  0.75 fk1.11.00.70.40.2表表 沉降沉降计算算阅历系数系数s(GBJ7-89)s(GBJ7-89)0zi0z(i-1)附加应力附加应力p0 s=1.4-0.2, s=1.4-0.2, (1)(1)与土与土质软质软硬有关硬有关, ,(2)(2)与基底附加与基底附加应应力力p0/fkp0/fk的大小有关的大小有关fkfk：地基承：地基承载载力力规规范范值值•软粘土〔粘土〔应力集中〕力集中〕S偏小偏小, Ψs>1 •硬粘土〔硬粘土〔应力分散〕力分散〕S偏大偏大, Ψs<1•地基总沉降量为地基总沉降量为几点阐明：几点阐明：1 1、平均附加应力系数的物理意义：分层总和法中地基、平均附加应力系数的物理意义：分层总和法中地基附加应力按均质地基计算，即地基土的紧缩模量附加应力按均质地基计算，即地基土的紧缩模量EsEs不不随深度而变化。

随深度而变化4、有相临荷载作用时，应将相临荷载引起的附加应力叠加到根、有相临荷载作用时，应将相临荷载引起的附加应力叠加到根底本身引起的附加应力中去；底本身引起的附加应力中去；3、对于超固结土，应先求出先期固结压力，分两种情况、对于超固结土，应先求出先期固结压力，分两种情况计算沉降：计算沉降：〔〔1〕当〕当 时时:〔〔1〕当〕当 时时:5、对于根底面积和埋深均较大的情况应分别计算地基的回弹量、对于根底面积和埋深均较大的情况应分别计算地基的回弹量〔由于开挖卸载〕、再紧缩量〔由于建造根底但加载尚未超越〔由于开挖卸载〕、再紧缩量〔由于建造根底但加载尚未超越开挖的土重〕和紧缩量〔根底加载超越开挖的土重〕开挖的土重〕和紧缩量〔根底加载超越开挖的土重〕.对对于根底面于根底面积积和埋深均和埋深均较较大的情况大的情况1 1〕阴影面〕阴影面积积表示卸表示卸载载所引起的所引起的负值应负值应力分布，即由力分布，即由γd;dγd;d引起的地基引起的地基负值负值附加附加应应力，相当于力，相当于p01= p01=  cdcd2) 2) 分析第分析第层层中的中的应应力：力：先期固先期固结压结压力力  pi = pi =  cziczi加加载载前土体中的前土体中的应应力力= =卸卸载载后自重后自重 /czi/czi加加载载后土体中的后土体中的应应力力= =  /czi + /czi +  zi ziHiopp0SDB附加附加应应力力分布曲分布曲线线自重自重应应力力分布曲分布曲线线Dzio/ziszi/sziaa/a/ /大基坑的沉降大基坑的沉降计计算算〔〔1 1〕再〕再紧缩紧缩或回或回弹阶弹阶段〔段〔  /czi /czi    cziczi〕〕将此将此时时 zi = 0zi = 0，代入，代入计计算的再算的再紧缩紧缩量量 〔〔2 2〕〕紧缩阶紧缩阶段段 〔〔  czi czi    /czi + /czi +  zi zi〕〕土土层紧缩层紧缩量量式中，式中， e0i— e0i—开挖前的原位孔隙比〔与自重开挖前的原位孔隙比〔与自重 sziszi对应对应〕〕 Cei Cei和和 Cci— Cci—分分别别相当于第相当于第i i土土层层的回的回弹弹再再紧缩紧缩指数和指数和 紧缩紧缩指数指数 (3) (3)第第i i土土层层的的总总沉降量沉降量〔〔4 4〕地基〕地基总总沉降量沉降量大根底沉降计算阅历系数大根底沉降计算阅历系数Es(Mpa) 3.05.07.510.012.515.0 20.01.81.20.80.60.450.35 0.25 基底附加应力 50100 150 2002503003500.00.30.81.01.11.21.31.30.50.20.50.70.80.80.90.91.00.20.40.50.50.60.60.6本表适用于根底宽度大于本表适用于根底宽度大于10m、埋深大于、埋深大于5m的箱形根底或筏板根底；的箱形根底或筏板根底；SGR0.5b指基底以下指基底以下0.5b深度范围内砂、卵石层总厚度对该深度之比，称深度范围内砂、卵石层总厚度对该深度之比，称为砂卵石比，此范围内其他土层为普通第四系粘性土、粉土层为砂卵石比，此范围内其他土层为普通第四系粘性土、粉土层摘自摘自<岩土工程手册岩土工程手册>高层建筑沉降计算阅历系数高层建筑沉降计算阅历系数6 6、遇以下情况，、遇以下情况，还还要要计计算沉降差、算沉降差、倾倾斜、部分斜、部分倾倾斜等斜等. .根底变形目的沉降值沉降差倾斜部分倾斜相对弯曲计算方法根底中心沉降值s两相邻独立根底沉降值之差∆s=6~10ms∆s∆s∆s∆s地基变形验算及其允许变形值地基变形验算及其允许变形值•地基的变形验算就是预估各类建筑物的某一变形特征〔如地基的变形验算就是预估各类建筑物的某一变形特征〔如沉降、倾斜、弯曲等〕不超越相应的允许变形值。

沉降、倾斜、弯曲等〕不超越相应的允许变形值•确定各类建筑物应进展验算的变形特征，是与建筑物的类确定各类建筑物应进展验算的变形特征，是与建筑物的类型、运用要求等要素有关型、运用要求等要素有关•确定地基允许变形值是一个非常复杂的课题地基的变外确定地基允许变形值是一个非常复杂的课题地基的变外形状普通是经过变形值及其变化速率来反映的变形值主形状普通是经过变形值及其变化速率来反映的变形值主要指沉降〔最大值、最小值、平均值、差别值〕倾斜〔相要指沉降〔最大值、最小值、平均值、差别值〕倾斜〔相对倾斜、部分倾斜或角畸变、顶端位移〕、弯曲等，变形对倾斜、部分倾斜或角畸变、顶端位移〕、弯曲等，变形的变化速率那么是指这些目的随时间变化的规律根据工的变化速率那么是指这些目的随时间变化的规律根据工程实际的要求和实践技术程度目前，该课题的研讨主要程实际的要求和实践技术程度目前，该课题的研讨主要还是集中在确定地基允许变形值的范畴还是集中在确定地基允许变形值的范畴•地基允许变形值确实定普通有两种方法：一是分析方法，地基允许变形值确实定普通有两种方法：一是分析方法，即经过分析资料及构造的力学性能、运用功能和消费工艺即经过分析资料及构造的力学性能、运用功能和消费工艺的要求，以及人们的心思形状来实现，另一种方法是归纳的要求，以及人们的心思形状来实现，另一种方法是归纳法，既是经过对实践工程构造的变形和性能进展观测调查，法，既是经过对实践工程构造的变形和性能进展观测调查，然后进展综合归纳来实现。

然后进展综合归纳来实现•确定地基允许变形值的方法，虽然在近二十年来确定地基允许变形值的方法，虽然在近二十年来开展很快，曾经从阅历性的古典资料力学方法开开展很快，曾经从阅历性的古典资料力学方法开展到了思索地基与构造相互作用的各种近代数值展到了思索地基与构造相互作用的各种近代数值分析方法但是由于问题本身的复杂性，目前仍分析方法但是由于问题本身的复杂性，目前仍处在研讨探求阶段，尚未构成一套可供实践运用处在研讨探求阶段，尚未构成一套可供实践运用的方法沉降量：独立根底或刚性特大的根底中心的沉降量；沉降量：独立根底或刚性特大的根底中心的沉降量；沉降差：相邻两个柱基的沉降之差；沉降差：相邻两个柱基的沉降之差；倾斜：独立根底在倾斜方向根底的两端点的沉降差与间隔倾斜：独立根底在倾斜方向根底的两端点的沉降差与间隔的比值；的比值；部分倾斜：砖石承重构造沿着纵墙部分倾斜：砖石承重构造沿着纵墙6~10m6~10m内根底的沉降差与内根底的沉降差与间隔的比值；间隔的比值；平均沉降：由三个以上独立根底〔或条形根底的几个地方平均沉降：由三个以上独立根底〔或条形根底的几个地方〕的沉降量按基底面积加权所得的沉降；〕的沉降量按基底面积加权所得的沉降；相对弯曲：砖石承重构造和根底板的弯曲部分的矢高与其相对弯曲：砖石承重构造和根底板的弯曲部分的矢高与其长度的比值长度的比值7 7、根据建筑物的平安等级检算、根据建筑物的平安等级检算< <建筑地基根底设计规范建筑地基根底设计规范> >中根据地基根底破坏呵斥建筑物的破坏中根据地基根底破坏呵斥建筑物的破坏后果〔危及人的生命、呵斥经济损失、呵斥社会影响及修复后果〔危及人的生命、呵斥经济损失、呵斥社会影响及修复的能够性〕的严重程度，分级如下：的能够性〕的严重程度，分级如下：等级等级破坏后果破坏后果建筑类型建筑类型一级一级很严重很严重重要的工业与民用建筑物；重要的工业与民用建筑物；2020层以上的高层；层以上的高层；体型复杂的体型复杂的1414层以上高层；对地基变形有特殊层以上高层；对地基变形有特殊要求的建筑物；单桩承受的荷载在要求的建筑物；单桩承受的荷载在4000KN4000KN以上以上的建筑物的建筑物变形、强度检算变形、强度检算二级二级严重严重一般的工业与民用建筑物一般的工业与民用建筑物强度检算，某一些需要变形检算强度检算，某一些需要变形检算三级三级不严重不严重次要的建筑物次要的建筑物不必进行检算不必进行检算1) 选择沉降计算剖面，在每一个剖面上选择假设干计算点；求出基底附加压力的大小和分布；选择沉降计算点的位置〔通常为根底的中心点〕。

2) 地基分层天然土层的交界面和地下水位面必为分层面，在同一类土层中分层厚度不宜过大普通取分层厚hi≤0.4b或hi=1~2m，b为根底宽度3) 求出计算点垂线上各分层层面处的竖向自重应力cz ( 从地面起算)，并绘出它的分布曲线 4) 求出计算点垂线上各分层层面处的竖向附加应力z，并绘出它的分布曲线，取z ＝0.2c (中、低紧缩性土)或z ＝0.1c (高紧缩性土)处的土层深度为地基沉降计算深度 5) 求出各分层的平均自重应力p1i 和平均附加应力pi 6) 由各分层的平均自重应力p1i 和平均自重应力p1i 与平均附加应力pi 之和 (p1i+ pi ) ,在紧缩曲线上查出相应的初始孔隙比和紧缩稳定后的孔隙比 7) 计算各分层土的紧缩量si 8) 地基最终沉降量 s 的分层总和法公式：实际分层总和法计算步骤：实际分层总和法计算步骤：γ=18kN/m3•天然地基由粉质粘土和中砂层组成，粉质粘土层天然地基由粉质粘土和中砂层组成，粉质粘土层厚厚10m，其压力与孔隙比的关系如表所示其压力与孔隙比的关系如表所示 粉质粘土 中砂6m下降后地下水位10mγsat=20kN/m32m原地下水位。