第6章 地基变形1.ppt

地基变形 第 6章 本章内容 6.1 概述 6.2 地基变形的弹性力学公式 6.3基础最终沉降量 6.4路基的沉降和位移 6.5地基变形与时间的关系 * 1土的组成 6 地基变形 * 6.1概述 工程实例--比萨斜塔 1173年：动工兴建 1178年：建到第4层，因倾斜停工 1272年：恢复建设 1278年：建到第7层，再次因倾斜停工 1360年：再次复工 1370年：竣工，共8层，55m高 塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m 塔顶偏离中心线5.27m，倾斜5.5° 历时200年 1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理 　　　　　 基础环灌浆加固 1990年1月：封闭 1992年7月：加固塔身，用压重 　　　　　 法、拉拽法和取土 法进行处理 目 前：处理历时十年半 现已向游人开放 处理措施 6.1概述 工程实例--比萨斜塔 国家体育场－鸟巢 采用桩基础，桩筏基础、基础底板埋深3.0-10米左右，钻孔灌注桩总桩数约3000根。国家体育场的结构对地基基础差异沉降非常敏感，结构安全性十分重要。采用灌注桩后压浆专利技术进行桩施工技术处理，可以大大提高基桩承载力，控制基桩沉降差异和整体沉降，增强结构的安全性能。 6.1概述 路面不均匀变形 桥头跳车 6.1概述 6.2.1地基表面沉降的弹性力学公式 6.2地基变形的弹性力学公式 1、竖向集中力作用下地表任意处的沉降 2、均布矩形荷载角点处的沉降 角点沉降 影响系数 3、均布矩形荷载中点处的沉降 中点沉降 影响系数 4、均布矩形荷载平均沉降 平均沉降 影响系数 注意：对于中心荷载作用下的刚性基础注意取刚性基础沉降影响系数 6.2地基变形的弹性力学公式 6.2.2刚性基础倾斜的弹性力学公式 圆形基础 矩形基础 6.3地基的最终沉降量 地基最终沉降量 地基土在建筑荷载作用下，达到压缩稳定时地基表面的沉降量。 计算方法 分层总和法 《建筑地基基础设计规范》方法 弹性力学方法 考虑应力历史影响的计算方法 重点掌握 分层总和法 规范法 计算思路 假定地基土为直线变形体，在外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范围内（即压缩层），将压缩层厚度内的地基土分层，分别求出各分层的应力，然后用土的应力-应变关系求出各分层的变形量，再总和起来作为地基的最终沉降量。 基本假定 计算土中应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体，即采用基于弹性力学解的计算方法； 地基土在压缩变形时不允许侧向膨胀，即计算时采用完全侧限的压缩性指标； 采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形量，即计算点为基底中心点。 6.3地基的最终沉降量 6.3.1按分层总和法计算最终沉降量 6.3地基的最终沉降量 计算原理 对于任意深度zi处厚度 为hi的地基土： Vs=1 Vs=1 p2 H1 H2 Vv1=e1 Vv2=e2 ?s p1 求和 1、单向压缩基本公式 由于： 6.3地基的最终沉降量 σcz从天然地面算起 ① 一般土层：σz≤ 0.2σcz； ② 软粘土层：σz≤ 0.1σcz； ③ 基岩或不可压缩土层。 ① 每层厚度hi≤0.4b； ② 天然土层分界面； ③ 地下水位面。 （2）计算基底中心点下各分层 面上土的自重应力和附加应力 （3）确定沉降计算深度 zn （1）分层 沉降计算深度 计算步骤 d 天然地面 p0 σz σcz σcz线 σz线 hi zn 6.3地基的最终沉降量 （4）计算各分层土的自重应力和附加应力平均值 或 （5）查取相应指标 或 （6）取相应公式计算各分层沉降量 （7）求和 6.3地基的最终沉降量 2、规范修正公式 zi 基本方法： 引入平均附加应力系数和地基沉降计算 经验系数，是简化修正的分层总和法 基本原理： hi d p0 σz线 1 5 3 2 6 4 zi-1 应力面积 A3456 = A1234? A1256 Ai 从基底至地基深度为z范围内的压缩量为： 其中 6.3地基的最终沉降量 引入 zi 深度范围平均附加应力系数 则： 成层土中第i层土的压缩量为： 总变形量： 地基最终沉降量 （2）地基分层 天然土层分界面 地下水位面 （1）确定计算深度zn ① 基岩或不可压缩土层； ② 无相邻荷载，b = 1-30m： zn= b（2.5-0.4lnb）； ③ 有相邻荷载，需满足： zn ?z 计算步骤 （3）计算各分层面深度的 简化 zi d p0 σz线 zi-1 查表 沉降计算深度 6.3地基的最终沉降量 （4）计算各土层的