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简述分层总和法计算地基沉降的步骤(回填土压实度检测取样标准)

1)几点假定

①地基为均匀、连续、等向的半无限空间弹性体

②地基土仅发生竖向压缩变形而无侧向变形,采用完全侧限条件下的压缩性指标计算沉降量;

③采用基础中心点下的地基附加应力计算地基沉降量

地基变形发生在基底下一定深度范围内,该深度以下土层的沉降量小到可以忽略不计。

2)计算原理

如图所示,分层总和法是先将地基土分为若干水平土层,各土层厚度分别为 h 1 ,h 2 ,h 3 ,⋯,h n ;计算每层土的压缩量 s 1 ,s 2 ,s 3 ,⋯,s n ,然后累加起来,即为总的地基沉降量。

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分层总和法计算原理

3)计算方法与步骤

①用坐标纸按比例绘制土层分布剖面图和基础剖面图,如图所示。

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分层总和法计算地基沉降

计算地基土的自重应力 σ c ,土层变化处为计算点。 计算结果按照力的比例尺(如 1 cm代表100 kPa)绘于基础中心线左侧,注意自重应力分布曲线的横坐标只表示该点的自重应力值,应力的方向都是竖直方向

计算基础底面的接触压力

计算基础底面的附加应力

沉降计算分层。 为使地基沉降计算比较精确,除按 0.4b 和 1 ~2 m 分层以外,还需考虑下列因素:

.地质剖面图中,不同的土层,因压缩性不同应为分层面;

.地下水位应为分层面;

.基础底面附近的附加应力数值大且曲线的曲率大,分层厚度应小些,使各计算分层的附加应力分布曲线以直线代替计算时误差较小。

计算地基中的附加应力分布。 按分层情况将附加应力数值按比例尺绘于基础中心线的右侧。 例如,深度 z 处,M 点的竖向附加应力 σ z 值,以线段Mm表示。 各计算点的附加应力连成一条曲线KmK′,表示基础中心点 O 以下附加应力随深度的变化。

确定地基受压层深度 z n 。 由上图中自重应力和附加应力分布两条曲线,可以找到某一深度处附加应力 σ z 为自重应力 σ cz 的20%,此深度称为地基受压层深度 z n 。 此处:

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计算各土层的压缩量。 由式可计算第 i 层土的压缩量 s i ,即

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计算地基沉降量。 将地基受压层 z n 范围内各土层按式相加,即

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4)分层总和法特点

分层总和法计算沉降的优点是概念比较明确,计算过程及变形指标的选取比较简便,易于理解掌握,适用于不同地基土层的情况。 但是采用上述方法进行建筑物地基沉降计算,并与大量建筑物的沉降观测值比较,发现具有下列规律:

①对于中等地基,计算沉降量与实测沉降量相近,即 s 计 ≈s 实 ;

②对于软弱地基,计算沉降量远小于实测沉降量,即 s 计 <s 实 ;

③对于坚实地基,计算沉降量远大于实测沉降量,即 s 计 >s 实 。

地基沉降量计算值与实测值不一致的原因主要有以下 3 个方面:

①分层总和法计算所作的几点假定,与实际情况不完全相符;

②土的压缩性指标试样的代表性、取原状土的技术及实验的准确度都存在问题;

③在地基沉降计算中,没有考虑地基、基础与上部结构的共同作用。

多年来,改进分层总和法的研究结果表明,单纯从理论上去解决这些问题是有困难的,因此更多的是通过不同工程对象实测资料的对比采取合理的经验修正系数修正的方法以满足工程上的精度要求。

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