原始地基沉降量(天然地基沉降简化计算)

为了方便手算,通过引入应力面积系数,简化了《GB 50007-2011:建筑地基基础设计规范》中的沉降计算过程。

原始地基沉降量(天然地基沉降简化计算)(1)

分层总和法计算模型

算例描述

基础尺寸为3mx3m,埋深2米,柱子轴力准永久值为1200kN,角点和中点沉降分别为多少?

土层

厚度(m)

压缩模量(MPa)

承载力特征值(kPa)

1

6.0

5

150

2

6.0

10

400

角点沉降计算

基底附加应力:

基础宽度:

查表,应力面积系数:

土层

1

2.0

0.35

2

4.0

0.45

角点沉降:

计算深度范围内压缩模型的当量值:

查表,沉降计算经验系数,

角点最终沉降:

中点沉降计算

基底附加应力:

基础宽度:

查表,应力面积系数:

土层

1

4.0

0.45

2

8.0

0.50

角点沉降:

计算深度范围内压缩模型的当量值:

查表,沉降计算经验系数,

角点最终沉降:

推导

设,基底长宽比:

设,等效深度(基底距土层底的距离与基础宽度之比):

设,应力面积系数:

根据,《GB 50007-2011:建筑地基基础设计规范》第5.3.5条,角点沉降:

计算深度范围内压缩模量的当量值:

根据基底附加应力和查表,沉降计算经验系数

基底附加应力

2.5MPa

4.0MPa

7.0MPa

15.0MPa

20.0MPa

1.4

1.3

1.0

0.4

0.2

1.1

1.0

0.7

0.4

0.2

最终变形量:

应力面积系数表( )

0.4

0.099

0.099

0.8

0.188

0.192

1.2

0.258

0.271

1.6

0.310

0.336

2.0

0.349

0.388

2.4

0.379

0.429

2.8

0.401

0.463

3.2

0.419

0.491

3.6

0.434

0.514

4.0

0.446

0.518

4.4

0.463

0.532

4.8

0.464

0.545

5.2

0.471

0.556

5.6

0.477

0.566

6.0

0.483

0.574

10.0

0.514

0.672

16.0

0.531

0.707

正方形应力面积系数(拟合):

应力面积系数长宽比修正系数:

长方形应力面积系数(拟合):

小结
  • 从应力面积系数与基础长宽比的关系可知,其他条件不变的情况下,正方形沉降最小。
  • 从应力面积系数与等效深度的关系可知,下部土层对沉降的影响很小。
  • 基础中心沉降约是角点沉降的2.0~3.0倍,计算深度越大,比值越接近2.0。

从公式上看,基础中心沉降大的原因:1)根据分块计算原理,中心点沉降是角点的2倍,2)相同的土层,中心点等效深度更大,等效应力面积系数更大。

独立基础刚度一般较大,沉降的计算公式中并未反映这一点,另外沉降和时间的关系也未反映,这些方面的认识还需要从实测数据和计算数据的对比中来总结规律,提高认识。

  • 实际工程中,常遇到地质不均匀的问题,了解沉降的规律可以更好地处理不均匀沉降。
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