5.3.5 计算地基变形时,地基内的应力分布,可采用各向同性均质线性变形体理论。其最终变形量可按下式进行计算:
式中 s——地基最终变形量(mm);
s′——按分层总和法计算出的地基变形量(mm);
ψs——沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,无地区经验时可根据变形计算深度范围内压缩模量的当量值、基底附加压力按表5.3.5取值;
n——地基变形计算深度范围内所划分的土层数(图5.3.5);
p0——相应于作用的准永久组合时基础底面处的附加压力(kPa);
Esi——基础底面下第i层土的压缩模量(MPa),应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算;
zi、zi-1——基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m);
、——基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数,可按本规范附录K采用。
表5.3.5 沉降计算经验系数ψs
图5.3.5 基础沉降计算的分层示意
1—天然地面标高 2—基底标高 3—平均附加应力系数α曲线 4—i-1层 5—i层
【5.3.1】 (2010年岩土考题)
某建筑方形基础,作用于基础底面的竖向力为9200kN,基础底面尺寸为6m×6m,基础埋深2.5m,基础底面上下土层为均质粉质黏土,重度为19kN/m3,综合e—p关系试验数据见表5.3.1,基础中心点下的附加应力系数α如图5.3.5所示,已知沉降计算经验系数为0.4,将粉质黏土按一层计算,问该基础中心点的最终沉降量最接近于下列何项数值?
表 5.3.1
(A)10mm (B)23mm (C)35mm (D)57mm
【答案】 (B)
【解答】 做题提示:本题计算难点为求土的压缩模量,其计算公式在规范里没有提及;同时,压缩模量按压缩系数a1-2来计算。
根据《建筑地基基础设计规范》5.2.1条的规定,基底压力为
基础底面附加压力为
p0=pk-γmd=305.6-19×2.5=258.1kPa
土的压缩模量近似按下式计算
(www.xing528.com)
粉土的计算深度取至基岩顶面,又已知基岩顶面的平均附加应力系数为0.38,根据《建筑地基基础设计规范》5.3.5条,最终沉降量为
图 5.3.5
【5.3.2】 (2008年二级考题)
某高层住宅,采用筏板基础,地基基础设计等级为乙级。基础底面处由静荷载产生的平均压力为380kPa,由活荷载产生的附加压力为65kPa;活荷载准永久值系数为ψq=0.4。地基土层分布如图5.3.6所示。地基处理采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩),桩径400mm,在基底平面(24m×28.8m)范围内呈等边三角形满堂均匀布置,桩距1.7m,详见图5.3.6及图5.3.7。
图 5.3.6
假定:粉质黏土层复合地基Es1=25MPa,砂砾石层复合地基Es2=125MPa,,沉降计算经验系数ψs=0.2。试问,在筏板基础平面中心点处,复合地基土层的变形计算值(mm),与下列何项数值最为接近?
提示:①矩形面积上均布荷载作用下角点的平均附加应力系数α见表5.3.2。
②计算复合地基变形时,可近似地忽略混凝土垫层、褥垫层的变形和重量。
图 5.3.7
表 5.3.2
(A)4.01 (B)4.05 (C)16.05 (D)16.18
【答案】 (C)
【详解】 做题提示:《建筑地基处理技术规范》9.2.8条规定,CFG桩复合地基沉降计算有两点不同。①复合土层的压缩模量取天然地基压缩模量的ζ倍,ζ的计算见规范规定;②变形计算经验系数需按《建筑地基处理技术规范》9.2.8条规定取值。本题中复合土层的压缩模量和变形计算经验系数均已知,故不用再计算。
用角点法进行计算,将筏板在中心点处分成四块面积相等的小矩形。每一小矩形的边长为l1=14.4m,b1=12m,则有
计算深度,从褥垫层开始,分别取为z1=4.8m,z2=5.76m
则有,
基础底面处的附加压力,取荷载的准永久组合,为
p0=380+65×0.4=406kPa
根据《建筑地基基础设计规范》式(5.3.5)进行沉降量计算,有
故(C)正确。
【简解】 筏板分成四块矩形,用角点法进行计算
l1=14.4m,b1=12m,,z1=4.8m,z2=5.76m,,,则有
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