应力面积法
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)(以下简称《规范》)所推荐的地基最终沉降量计算方法是一种简化了的分层总和法。 该方法采用“应力面积”的概念,因而又称为应力面积法。
1)压缩变形量的计算及应力面积的概念
如图所示,
假设地基是均匀的,即土在侧限条件下的压缩模量 E s 不随深度而变化,则从基底至地基任意深度 z 范围的压缩量为:
因为 σ z =αp 0 ,α为基底下任意深度 z 处的竖向附加应力系数,因此附加应力面积 A 为:
为便于计算,引入一个竖向平均附加应力系数
则式可改写为:
上式就是以附加应力面积等代值,引出一个平均附加应力系数表达的,从基底至任意深度 z 范围内地基沉降量的计算公式。
由此可得成层地基沉降量的计算公式为:
因此,用上式计算成层地基的沉降量,关键是确定竖向平均附加应力系数 α。 且为了提高计算准确度,地基沉降计算深度范围内的计算沉降量 s′,尚需乘以一个沉降计算经验系数ψ s 。 综上所述,《规范》推荐的地基最终沉降量 s 的计算公式如下:
2)确定地基沉降计算深度 z n
地基沉降计算深度 z n 可通过试算确定,要求满足下式条件:
Δz 见上图及查表确定。
当计算深度下部仍有较软土层时,尚应向下计算。
在计算范围内存在基岩时,z n 可取至基岩表面;当存在较厚的坚硬黏性土层(孔隙比小于0.5,压缩模量大于 50 MPa)或存在较厚的密实砂卵石层(压缩模量大于 80 MPa)时,z n 可取至该层土表面。
当无相邻荷载影响时,基础宽度在1 ~30 m 时,基础中点的地基变形计算深度按简化公式进行计算:
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