沉降量计算和稳定性验算

3．7．1 沉降量计算

(1)沉降量.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.其最终变形量可采用应力面积法计算,具体计算公式如下:

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(Es)、基底附加压力按表3．11取值;

p0——相应于作用的准永久组合时基础底面处的附加压力(k Pa);

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;

n——地基变形计算深度范围内所划分的土层数(图3．17);

αi、αi－1——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《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)选取;

zi、zi－1——基础底面至第i层、第i－1层土底面的距离(m).

表3．11 沉降计算经验系数

图3．17 基础沉降计算分层示意图

当存在相邻荷载时,应计算相邻荷载引起的地基变形,其值可按应力叠加原理,采用角点法计算.

(2)压缩模量当量值.变形计算深度范围内压缩模量的当量值Es,应按下式计算:

(3)地基变形计算深度zn.计算深度如图3．17所示,按下式进行计算,当计算深度下部仍有较软土层时,应继续计算:

表3．12 Δz的选取

当无相邻荷载影响,基础宽度在1~30m范围内时,基础中点的地基变形计算深度也可按简化式(3-22)进行计算.在计算深度范围内存在基岩时,zn可取至基岩表面;当存在较厚的坚硬黏性土层,其孔隙比小于0．5、压缩模量大于50MPa,或存在较厚的密实砂卵石层,其压缩模量大于80MPa时,zn可取至该层土表面.

zn＝b(2．5－0．4lnb) 　(3-22)

式中 b——基础宽度(m).

3．7．2 稳定性验算

地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算.最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求:

MR/MS≥1．2 　(3-23)

式中 MR——抗滑力矩(k Nm);

MS——滑动力矩(k Nm).

位于稳定土坡坡顶上的建筑,应符合下列规定:

(1)对于条形基础或矩形基础,当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时,其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离(图3．18)应符合下式要求,且不得小于2．5m.

条形基础:

矩形基础:

式中 a——基础底面外边缘线至坡顶的水平距离(m);

b——垂直于坡顶边缘线的基础底面边长(m);

d——基础埋置深度(m);

β——边坡坡角(°).

(2)当基础底面外边缘线至坡顶的水平距离不满足式(3-24)、式(3-25)的要求时,可根据基底平均压力按式(3-23)确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深.当边坡坡角大于45°、坡高大于8m时,尚应按式(3-23)验算坡体稳定性.

图3．18 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意图