2、地基变形计算

地基变形验算
详细步骤
1. 锚杆初步验算
(1) 求解锚杆受拉应力：根据准则十四计算锚杆受拉应力大小；
(2) 求解锚杆抗拉强度：根据锚杆材料及规范要求，查找锚杆的抗拉强度或抗拉应力；
(3) 锚杆合理性判断：比较锚杆受拉应力大小与锚杆抗拉强度大小，确定锚杆符合要求；
2. 地基变形初步验算
(1) 求解地基压力：求解地基下方各锚杆点的压力分布以及地基面普遍压力；
(2) 求解地基变形：根据地基可塑性模型理论计算构件和地基传递耦合作用下地基的变形；
(3) 地基变形合理性判断：比较地基变形大小与上一步验算结果，确定地基变形符合要求。

土的压缩性和地基变形计算一、土的压缩性计算方法1.倒数法这种计算方法是通过土体在一定应力范围内的压缩变形数据，利用线性拟合方法得到的压缩指数。

数学公式为：Cc=1/ε其中，Cc为压缩指数，ε为压缩应变。

2.趋势线法这种方法是通过土体在不同应力水平下的压缩变形数据，利用非线性拟合方法得到的压缩指数。

数学公式为：Cc=aσ^b其中，Cc为压缩指数，σ为应力水平，a和b为经验系数。

3.液限试验法这种方法是通过液限试验得到土的液限含水量（wL）和塑限含水量（wP），然后通过经验公式计算压缩指数。

数学公式为：Cc=(wL-wP)/wP其中，Cc为压缩指数，wL和wP为液限含水量和塑限含水量。

二、地基变形计算方法地基变形通常分为沉降和倾斜两种形式。

它受到外加载荷、土的性质、环境温度等多种因素的影响。

下面介绍几种地基变形计算方法：1.弹性计算法这种方法适用于土壤刚度较高且加载荷较小的情况。

它通过弹性力学的原理，利用弹性模量和应力分布进行计算。

数学公式为：Δh=(σ/E)*B其中，Δh为地表沉降，σ为基底应力，E为弹性模量，B为基底宽度。

2.线性弹塑性计算法这种方法适用于土壤刚度较低但有一定强度的情况。

它通过引入塑性曲线和初始剪胀量进行计算。

数学公式为：Δh = Δhs + Δhp其中，Δhs为弹性沉降，Δhp为塑性沉降。

3.经验推算法这种方法是通过统计和经验总结，根据类似的工程经验进行估计。

根据工程的特点，选择合适的经验公式进行计算。

这种方法相对简单方便，但精度较低。

三、影响因素1.土的性质土的类型、颗粒大小和形状、含水量等因素都会影响土的压缩性和变形特性。

2.外加载荷外加载荷的大小和分布形式对土体的压缩性和变形有直接影响。

3.环境温度环境温度的变化会导致土体的收缩或胀大，从而引起地基的变形。

4.周围土体状态如果周围土体存在固结或胀大，会对地基的变形产生影响。

总结：。

地基变形计算
项目名称_____________日期_____________
设计者_____________校对者_____________
一、工程信息
1.工程名称: CJ-1
2.勘察报告: 《岩土工程勘察报告》
二、设计依据
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)
三、计算信息
1.几何参数:
基础宽度 b=2.000 m
基础长度 l=1.000 m
2.基础埋置深度 dh=0.500 m
3.荷载信息:
基础底面处的附加压力
Po=(F+G)/(b*l)-γi*d=(200.000+100.000)/(2.000*1.000)-10.000=140.000 kPa 地基承载力特征值 fak=90.000 kPa
4.地面以下土层参数:
四、计算地基最终变形量
1.确定△Z长度
根据基础宽度b=2.000 m,查表5.3.6得△Z=0.3 m
3.验算地基变形计算深度:
△Sn'≤0.025*∑△Si' 【5.3.6】
△Sn'/∑△Si'=0.5255/22.8833=0.0230≤0.025，满足要求。

4.确定沉降计算经验系数ψs
Es'=∑Ai/∑(Ai/Esi)=10.905MPa
po=140.000kPa fak=90.000kPa po≥fak
查表5.3.5，得ψs=0.707
5.计算地基最终变形量s
s=ψs*s'=ψs*∑[po*(Z i*αi-Z i-1*αi-1)/Esi] 【5.3.5】 =0.707*22.8833=16.182 mm。

地基土变形模量及压缩模量计算方法1.工程实例某建筑物地基基础因天然地基承载力不能满足设计要求，故本工程采用换填垫层法进行地基处理，垫层材料采用级配良好的无侵蚀性碎石土材料，换填范围基础边每边扩出不小于1米，换填厚度不小于2.0m，压实系数不小于0.97，换填后地基承载力特征值不小于160kPa。

2.变形模量及压缩模量计算方法载荷试验的变形模量E0（MPa）和压缩模量ES（MPa），可按下式计算：①变形模量计算公式：EO =IO(1-u2)pd/s②压缩模量计算公式：ES =EO/[1-2u2/(1－u)]其中：EO—变形模量MPa；ES—压缩模量MPa；I-刚性承压板的变形系数，圆形承压板取0.785，方形承压板取0.886，矩形承压板当长宽比l/b=l.2 时，取0.809，当l/b= 2.0时，取0.626，其余可计算求得，但l/b不宜大于2；μ-土的泊松比（碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉质黏土取0.38，黏土取0.42）d-承压板直径（1平方米圆形承压板：d=0.565×2=1.13m；1平方米方形承压板：d=1m；2平方米圆形承压板：d=0.8×2=1.6m；2平方方形：d=1.415m）p-p-s曲线线性段的压力（kPa）s-与p对应的沉降（mm）3.变形模量及压缩模量计算过程依据地基静载试验得出地基承载力特征160kPa对应沉降量s为7.5mm；故该试验点变形模量及压缩模量分别为：①变形模量E O =IO(1-u2)pd/s=[0.785（1-0.27×0.27）×160kPa×1.13m]/7.5mm=17.544MPa；②压缩模量E S =EO/[1-2u2/(1－u)]=17.544MPa/[（1-2×0.27×0.27）/（1-0.27）]=14.993MPa。

计算地基变形规定
1、传至基础底面的荷载效应应采纳正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；
2、对于砌体结构应由局部倾斜值掌握；对于框架结构和排架结构应由相邻柱基沉降差掌握；对于多层或高层建筑应由整体倾斜值掌握，必要时尚应掌握平均沉降量；
3、地面有大面积堆载或基础四周有局部堆载，沉降计算应计入地面沉降引起的附加沉降；
4、应考虑相邻基础荷载影响；当基础面积系数大于0.6时，可按基础外包面积计算基底附加压力；
5、当建筑物设有地下室且埋置较深时，应考虑基坑开挖后，地基土回弹再压缩引起的沉降值；
6、对高压缩性土地基，当基底附加压力大于地基土承载力特征值的0.75时，应猜测沉降变化趋势并掌握施工期间的加荷速率；
7、宜考虑上部结构、基础与地基共同作用进行变形计算。

1、传至基础底面的荷载效应应采纳正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；
2、对于砌体结构应由局部倾斜值掌握；对于框架结构和排架结构应由相邻柱基沉降差掌握；对于多层或高层建筑应由整体倾斜值掌握，必要时尚应掌握平均沉降量；
3、地面有大面积堆载或基础四周有局部堆载，沉降计算应计入地面沉降引起的附加沉降；
4、应考虑相邻基础荷载影响；当基础面积系数大于0.6时，可按基础外包面积计算基底附加压力；
5、当建筑物设有地下室且埋置较深时，应考虑基坑开挖后，地基土回弹再压缩引起的沉降值；
6、对高压缩性土地基，当基底附加压力大于地基土承载力特征值的0.75时，应猜测沉降变化趋势并掌握施工期间的加荷速率；
7、宜考虑上部结构、基础与地基共同作用进行变形计算。

地基变形计算技巧应用Excel 进行地基变形计算的技巧赵文廷一、概述国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB500072—2002）规定：地基基础设计等级为甲级和乙级的建筑物应按地基变形设计，部分地基基础设计等级为丙级的建筑物应作地基变形验算。

国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）及国家行业标准《高层建筑岩土工程勘察规范》（JGJ72—2004 J366—2004）规定：岩土工程勘察应预测和评价天然地基变形量。

此外，对天然地基进行均匀性评价，也需要按地基变形计算方法确定钻孔的当量压缩模量。

因此，地基变形计算是岩土工程师必作的主要工作之一。

地基变形计算是一项较烦索的工作，以往手工计算，不仅重复工作量大，而且很容易出错。

如果采用电子表格进行地基变形计算，即可以提高计算效率，又可保证计算准性和精确性。

下面介绍一下应用Excel 进行地基变形计算的一些技巧。

二、地基变形计算原理及要求㈠ 地基变形计算原理地基变形计算方法有多种，国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002（以下简称规范GB50007）规定：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计算：)(1110--=-='=∑i i i i n i sis s z z E p s s ααψψ 式中 s ——地基最终变形量（mm ）；s '——按分层总和法计算的地基变形量（mm ）； 图一：地基沉降计算简图α系数 曲线s ψ——沉降计算经验系数，根据地基沉降观测资料及经验确定。

无地区经验时，可采用表1的数值；n ——地基变形计算深度范围内所划分的土层数（图一）；0p ——对应于荷载效应准永久组合时，基础底面处的附加压力（kPa ）；si E ——基础底面下第i 层土的压缩模量（MPa ），应取土层自重压力至土层自重压力与附加压力之和压力段计算；i z 、1-i z ——基础底面至第i 土层、第1-i 土层底面的距离（m ）；i α、1-i α——基础底面计算点至第i 土层、第1-i 土层底面范围内平均附加应力系数，可按规范GB50007附录K 采用；s E ——地基变形计算深度范围内当量压缩模量（MPa ），应按下式计算：∑∑=sii i s E A AEi A ——第i 土层附加应力系数沿土层厚度的积分值（kN/m ），即：)(110---=i i i i i z z p A αα∑iA ——地基变形计算深度范围内所有土层的附加应力系数沿土层厚度的积分值之和（kN/m ）；∑si i E A ——按分层总和法计算出的地基变形量（mm ），即∑sii E A s '=。

注：1. 本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值；2. 有括号者仅适用于中压缩性土；3. l为相邻柱基的中心距离(mm)；H g为自室外地面起算的建筑物高度(m)；4. 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；5. 局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6m～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

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：(5. 3. 5)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(E s)、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)；E si——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；z i、z i-1——基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)；a i、a i-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，可按本规范附录K 采用。

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a曲线；4—i-1层；5—i层表5.3.5 沉降计算经验系数ψs5.3.6 变形计算深度范围内压缩模量的当量值(E s)，应按下式计算：(5. 3. 5)式中：A i——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。

5.3.7 地基变形计算深度z n(图5. 3.5),应符合式(5..3 7)的规定。

当计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算。

(5. 3. 7)式中：△s′i——在计算深度范围内，第i层土的计算变形值(mm)；△s′n——在由计算深度向上取厚度为△z的土层计算变形值(mm)，△z见图5.3.5并按表5.3.7确定。

《地基基础设计规范》GB 50007-2011 【28条】● 3.O.2 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定:1 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；2 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；3 设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算:1) 地基承载力特征值小于130kPa ，且体型复杂的建筑；2) 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；3) 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；4) 相邻建筑距离近，可能发生倾斜时；5）地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。

4 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；5 基坑工程应进行稳定性验算；6 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。

● 3.O.5 地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定:1 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值；2 计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。

相应的限值应为地基变形允许值；3 计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0。

4 在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。

当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用的标准组合；5 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数(γo) 不应小于1.0 。