最新地基沉降固结度计算案例

110GIS沉降计算（修改压缩层深度）实例沉降计算简化计算书 CJ-1项目名称_110GIS基础沉降__简化模型如下一. 计算条件西侧基础(1) 基础数据基础长 L (m) 9.335基础宽 B (m) 2.000基底标高(m) -1.900基础顶轴力准永久值(kN) 27.000L向弯矩准永久值Mx(kN-m) 0.000B向弯矩准永久值My(kN-m) 0.000基础与覆土的平均容重(kN/m3) 20.000 经验系数ψs 1.000压缩层厚度(m) 16.330沉降点坐标 X0(m) 0.000沉降点坐标 Y0(m) 0.000(2) 平剖面图(3) 土层列表二. 计算结果底板净反力 (kPa):最大= 20.03 最小=20.03 平均= 20.03角点 q1 = 20.03 q2 = 20.03 q3 = 20.03 q4 = 20.03按地基规范GB5007-2002表5.3.5沉降计算经验系数= 1.109(P0≥fak) 和0.809(P0≤0.75fak)东侧基础(1) 基础数据基础长 L (m) 9.335基础宽 B (m) 2.000基底标高(m) -2.840基础顶轴力准永久值(kN) 67.000L向弯矩准永久值Mx(kN-m) 0.000B向弯矩准永久值My(kN-m) 0.000基础与覆土的平均容重(kN/m3) 20.000经验系数ψs 1.000压缩层厚度(m) 24.890沉降点坐标 X0(m) 0.000沉降点坐标 Y0(m) 0.000 (2) 平剖面图(3) 土层列表二. 计算结果底板净反力 (kPa):最大= 21.55 最小=21.55 平均= 21.55角点 q1 = 21.55 q2 = 21.55 q3 = 21.55 q4 = 21.55按地基规范GB5007-2002表5.3.5沉降计算经验系数= 1.100(P0≥fak) 和0.800(P0≤0.75fak)沉降差=13.55-12.16=1.39mm。

换填垫层法1、某独立基础尺寸为，基底埋深1.5m，荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的荷载为280kN，土层分布：第一层为粉土，厚1m，；第二层为淤泥质土，厚5m，，承载力特征值，拟将基底淤泥用灰土垫层进行换填，换填厚度1.5m，垫层重度，试计算下卧承载力。

固结预压法2、某饱和粘性土厚度10m，初始孔隙比，压缩系数，渗透系数，该土层顶面作用有大面积堆载，计算在双面排水条件下，加载一年时的固结度及沉降达到160mm所需的时间。

强夯法3、某软粘土地基天然含水量，液限，采用强夯置换法进行地基处理，夯点采用正三角形布置，间距 2.5m，成墩直径为1.2m，根据检测结果，单墩承载力特征值，计算处理后复合地基承载力特征值为多少。

振冲碎石桩法4、某工程要求地基加固后承载力特征值达到155kPa，初步设计采用振冲碎石桩复合地基加固，桩径取0.6m，桩长取10m，正方形布桩，桩中心距为1.5m，经试验得桩体承载力特征值，复合地基承载力特征值为140kPa，未达到设计要求，问在桩径、桩长和布桩形式不变的情况下，桩中心距最大为何值时才能达到设计要求。

砂石桩法5、某粘土场地采用砂石桩处理，天然地基承载力为80kPa，处理后复合地基承载力为160kPa，已知砂桩桩体承载力为320kPa，拟采用正方形布桩，桩径0.8m，试计算砂桩间距宜为多少？水泥土搅拌桩6、某淤泥质粘土场地拟建一栋宿舍楼，淤泥质土层厚12m，承载力特征值为70kPa，采用水泥搅拌桩对该地基进行处理，桩侧阻力特征值取9kPa，搅拌桩穿透淤泥质土层支撑于粉砂层上，桩端承载力折减系数a=0.5；搅拌桩桩径为0.5m，水泥土试块90天龄期立方体抗压强度平均值为2.0MPa，桩身强度折减系数为0.3，桩间土折减系数为0.75，若要求复合地基承载力特征值达到150kPa，试计算三角形布桩时的桩间距。

CFG桩法7、某工程场地为软土地基，承载力特征值为80kPa，拟采用CFG桩复合地基处理，桩径为0.5m，按正三角形布桩，桩距s=1.1m，要求复合地基承载力特征值为180kPa，桩间土承载力折减系数为0.4，置换率为0.2，单桩承载力特征值及加固土试块立方体抗压强度平均值应为多少？。

3 地基应力和沉降典型范例【例3-1】有一矩形基础放置在均质粘性土层上,如图所示。

基础长度l=10m，宽度b=5m，埋置深度d=1.5m，其上作用着中心荷载P=10000kN。

地基土的天然湿重度为20kN/m3，土的压缩曲线如图所示。

若地下水位距基底2.5m，试求基础中心点的沉降量。

【解题思路】本例题是典型的利用现有地基沉降量计算规范法计算建筑物地基沉降的算例，在计算中主要把握好规范法计算各个步骤，计算公式应用正确。

具体步骤可以见教材说明。

【解答】（1）基底附加压力由l/b=10/5=2<10可知，属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为基底净压力为（2）对地基分层因为是均质土，且地下水位在基底以下2.5m处，取分层厚度H i=2.5m。

（3）各分界层面的自重应力计算（注意：从地面算起）根据分界层面上自重应力，绘制自重应力分布曲线，如图所示。

（4）各分界层面的附加应力计算该基础为矩形，属空间问题，故应用“角点法”求解。

为此，通过中心点将基底划分为4块相等的计算面积，每块的长度l1=5m，宽度b1=2.5m。

中心点正好在4块计算面积的公共角点上，该点下任意深度z i处的附加应力为任一分块在该处引起的附加应力的4倍，计算结果如下表所示。

附加应力计算成果表 位 置 z i z i/b l/b Kc0 0 0 2 0.2500 170 1 2.5 1.0 2 0.1999 136 2 5.0 2.0 2 0.1202 82 3 7.5 3.0 2 0.0732 50 4 10.0 4.0 2 0.047432 512.55.020.032822根据分界层面上附加应力，绘制附加应力分布曲线，如图所示。

（5）确定压缩层厚度从计算结果可知，在第4点处有 ，所以，取压缩层厚度为10m 。

（6）计算各分层的平均自重应力和平均附加应力 （7）初始孔隙比和压缩稳定后的孔隙比层 次平均自重应力 （kPa ） 平均附加应力 （kPa ） 加荷后总的应力（kPa ） 初始孔隙比压缩稳定后的孔隙比Ⅰ 55 153 208 0.935 0.870 Ⅱ 94 109 203 0.915 0.870 Ⅲ 122 66 188 0.895 0.875 Ⅳ 150 41 191 0.885 0.873（8）计算地基的沉降量分别计算各分层的沉降量，然后累加即地基最终沉降量【例3-2】柱荷载F=1190kN，基础埋深d=1.5m，基础底面尺寸l×b＝4m×2m；地基土层如图所示，试用《地基规范》方法计算该基础的最终沉降量。

软土路基固结度实例分析摘要：结合工程实例，根据实测沉降值采用双曲线法推算最终沉降值，分别与分层总和法和有限单元法计算地基的沉降值进行比较，分析产生差异的原因，最终得出结论：用双曲线法推算最终沉降比分层总和法和有限单元法更接近实际。

关键词：固结度；沉降；双曲线法；分层总和法；有限单元法1引言软土路基地基固结度，是关系能否铺轨（公路为铺设路面）以及影响工后沉降的重要指标。

地基土固结度的计算方法有以下三种，但实质是一样的，就是采用不同的方法确定地基土的最终沉降。

方法一：根据现有的沉降观测资料，按双曲线法预测地基的最终沉降，将现已经完成的沉降量除以推算的最终沉降，得到地基土的固结度。

方法二：根据分层总和法计算荷载作用下的总沉降量，然后将已完成的沉降量除以，得到地基土的固结度。

方法三：采用平面有限元分析在荷载作用下地基的沉降变化，然后将除以计算得到的沉降，即得的地基土的固结度。

本文以某大桥桥头路基K36+871为例，结合实测沉降数据，计算分析地基土的固结度。

2固结度分析K36+871属于桥头路基，采用塑料排水板+土工格栅加固软土地基。

土工格栅对地基土的均匀沉降以及对路堤填土有约束作用；塑料排水板对加快地基土排水固结及增强地基土的强度具有重要的作用。

2.1用双曲线法推算地基的最终沉降取沉降初始值=58mm为初始状态，从实测值中求得系数，。

最终沉降，而半年后观测的沉降，从和相比较看，地基土的固结度达到了95%，地基土的沉降基本上已经完成。

2.2用分层总和法求地基在路基荷载作用下的沉降附加应力计算对称梯形荷载作用下地基内任一点的应力可用弹性理论求得。

其附加应力的计算图式见图1，计算公式如下：下式中是指CO′的长度，是指OO′的长度，是指M点距离中心轴的水平距离。

图1 梯形荷载作用下地基附加应力计算图式(1)令，，，则：(2)其中(3)其中其中即得(4)K36+871断面填土标高为7.01m，原地面标高为2.67m，实际填土高为4.347m 高，按照1：1.5放坡，可得到，，计算路基中心地基的沉降，所以，路基荷载，按照上述公式可以分别计算地表以下0.9m，1.8m，2.7m，4.6m，6.35m，8.1m，9.85m，11.6m，13.35m，15.1m，17.1m，19.1m等各点的附加应力，其值见下表所示。

地基沉降量计算地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。

在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。

一、分层总和法计算地基最终沉降量计算地基的最终沉降量，目前最常用的就是分层总和法。

（一）基本原理该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。

地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（e i、E s、a）进行计算，有：变换后得：或式中：S--地基最终沉降量（mm）；e--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；1e--地基受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比；2H--土层的厚度。

计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。

然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量S i。

最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：（二）计算步骤1）划分土层如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足H i≤0.4B（B为基底宽度）。

2）计算基底附加压力p03）计算各分层界面的自重应力σsz和附加应力σz；并绘制应力分布曲线。

4）确定压缩层厚度满足σz=0.2σsz的深度点可作为压缩层的下限；对于软土则应满足σz=0.1σsz；对一般建筑物可按下式计算z n=B(2.5-0.4ln B)。

5）计算各分层加载前后的平均垂直应力p=σsz； p2=σsz+σz16）按各分层的p1和p2在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、E s等其它压缩性指标7）根据不同的压缩性指标，选用公式（4-9）、（4-10）计算各分层的沉降量S i8）按公式（4-11）计算总沉降量S。

分层总和法的具体计算过程可参例题4-1。

例题4－1已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴向荷载N=1250kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。