基本介紹
- 中文名：規範沉降計算法
- 外文名：settlement calculation by specification
- 學科：建築工程
- 標準：建築地基處理技術規範
- 目的：沉降技術規範化
- 方法：分層總和法
簡介,沉降,沉降類型,兩種規範沉降計算區別,分層總和法,
簡介
規範沉降計算法是指國家公布的有關沉降計算標準和方法我國現行 《建築樁基技術規範》 (JGJ 94—2008)和 《建築地基基礎設計規範》 (GB 50007—2011)均給出了採用實體深基礎分層總和法來估算樁基沉降量的計算公式。樁基規範和地基規範均給出了樁基等效作用面上任一點的最終沉降量的計算公式，但都沒有明確規定樁基沉降計算深度按樁基等效作用面上哪個部位計算。實際工作中常採用等效作用面上中心點處的沉降計算深度。由於對樁基等效作用面上不同部位沉降量的計算結果進行修正的沉降計算經驗係數相同，因此在不考慮樁基剛度情況下， 採用中心點處的沉降計算深度來估算樁基沉降是否合理， 值得商榷。規範建議的沉降計算方法主要是基於基礎小面積 、樁數少的情況和應力區、壓縮區集中在加固區的情況得到的。因此該法中應力與模量的修正也主要注重對加固區土層的修正。當面積較大、樁數多的時候，土層壓縮和主要應力區會向下臥層集中，此時用規範方法計算沉降會有較大誤差。
沉降
地基沉降是指地基土層在附加應力作用下壓密而引起的地基表面下沉。過大的沉降，特別是不均勻沉降，會使建築物發生傾斜、開裂以致不能正常使用。現有地基沉降預測方法受其假設條件與實際存在較大不符的限制，所得沉降預測結果往往與實測沉降值之間存在較大差異。建築物荷載作用，這是普遍存在的因素；地下水位大幅度下降，相當於施加大面積荷載；施工影響，基槽持力層土的結構擾動；振動影響，產生震沉；溫度變化影響，如冬季冰凍，春季融化；浸水下沉，如黃土濕陷，填土下沉。固相礦物本身壓縮，極小，物理學上有意義，對建 築工程來說沒有意義的；土中液相水的壓縮，在一般建築工程荷載（100-600）Kpa作用下，很小，可不計；土中孔隙的壓縮，土中水與氣體受壓後從孔隙中擠出，使土的孔隙減小。
沉降類型
建築地基在長期荷載作用下產生的沉降，其最終沉降量可劃分為三個部分：初始沉降（或稱瞬時沉降）、主固結沉降（簡稱固結沉降）及次固結沉降。
初始沉降
初始沉降又稱瞬時沉降，是指外荷加上的瞬間，飽和軟土中孔隙水尚來不及排出時所發生的沉降，此時土體只發生形變而沒有體變，一般情況下把這種變形稱之為剪下變形，按彈性變形計算。在飽和軟粘土地基上施加荷載，尤其如臨時或活荷載占很大比重的倉庫、油罐和受風荷載的高聳建築物等，由此而引起的初始沉降量將占總沉降量的相當部分，應給以估算。
主固結沉降
次固結沉降
次固結沉降量常比主固結沉降量小得多，大都可以忽略。但對極軟的粘性土，如淤泥、淤泥質土，尤其是含有腐殖質等有機質時，或當深厚的高壓縮性土層受到較小的壓力增量比作用時，次固結沉降會成為總沉降量的一個主要組成部分，應給以重視。
兩種規範沉降計算區別
計算部位：樁基規範法的中心點處的沉降計算深度大於接近角點處的沉降計算深度。地基規範的接近角點處的沉降計算深度大於中心點處的沉降計算深度。
附加應力：樁基規範的沉降計算深度隨附加應力增大而增大。地基規範的沉降計算深度與附加應力大小無關。
承台底面寬度：樁基規範的沉降計算深度隨承台底面寬度增大而減小；地基規範的沉降計算深度隨承台底面寬度增大而增大。
樁長：樁基規範的沉降計算深度隨樁長增大而增大；地基規範的沉降計算深度與樁端下壓
縮模量大小變化有關。
土的容重：樁基規範的沉降計算深度隨土容重增大而減小，有可能出現兩個沉降計算深度；地基規範的沉降計算深度與土容重無關。
土的壓縮模量：樁基規範的沉降計算深度與土壓縮模量無關；地基規範的沉降計算深度隨壓縮模量增大而減小，有可能出現兩個以上的沉降計算深度。
分層總和法
分層總和法是在地基沉降計算深度範圍內劃分為若干層，計算各分層的壓縮量，然後求其總和。計算時應先按基礎荷載、基底形狀和尺寸、以及土的有關指標確定地基沉降計算深度，且在地基沉降計算深度範圍內進行分層，然後計算基底附加應力，各分層的頂、底面處自重應力平均值和附加應力平均值。通常假定地基土壓縮時不允許側向變形（膨脹），即採用側限條件下的壓縮性指標。為了彌補這樣得到的沉降量偏小的缺點，通常取基底中心點下的附加應力進行計算。國家規範計算地基沉降的方法基礎都是分層總和法，本法計算的物理概念清楚, 計算方法也很容易，易於在工程單位推廣套用。但該方法本身一些假定與工程實際不符, 同時也與經典彈性解答的假定不一致。 關鍵在假定土的變形條件為側限條件，即在建築物荷載作用下，地基土層只產生豎向壓縮變形，側向不能膨脹變形，與經典彈性理論的假定不一致，也與實際土有一定的差距。
