談談土的變形的有關問題

李強 揚州工業職業技術學院建筑工程系

談談土的變形的有關問題

李強 揚州工業職業技術學院建筑工程系

房屋的下部結構是指基礎與地基，對基礎的要求是滿足足夠的強度、剛度、穩定性。對地基的要求是滿足足夠強度和變形。這里的強度是指土的承載力，這里的變形到底是怎么一回事，它到底有多重要，到底要掌握那些具體內容，尤其在施工中到底要注意那些問題，本文從以下幾個方面來闡述。

沉降量計算；變形特征值；施工沉降觀察

一、土中的應力

一旦建筑物放在地基土上，土中必然產生一系列的力學現象，那就是土的自重應力、基底壓力、基底附加壓力、土中的附加應力。而土的附加應力對土的沉降起著決定性的影響，那么土的附加應力是怎樣計算的呢，列表說明：

要注意以下問題：

1、工程上屬于哪種情況要對號入座。2、公式中所涉及P、a0、ad、at1、at2、a1、a2、a3、a4、ac一定要慎重。3、要學會單插、雙插法。4、要會作出σz在各種情況下的應力分布圖。

二、土的壓縮曲線

土的壓縮曲線是土的地質勘測報告書中的一個必不可少的內容，也是沉降計算一個重要參數，一般在室內壓縮機上進行，用取原始狀態四個土樣，分別加的垂直荷載為50、100、200、300kpa，分別測得e0e1、e2、e3、e4。（ei=e0-si/H（1+e0））從壓縮曲線上得出以下結論：1、壓縮系數。2、壓縮指數。3、壓縮模量。4、變形模量。5、土的前期固結應力。以上結論都取決于壓縮曲線的準確性，尤其是粘性土Si的讀數一定要等待土沉降穩定后才可以讀，否則不準。

三、分層總和法

（一）、求基礎中心點的最終沉降量。其結果比較精確，但比較煩瑣。

（二）、具體步驟：

1、每層的厚度為0.4b。

2、一直分到σz=0.2 σcz（一般土）、σz=0.1 σcz（軟土）。

3、Si=（e1i-e2i）/1+e1i*hi 。

4、S=Σ Si 。

（三）、必備條件：必須要提供土的壓縮曲線。

四、規范法

按照《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）的規定進行的，即按天然土層來分層，并且在每一層中取平均壓縮模量和平均附加應力系數進行計算。這里的兩個關鍵問題一是沉降深度確定（Zn=b（2.5-0.4lnb）(無相鄰基礎)。二是要演算最后的解是否滿足規范要求。

五 、彈性計算法

根據彈性力學推出公式S=(1-u2)/E0ω BPo為沉降系數、b為基礎寬度、Eo為土的變形模量、u為土的泊松比、Po為基底附加壓力。

以上三種方法是談土的最終沉降量的計算。

六、某時刻土的沉降量的計算

目前仍然采用1923年美國太沙基的單向滲透固結理論，其具體步驟如下：

七、變形特征值

（一）、變形的特征值如下：1、沉降量：一般指基礎中心點沉降量。2、沉降差：指相鄰兩基礎的沉降之差。3、傾斜：指基礎傾斜方向兩端點沉降差與其距離的比值。4、局部傾斜：承重砌體沿縱強6～10M內基礎兩點的沉降差與其距離之比。

（二）、變形容許值：一般有兩種方法確定，一是理論分析法、二是經驗統計法。目前絕大多數采用經驗統計法，即《建筑地基基礎設計規范》列出的建筑物地基變形允許值。

綜上所說所謂土的變形滿足就是指實際發生的變形特征值小于規范規定的允許值，否則變形不能滿足。尤其是指重要及特別重要的建筑物必須要驗算。對于某時刻的沉降量計算對施工進度有著重要影響，如果土還在沉降著，就開始抹灰，抹灰層必然會導致結構沉降而帶來的開裂，所以說一味強調施工速度，而不顧土的變形顯然是錯誤的。

八、建筑物沉降觀察

建筑物沉降觀察是單位工程施工組織設計的一個重要內容。要確保建筑物安全可靠而必須進行的一項工作，其內容如下：

（一）、搜集資料和編寫計劃

1、觀察對象所在地區的總平面圖。2、該地區工程地質勘測資料。3、觀察對象的全套圖紙。4、上部和下部結構荷載設計資料。5、施工進度表。6、根據以上的具體資料編寫沉降的計劃。即觀察目的、任務、水準基點和觀察點位置、觀察方法和精度要求、觀察時間和次數等。

（二）、水準基點設置：水準基點設設置以保證其穩定可靠的原則，宜設置在基巖或壓縮性較低的土層上。水準基點位置宜靠近觀察對象，但必須在建筑物所產生壓力影響范圍以外，一般在30～80m，在一個觀察區內水準基點不少于3個以便進行相互校核。

（三）、觀察點設置：觀察點設置應能全面反映建筑物的變形，并結合地質情況確定，數量不少于6個，并盡量設置在建筑物有代表性的部位，如建筑物四周角點、中點、轉角點、沉降縫兩側、寬度大于15米的建筑物內部承重墻上、同時盡可能布置在建筑物縱橫軸線上。

（四）、水準測量： 1、儀器采用高精度DS0.5DS1水準儀。2、按照貳級水準測量標準。3、視線長度為20～30米，視線高度不宜低于0.3米。4、采用閉合法。5、隨著建筑物荷載逐層增加，而相應地進行逐層測量，每層的測量時間間隔可隨著時間的推移二增大。6、沉降觀察期限，原則上應待沉降穩定后，觀察工作才能結束。7、每次測量時，均應記錄建筑物使用情況，并檢查各部位有無裂縫出現以便及時采取措施。

（五）、觀察資料的整理：沉降觀察資料整理要及時，測量后應立即算出各個測點標高、沉降量、和累計沉降量，并根據觀察結果繪出荷載-時間-沉降關系實測曲線，并經成果分析，提交觀察報告書。

[1]陳曉平主編.土力學與地基基礎.武漢理工大學出版社

[2]吳湘興主編.土力學及地基基礎. 武漢大學出版社

[3]胡森主編.土力學與基礎工程. 黃河水利出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.21.023