談談土的變形的有關問題

李強 揚州工業(yè)職業(yè)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(yè)職業(yè)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(wěn)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(xiàn)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(shù)，一般在室內壓縮機上進行，用取原始狀態(tài)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(shù)。2、壓縮指數(shù)。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(shù)一定要等待土沉降穩(wěn)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(guī)范法

按照《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）的規(guī)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(shù)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(guī)范要求。

五 、彈性計算法

根據(jù)彈性力學推出公式S=(1-u2)/E0ω BPo為沉降系數(shù)、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(tǒng)計法。目前絕大多數(shù)采用經驗統(tǒng)計法，即《建筑地基基礎設計規(guī)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(fā)生的變形特征值小于規(guī)范規(guī)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(qū)的總平面圖。2、該地區(qū)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(jù)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(shù)等。

（二）、水準基點設置：水準基點設設置以保證其穩(wěn)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(qū)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(shù)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(wěn)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(xiàn)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(jù)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