压力扩散角法-沉降计算

7.3 压力扩散角法（考虑应力历史）
7.3.1 概述
规范DGJ08-11-1999第6.4.2条计算沉降方法，主要是未能考虑桩侧土对应力扩散所起的作用以及桩端下超固结土应力历史对桩基沉降的影响，因此需根据类似工程实测资料，进行修正。

我院于2000年，完成了《上海地区密集群桩沉降计算与承载力研究》课题报告，报告根据我院所掌握大量的工程地质及沉降实测资料，根据各土层对桩基沉降的影响程度，对上海地区密集群桩的地基土进行了分类，对各规范所推荐以及常用的沉降算法进行了对比分析，探讨了其与实测沉降不符的原因，并提出了合理的沉降计算模式以及参数取值方法。

课题推荐采用压力扩散角方法，充分考虑桩端以上可塑～硬塑状粘性土或粉砂性土扩散应力的作用，其桩端下的附加压力同样按压力扩散角计算，压缩层厚度由桩端全断面起算，算到附加压力等于20％土体自重压力深度处，如图6所示。

计算模式采用分层总和法：
∑⋅∆=i i i h E P S /
式中：
i P ∆——第i 层土附加应力；
i E ——第i 层土压缩模量； i h ——第i 层土厚度。

图6 压力扩散角法计算示意图
同时，考虑到第⑧层土应力历史对沉降计算的影响，根据岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2002）第13.4.3条，对于超固结土， 当li ci p p p ->∆时：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∆+++ψ=)lg()lg(10ci i li ci li ci si
i
i
s
c p p p C p p C e h s 当li ci p p p -≤∆时：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∆++ψ=)lg(10li i li si
i
i
s
c p p p C e h s 式中：
s ψ——沉降计算经验系数，应根据类似工程条件下沉降观测资料及经验确定，本次取0.8；
c s ——地基固结沉降量；
i h ——第i 层土厚度； i e 0——第i 层土初始空隙比；
i p ——第i 层土附加应力均值（有效应力增量）
； ci C ——第i 层土压缩指数； si C ——第i 层土回弹指数； ci p ——第i 层土先期固结压力；
本工程对压缩层范围内的超固结土（主要是第⑧1层以及第⑧2-1层土），单独进行沉降计算，其附加应力利用上述压力扩散角法算得。

7.3.2 计算参数取值
根据我公司科研成果，压力扩散角与Ps 值具有较好的相关性，根据本工程岩土工程勘察报告及类似工程地层情况，各层土压力扩散角取值如表9所示：
压力扩散角计算参数 表9
压缩层厚度算至附加应力与自重应力之比为0.2处，同时考虑压缩层范围内超固结土的影响。

本工程场地在45.0～70.0m 深度范围内存在第⑧层粘性土夹砂，细分为第⑧1
层、第⑧2-1层和第⑧2-2层，其中前两层土为本工程的主要压缩层。

第⑧层粘性土力学参数见下表10：
超固结指标汇总表 表10
7.3.3计算结果
经计算，算至桩端以下15.7m 时（入土深度为52.4m ），自重应力为(433)kPa ，附加应力为(86)kPa ，应力比为0.200，各层土的沉降值见下表11：
分层计算沉降 表11
∑⋅∆=i i i h E P S /2=7.05cm。