工厂地面沉降计算
常用的地基沉降计算方法
6.3 常用的地基沉降计算方法这里所讲的地基沉降量是指地基最终沉降量，目前常用的计算方法有：弹性力学法、分层总和法、应力面积法和考虑应力历史影响的沉降计算法。
所谓最终沉降量是地基在荷载作用下沉降完全稳定后的沉降量，要达到这一沉降量的时间取决于地基排水条件。
对于砂土，施工结束后就可以完成；对于粘性土，少则几年，多则十几年、几十年乃至更长时间。
6.3.1 计算地基最终沉降量的弹性力学方法地基最终沉降量的弹性力学计算方法是以Boussinesq 课题的位移解为依据的。
在弹性半空间表面作用着一个竖向集中力P 时，见图6-5，表面位移w (x, y, o )就是地基表面的沉降量s ：E r P s 21μπ-⋅= （6-8）式中 μ—地基土的泊松比；E —地基土的弹性模量（或变形模量E 0）；r —为地基表面任意点到集中力P 作用点的距离，22y x r +=。
对于局部荷载下的地基沉降，则可利用上式，根据叠加原理求得。
如图6-6所示，设荷载面积A 内N （ξ，η）点处的分布荷载为p 0（ξ，η），则该点微面积上的分布荷载可为集中力P= p 0（ξ，η）d ξd η代替。
于是，地面上与N 点距离r =22)()(ηξ-+-y x 的M （x, y ）点的沉降s （x, y ），可由式（6-8）积分求得：⎰⎰-+--=Ay x d d p E y x s 22002)()(),(1),(ηξηξηξμ （6-9）从式（6-9）可以看出，如果知道了应力分布就可以求得沉降；反过来，若沉降已知又图6-5 集中力作用下地基表面的沉降曲线图6-6 局部荷载下的地面沉降（a ）任意荷载面；（b ）矩形荷载面可以反算出应力分布。
对均布矩形荷载p 0（ξ，η）= p 0=常数，其角点C 的沉降按上式积分的结果为：021bp E s c ωμ-= （6-10）式中 c ω—角点沉降影响系数，由下式确定：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++=)1ln()11ln(122m m mm m c πω （6-11）式中 m=l/b 。
常用的地基沉降计算方法
常用的地基沉降计算方法地基沉降计算是工程施工中非常重要的一项计算工作，它可以用于预测地基沉降的大小和速率，帮助工程师进行地基设计和施工安排。
下面将介绍几种常用的地基沉降计算方法。
1.标贯法：标贯法是用于预测地基沉降的一种常用方法。
它通过在地基中插入一根钢质钻杆并运用连续冲击力将其驱入地基，然后根据所需驱入力和驱入深度来计算地基沉降。
这种方法简单快捷，适用于较小规模的工程。
2.应变曲线法：应变曲线法也是一种常用的地基沉降计算方法。
它通过在地基中安装应变计和标尺，测量地基在不同深度下的应变变化，然后根据应变-应变曲线来计算地基沉降。
这种方法适用于较大规模的工程，但需要一定的测量设备和专业知识。
3.弹性地基沉降计算方法：弹性地基沉降计算方法是一种常用的地基沉降计算方法。
它基于地基的弹性性质，通过分析地基的应力-应变关系来计算地基沉降。
这种方法适用于弹性土层和较小的地基变形。
4.孔隙水压力法：孔隙水压力法是一种基于地下水压力变化来计算地基沉降的方法。
它通过在地基中安装压力计和水位计，测量地下水位和孔隙水压力变化，然后根据孔隙水压力-应力关系来计算地基沉降。
这种方法适用于饱和土层和较高地下水位的情况。
5.数值模拟法：数值模拟法是一种较为精确的地基沉降计算方法。
它通过将地基和加载条件建模，并应用数值计算方法求解其力学行为，然后根据计算结果来预测地基沉降。
这种方法适用于复杂的工程和土层情况，但需要一定的计算资源和专业知识。
综上所述，地基沉降计算方法多种多样，选择适合的方法需要考虑工程规模、土层情况、测量条件和计算资源等因素。
工程师在进行地基沉降计算时应根据实际情况选择合适的方法，并结合实测数据和经验判断，以得到准确可靠的地基沉降预测结果。
基坑开挖降水引起的地面下沉计算公式
基坑开挖降水引起的地面下沉计算公式地面下沉量的计算公式如下：
ΔG=ΔH×γ
其中，ΔG表示地面下沉量，ΔH表示地下水位上升量，γ表示土体
压缩系数。
地下水位上升量的计算公式如下：
ΔH=Σ(Δh)
其中，ΔH表示地下水位上升量，Δh表示每个降水期间的地下水位
上升量。
每个降水期间的地下水位上升量的计算公式如下：
Δh=A×(1-S_s)/(S_w×(1+e))
其中，Δh表示每个降水期间的地下水位上升量，A表示降水量，S_s
表示地下水位下方土层的饱和度，在无降水条件下，该土层的饱和度为1；S_w表示吸力饱和饱和度，表示地下水位上方土层的饱和度，在无降水条
件下为0；e表示地下水位下的土层的孔隙比。
土体压缩系数的计算公式如下：
γ=e/(1+e)
其中，γ表示土体压缩系数，e表示地下水位下的土层的孔隙比。
综上所述，通过以上公式可以计算出基坑开挖降水引起的地面下沉量。
然而，需要注意的是，这些公式是根据土体力学和水文地质方面的理论推
导得出的，实际应用时还需要进行现场监测和实测数据的验证，以提高计算结果的准确性和可靠性。
常用的地基沉降计算方法
常用的地基沉降计算方法
一、弹性模型法
弹性模型法是地基沉降计算的一种常用方法，它基于弹性体理论，直接应用中等体积条件，利用K值表面积比来估算计算地基沉降。
1.原理及公式
弹性模型法是假设地基是一种脆性材料，按照体积稳定原理，当在地基上发生荷载时，地基沉降量s可表示为：
s=K·q/F
其中：
s：地基沉降量，m；
K：沉降系数，m/t；
q：表面单位荷载，t/m2；
F：表面积，m2
2.计算方法
（1）选择沉降系数K。
一般情况下，K的取值可根据工程案例计算，也可以参考试验结果或文献资料中给出的K值，另外，也可根据地基材料的弹性模量E和泊松比μ确定：
K=1.8(G/E)1/2+2.8(μ/E)1/3
其中：G为地基材料的弹性模量，Pa；E是弹性模量，Pa；μ是泊松比。
（2）确定计算点位及坐标系。
根据工程实际情况确定计算点位及确
定坐标系，通常坐标系以空间坐标系为准；
（3）计算沉降量s。
根据系数K和地基单位面积荷载q计算沉降量s，计算公式为：
s=K·q/F
其中：K为沉降系数，m/t；q为地基单位面积荷载，t/m2；F为表面积，m2
（4）结果分析。
场地大面积堆载沉降计算
场地大面积堆载沉降计算
工程场地平整，地表堆填大面积碎石素填土，填土厚度0.30-3.20m。
由于场区上部存在厚软土层，在大面积堆载作用下将不可避免产生较大的沉降和不均匀沉降。
本次堆载沉降估算所需参数和条件如下：
１，碎石填土容重取19KN/m3，填土厚度取2.0m，地下水位标高1.80m，场地整平高程2.80m。
由于大面积均布堆载作用，不考虑地基附加应力的扩散。
地下水位以下计算重度取浮容重。
３，土层最终沉降量公式
S∞＝(a/(1+e0))△P.H＝△P.H/Es
式中：S∞：土层最终沉降量
a：压缩系数
e0：初始孔隙比
△P：堆载施加于土层上的平均荷载
H：计算土层厚度
Es：土层压缩模量
总沉降量等于计算深度内各土层沉降量的总和
4，沉降计算深度Zn：附加应力与土自重应力比重比值为0.1时深度。
经计算，Zn=31.0-32.0m,计算到4-1层底部。
5,压缩系数根据各土层ｅ－ｐ曲线中的自重应力和附加应力及其所对应的孔隙比（ei）计算而得，具体计算参数和估算成果见下表。
根据经验，高压缩性土在施工期间完成的沉降量大约5％-20％，即约16-63mm。
常用沉降计算方法(1)
1、 弹性理论计算式将地基视为半无限各向同性弹性体，根据弹性理论可得到沉降计算公式。
在集中力P 作用下，半无限弹性体中点A （x,y,z ）处的竖向应变z ε表达式为)]([1y x z z E σσμσε+-=上式中点A 处的附加应力x σ、y σ和z σ可采用布辛涅斯克解，地面上某点（x,y,0）处的沉降可通过积分得到，⎰+-==222)1(y x E P dz s z πμε在半无限弹性体上作用有均布柔性圆形荷载，荷载密度为p,荷载作用区半径为b,直径为B=2b 。
类似前面分析，可以通过积分得到地基中土体竖向位移表达式为])1([)1(12I I bz E pb s μμ-++= 2、 分层总和法分层总和法是一类沉降计算方法的总称，在这些方法中，将压缩层范围内的地基土层分成若干层，分层计算土体竖向压缩量，然后求和得到总竖向压缩量，即总沉降量。
在分层计算土体压缩量时，多数采用一维压缩模式。
竖向应力采用弹性理论解。
压缩模量采用压缩试验测定，如采用e-p ’曲线，或e-logp ’曲线。
(1) 普通分层总和法将压缩层范围内土层分成n 层，应用弹性理论计算在荷载作用下各土层中的附加应力。
采用压缩试验所得的土体压缩性指标，分层计算各土层的压缩量，然后求和得到沉降量。
沉降计算公式如下：∑∑===∆=n i ni i i i H ss 11ε根据应用的土体压缩性指标，可改写下述几种形式。
直接采用压缩试验e-p ’曲线，考虑01e e+∆-=ε，可改写为下述形式，∑=+-=ni i i i i H e e e s 11211采用压缩系数表示，可改写为下述形式，∑∑==+∆=+-=ni n i i i i i i i i i i H e p a H e p p a s 11111211)(采用压缩模量表示，可改写为下述形式，∑=∆=ni i si i H E p s 1采用体积压缩系数表示，可改写为下述形式，∑=∆=ni i i vi H p ms 1在计算中附加应力一般取基础轴线处的附加应力值，以弥补采用该法计算得到的沉降偏小的缺点。
沉降计算公式
沉降计算公式沉降计算在工程领域可是个相当重要的环节，咱今天就来好好聊聊沉降计算公式。
先给大家举个例子，我曾经参与过一个小区建设项目。
在施工过程中，我们特别关注地基的沉降情况。
有一块地，看上去平平坦坦，但在打地基的时候，发现了一些隐藏的问题。
那就是这地下面的土层分布不均匀，有的地方软，有的地方硬。
这可就给我们的工程带来了不小的挑战。
沉降计算的公式呢，其实就像是一把解开土地沉降之谜的钥匙。
比如说分层总和法，这是个常用的方法。
它的基本思路就是把地基土分成若干层，分别计算每一层的沉降量，然后加起来就得到总的沉降量。
计算公式大致是这样：$S=\sum_{i=1}^{n}\frac{e_{1i}-e_{2i}}{1+e_{1i}}h_{i}$ 。
这里的 $e_{1i}$ 和 $e_{2i}$ 分别是第$i$ 层土压缩前和压缩后的孔隙比，$h_{i}$ 是第 $i$ 层土的厚度。
在实际应用中，可没这么简单。
得先确定地基土的压缩性指标，这就需要进行大量的土工试验。
比如说，要测量土的重度、含水量、孔隙比等等。
这可真是个细致活儿，一点都马虎不得。
就像我们那个小区项目，为了准确得到这些数据，我们的工程师和技术人员在工地上忙前忙后，取样、试验，那认真劲儿，就像是在对待一件珍贵的宝贝。
还有规范法，它相对分层总和法来说，考虑的因素更多一些，也更符合实际情况。
沉降计算还得考虑很多其他因素，比如建筑物的荷载分布、基础的形状和尺寸、土层的应力历史等等。
有时候，一个小小的因素没考虑到，计算结果就可能大相径庭。
我记得有一次，我们在计算一个高层建筑的沉降时，最初因为忽略了地下水位的变化对土层性质的影响，结果算出来的沉降量和实际监测的数据相差很大。
这可把我们急坏了，赶紧重新梳理计算过程，把这个因素考虑进去，才得到了比较准确的结果。
所以说，沉降计算可不是简单地套个公式就行，得综合考虑各种因素，仔细分析，才能得出可靠的结果。
总之，沉降计算公式虽然看起来复杂，但只要我们掌握了其中的原理，结合实际情况，认真分析，就能够为工程建设提供有力的支持，确保建筑物的安全和稳定。
地面沉降预测参数的变化规律与计算方法
地面沉降预测参数的变化规律与计算方法地面沉降是指由于人类活动或地质作用导致地面下沉的现象。
地面沉降预测参数即预测地面沉降的一些关键参数，包括沉降量、变形速度、影响范围等。
下面将介绍地面沉降预测参数的变化规律与计算方法。
地面沉降量是指地面从原始高程下降的距离。
其变化规律与计算方法取决于沉降原因、地质条件、时间和空间分布等因素。
-沉降原因：不同的沉降原因会导致地面沉降的不同变化规律。
例如，地下水开采导致的地面沉降通常呈现出中心沉降、边缘沉降和环形沉降等形式；地下采矿导致的地面沉降则呈现为矿井周围辐射状沉降。
-地质条件：地质条件对地面沉降的影响很大。
例如，软弱地基往往容易发生大幅度的沉降，而岩石地基则相对稳定。
根据地质勘探数据，可以采用地质模型来计算地面沉降量。
-时间和空间分布：地面沉降通常是一个随时间逐渐发展的过程。
在时间上，沉降速度可能会逐渐减小、稳定下来或呈周期性变化。
在空间上，沉降通常具有不均匀性，呈现出不同区域的沉降量差异。
地面沉降量的计算方法多种多样，根据具体情况选择适合的方法。
常用的计算方法包括经验公式法、解析解法、有限元法等。
其中，有限元法是一种较为精确的计算方法，可以考虑复杂的地质结构和荷载情况。
地面沉降速度是指地面沉降的变形速率，可以用来评估沉降的快慢和趋势。
地面沉降速度的变化规律与计算方法和地面沉降量有一定的关联。
-沉降原因：地面沉降速度受不同沉降原因的影响。
例如，地下水开采引起的地面沉降速度通常呈现先快后慢的变化趋势；地下采矿引起的地面沉降速度一般呈现出初始快速增长，然后逐渐趋于稳定的规律。
-时间和空间分布：地面沉降速度通常随时间的推移而发生变化。
在时间上，沉降速度可能在初始阶段较大，然后逐渐减小并趋于稳定。
在空间上，不同区域的沉降速度可能有较大差异。
地面沉降速度的计算方法与地面沉降量类似，可以根据具体情况选择合适的方法。
常用的计算方法包括利用监测数据进行趋势分析和通过模型计算等。
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工厂地面沉降计算
摘要:以规范为依据,结合工程实例进行工厂地面沉降量的计算,并估算沉降量随时间的变化关系。
关键词:地基基础沉降
1.计算依据
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
第5.3.5条:
s=ψss’=ψs∑ni=1P0/Esi(ziai-zi-1ai-1)(5.3.5)
式中
s---地基最终变形量(mm);
s’---按分层总和法计算出的地基变形量;
ψs---沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,无地区经验时可采用表5.3.5数值;
n---地基变形计算深度范围内所划分的土层数(图5.3.5);
p0---对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力(kPa);
Esi---基础底面下第i层土的压缩模量,应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算(MPa);
zi,zi-1---基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m);
ai,ai-1)---基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数,可按本规范附录K采用。
注:Es为变形计算深度范围内压缩模量的当量值,应按下式计算:Es=∑Ai/>=∑Ai/Esi
式中Ai---第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。
2.工程实例
该工程位于大连开发区董家沟镇,隶属开发区中心工业区。
2.1地质条件
1)素填土①:黄褐色,稍密,稍湿,主要由强风化板岩碎块及粘性土等组成,压缩模量17Mpa。
2)素填土②:黄褐色,松散,稍湿,主要由强风化板岩碎块及粘性土等组成,压缩模量15Mpa。
3)粉质粘土:灰褐色,软塑-可塑,无摇震反映,压缩模量7Mpa。
4)粉细砂:灰褐色,湿,松散,压缩模量6.5Mpa。
5)碎石:黄褐色,中密,压缩模量21Mpa。
6)强风化糜棱岩:灰褐色,强风化。
岩体基本质量等级为V类,地基承载力特征值fak=400kpa。
根据地勘资料,取最不利钻孔进行沉降计算,重型动力触探及标准贯入试验结果如下。
2.2计算条件
工厂宽度126m,6m一道分仓缝,地面采用200mm厚C25钢筋砼,活荷载标准值为50kN/m2,准永久值分项系数为0.85
地面板长L (m)126.000
地面宽 B (m) 6.000
地面标高(m)0.000
地面顶轴力准永久值(kN) 32130.000
地面与覆土的平均容重(kN/m3) 20.000
经验系数ψs0.700
压缩层厚度(m) 11.200
2.3计算结果
底板净反力(kPa):平均= 42.50
各层土的压缩情况:
总沉降量= 0.700*22.20 = 15.54(mm)
2.4沉降随时间变化的关系
计算依据:唐业清主编的《简明地基基础设计施工手册(中国建筑工业出版社2003年11月第一版)》
第三章地基基础,第二节地基的应力与变形,八地基沉降与时间的关系计算如下:
2.4.1依据以上资料,取eo=0.8、a=0.5、k=0.018m/年。
2.4.2土的固结系数(cv)为:
=
2.4.3从本钻孔的沉降计算结果可以看出,沉降主要存在与素填土层,风化岩层的沉降很小,所以取沉降计算深度(H)为:H=10.0m
2.4.4计算时间因子(Tv)为:
2.4.5地基平均固结度(Ut)为:
2.4.6各个时间段的固结度及沉降量计算如下表:
由上表可知,经过20年时间,沉降基本趋于稳定。
3.结论
沉降计算仅仅是理论的一个数值,目前工程已经竣工,通过进行沉降观测验证沉降计算的准确性。
参考文献:
[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
[2] 《简明地基基础设计施工手册(中国建筑工业出版社2003年11月第一
版)》。