文档介绍：第六章地基变形
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§ 路基的沉降和位移
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主要内容
第六章地基变形
基础最终沉降量按分层总和法单向压缩基本公式的计算、
基础最终沉降量按规范修正公式的计算
饱和土的有效应力原理
熟悉太沙基一维固结理论基本原理和概念
地基固结度、地基固结过程中的变形量
重点掌握内容
§ 概述
建筑物未建之前地基中自重应力
建筑物在建造过程及竣工,建筑物的荷载传给地基使
地基中的应力状态发生变化产生形变
x 使地基土侧向变形
z 使地基土竖向变形
xz 使地基土剪切变形
上部结构差异
地基不均匀性
导致基础产生不均匀沉降
使上部结构产生次应力
引起结构
裂缝
倾斜
倒塌
由于不均匀沉降工程失事举例:
由于不均匀沉降工程失事举例:
墨西哥城的下沉
土层中地下水位的下降,使其中有效应力增高,并进一步导致地基的沉降,墨西哥城是一个典型的例子。该城约自 1850 年开始抽取地下水,在 1940 ~ 1974 年间达到高峰, 共有 3000 眼浅水井和 200 眼深水井( > 100m ),抽水速度约为 12m3/s 。由于过度抽水而且墨西哥城的墨西哥粘土是一种高压缩性土,至使自 1891 ~ 1973 年,整个老城下沉达 ,并造成地面道路、建筑及其它基础设施的破坏。 1951 年后,当地政府开始采取措施控制地下水的抽取,使沉降速度由 460mm / 年( 1950 )降到了 50 ~ 70mm / 年。
图为墨西哥城的一幢建筑,可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地的土层为深厚的湖相沉积层,土的天然含水量高达 650 %,液限 500% ,塑性指数 350 ,孔隙比为 15 ,具有极高的压缩性。
图是墨西哥城的一座圣母教堂,因地表不均匀下沉使其发生严重倾斜,并成为危房。
接吻的筒仓
这两个筒仓是农场用来储存饲料的,建于加拿大红河谷的粘土层上,由于两筒之间的距离过近,在地基中产生的应力发生叠加,使得两筒之间地基土层的应力水平较高,从而导致内侧沉降大于外侧沉降,仓筒向内倾斜。
比萨(Pisa) 斜塔
意大利比萨斜塔自 1173年9月8日动工,至1178年建至第4层中部,高度29m 时,因塔明显倾斜而停工。94年后,1272年复工,经6年时间建完第7层,高 48m ,再次停工中断82年。1360年再次复工,至1370年竣工,前后历经近200年。
该塔共8层,高 55m ,全塔总荷重145MN,相应的地基平均压力约为50kPa。地基持力层为粉砂,下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉,塔向南倾斜,南北两端沉降差 ,塔顶离中心线已达 ,,成为危险建筑。
示意图中所示为通过在塔北侧下部钻孔取土的方法对塔纠偏的技术方案。
虎丘塔
苏州虎丘塔,建于五代周显德六年至北宋建隆二年(公元959~961)期间,7级八角形砖塔,塔底直径 ,高 ,重63000kN。
其地基土层由上至下依次为杂填土、块石填土、亚粘土夹块石、风化岩石、基岩等,由于地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因,造成该塔向东北方向倾斜。1956~1957年间对上部结构进行修缮,但使塔重增加了2000kN,加速了塔体的不均匀沉降。1957年,塔顶位移为 ,到1978年发展到 ,重心偏离基础轴线 ,砌体多处出现纵向裂缝,部分砖墩应力已接近极限状态。
后在塔周建造一圈桩排式地下连续墙,并采用注浆法和树根桩加固塔基,基本遏制了塔的继续沉降和倾斜。