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)》。