软基坝轴线处的沉降通常可根据土工试验数据估算如下:
S∞=Sc+Sd (1)
式中s∞--基础的总沉降量,cm;
sc——土壤正常固结引起的沉降,cm;
SD——地基侧向变形引起的沉降(即体积不变而形状改变引起的沉降),cm。
一、Sc的计算
可用分层总和法计算,即
(2)
式中σzi——某层地基因荷载增加而产生的竖向附加应力,kg/m2;
h——每层地基土的厚度,cm;
mvi——层间体积压缩系数,cm2/kg;;
ε——自重作用下层状土的天然孔隙比;
ε——加载后层状土的孔隙比;
ai-压缩系数。
在软土地基中,压缩层厚度应计算到附加应力σ z = 0.1 γsh (γ s为土的自然容重,h为地基土层厚度)。
第二,Sd计算
(3)
式中——弹性变形阶段侧向变形引起的沉降量是一定荷载下的某个值,与加载速率无关。理论上认为加载后会立即发生,可根据弹性力学公式计算(见下);
-超出弹性变形阶段的侧向变形引起的沉降,其值取决于加载速率,应视为变量;一般情况下,如果用填土的加载速率来控制地基的变形,使其不超过弹性变形阶段,就不会发生这种情况或其量可以忽略不计。
可以按照下面的公式计算。
(1)在矩形均布荷载作用下,计算如下:
(4)
式中σmi——某一层地基的平均附加应力,kg/m2,;
σzi——某层地基的竖向附加应力,kg/m2;
σXi——第一层基础的水平附加应力,kg/m2;
δ——某一层地基的厚度,cm;
e-地基土的弹性模量,kg/m2。
(2)在梯形条形荷载作用下,按下列公式计算:
(5)
f——公式中的系数,可从下图中查到;
-见下图;
p-基础荷载,kg/m2。
图F坝轴线下沉系数值
按公式(4)和(5)计算时,往往不易准确确定E值,因此也可采用以下半经验公式直接计算最终沉降量。
S∞=mSe (6)
式中m——地基侧向变形的经验系数,正常固结或稍超固结软土可取1.1 ~ 1.4,坝高和地基强度取较大值,反之取较小值。
三。任意时刻T下沉量St的计算
St=Sd+UtSe (7)
其中ut——任意时刻t的地基固结度,其余符号同前。