防止地基有害变形的措施

实践表明，绝对沉降量愈大，差异沉降往往亦愈大。因此，为减小地基沉降对建筑物可能造成的危害，除采取措施尽量减小差异沉降外，尚应设法尽可能减小基础的绝对沉降量。目前，对可能出现过大沉降或差异沉降的情况，通常从以下几个方面采取措施。

1.减小沉降量的措施

（1）外因方面

地基沉降由附加应力产生，如减小基础底面的附加应力，则可相应减小地基沉降量。由减小基底附加应力可采取以下两种措施：

① 上部结构采用轻质材料，尽量减轻上部结构自重；减少填土，增设地下室，尽量减小基础底面附加压力；

② 当地基中无软弱下卧层时，可加大基础埋深d。

（2）内因方面

地基土由三相组成，固体颗粒之间存在孔隙，在外荷作用下孔隙发生压缩导致地基产生沉降。因此，为减小地基的沉降量，在修造建筑物之前，可预先对地基进行加固处理。妥善处理局部软弱土层，如暗洪、墓穴、杂填土、吹填土和建筑垃圾、工业废料等。根据地基土的性质、厚度结合上部结构特点和场地周围环境，可分别采用机械压密、强力夯实、换土垫层、加载预压、砂桩挤密、振冲及化学加固等人工地基的措施。必要时，还可以采用桩基础或深基础。

2.减小沉降差的措施

① 设计中尽量使上部荷载中心受压，均匀分布。尽量避免复杂的平面布置，并避免同一建筑物各组成部分的高度以及作用荷载相差过多。

② 遇高低层相差悬殊、分期施工的单元连接处或地基软硬突变等情况，可合理设置沉降缝。

③ 增加上部结构对地基不均匀沉降的调整作用。如设置封闭圈梁与构造柱，加强上部结构的刚度；将超静定结构改为静定结构，以加大对不均匀沉降的适应性。

④ 妥善安排施工顺序。例如，建筑物高、重部位沉降大先施工；拱桥先做成三铰拱，并可预留拱度。

⑤ 加强基础的刚度和强度，如采用十字交叉形基础、箱形基础。

⑥ 预留吊车轨道高程调整余地。

⑦ 防止施工开挖、降水不当恶化地基土的工程性质。

⑧ 控制大面积地面堆载的高度、分布和堆载速率。

以上措施，有的是设法减小地基沉降量，尤其是差异沉降量，有的是设法提高上部结构对沉降和差异沉降的适应能力。设计时，应从具体工程情况出发，因地制宜，选用合理、有效、经济的一种或几种措施。

思政小课堂

图中所示的是伽利略进行自由落体试验的比萨斜塔，因塔身斜而不倒闻名于世。然而，从工程质量角度来说，它却是个建筑败笔，是建筑物倾斜的典型案例。

动画—文化自信

比萨斜塔发生倾斜的主要原因是地基土层的特殊性。比萨斜塔下有好几层不同性质的土层，由各种软质粉土的沉淀物和非常软的黏土相间形成。地基土在塔身荷载作用下出现不均匀沉降而导致塔身出现倾斜。苏州虎丘塔与比萨斜塔同为世界八大最斜古塔，均为世界文化遗产，追溯它们的建造历史，虎丘塔早于比萨斜塔两百年建成，是唯一保存至今的中国五代时期建筑，具有重大的文化历史意义及学术研究价值。(www.xing528.com)

一个国家的兴盛，离不开高度的文化自信。文化自信是一个民族、一个国家以及一个政党对自身文化价值的充分肯定和积极践行，并对其文化的生命力持有的坚定信心。我国有博大精深的优秀传统文化，它能增强做中国人的骨气和底气，是我们最深厚的文化软实力，是我们文化发展的母体，积淀着中华民族最深沉的精神追求。诸如“自强不息”的奋斗精神，“精忠报国”的爱国情怀，“天下兴亡，匹夫有责”的担当意识，“舍生取义”的牺牲精神，“革故鼎新”的创新思想，“扶危济困”的公德意识，“国而忘家，公而忘私”的价值理念等，一直是中华民族奋发进取的精神动力。此外，“天人合一”“天下为公”的社会理想，“以人为本”“民惟邦本”的治国理念，“载舟覆舟”“居安思危”的忧患意识，“止戈为武”“协和万邦”的和平思想，“与人为善”“己所不欲，勿施于人”的处世之道，“儒法并用”“德刑相辅”的治理思想，“和为贵”“和而不同”的东方智慧，一直是中华民族治国理政的思想渊源。

项目小结

本项目主要介绍了土体的压缩特性、一维渗透固结模型和有效应力原理。通过有侧限压缩试验和现场载荷试验的讲解，熟悉土体的压缩性指标定义及计算方法，理解应力历史对地基沉降的影响，学会用分层总和法计算出地基土体的最终沉降量，掌握减小地基沉降危害的有效措施。

项目思考题

1.地基土的变形有何特性？土的变形与其他建筑材料如钢材的变形有何差别？

2.研究压缩性的意义是什么？

3.通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？

4.何谓土的压缩系数？一种土的压缩系数是否为定值，为什么？

5.载荷试验有何优点？什么情况下做载荷试验？

6.旁压试验有何特点？适用于什么条件？

7.何为有效应力原理？有效应力与孔隙水压力的物理概念是什么？在固结过程中，两者是怎样变化的？

8.分层总和法计算地基沉降量的原理是什么？

9.怎样判别黏性土是正常固结土，还是超固结土？

10.一个土样含水率为40%，重度γ＝18 kN/m3，土粒比重Gs＝2.7，在压缩试验中，荷载从0增至100 kPa时，土样压缩了0.99 mm，试问压缩系数和压缩模量各为多少？

11.某土样的原始高度为H＝20 mm，直径D＝6.4 cm，土粒重度γs=27kN/m3，试验后测得干土样质量ms=91.2g，压缩试验结果见表4-13。依据压缩曲线资料，确定该土样的压缩系数并评定该土样的压缩性。

表4-13　某土样压力和变形的关系

12.某桥墩基础，基底为矩形，a＝10 m，b＝5 m，基础埋深为3 m，受竖直中心荷载p＝12 000 kN，地基为粉质黏土和黏土层，地下水位在地面下5 m处，有关地质资料如图4-22所示，粉质黏土层和黏土层的压缩曲线资料列于表4-14中，试按分层总和法计算地基总沉降量。

表4-14　e-p压缩曲线

图4-22　地质剖面图