每天一點土力學（43）：斯肯普頓-比倫法的地基沉降計算

根據對黏性土在外荷載作用下，實際變形發展的觀察和分析，可以認為地基表面總沉降量 s由３ 個分量組成，如圖所示

即

該法是 Ａ．Ｗ．斯肯普頓（Ｓｋｅｍｐｔｏｎ）和 Ｌ．比倫（Ｂｊｅｒｒｕｍ）在 １９５５ 年提出的比較全面的計算黏性土地基表面最終沉降量的方法，稱為斯肯普頓-比倫法。

１）瞬時沉降 s ｄ

瞬時沉降 s ｄ 是地基受荷後立即發生的沉降。 對於飽和土體來說，受荷的瞬間孔隙中的水尚未排出，土體的體積沒有發生變化。 因此瞬時沉降是由土體產生的剪切變形所引起的沉降，其數值與基礎的形狀、尺寸及附加應力大小等因素有關。

無黏性土地基由於其透水性大，加荷後固結沉降很快，瞬時沉降和固結沉降已經分不開，次壓縮現象不顯著，而且由於其彈性模量隨深度增加，應用彈性力學公式分開來求瞬時沉降不正確。 因此，對於無黏性土的瞬時沉降量，可採用 Ｊ．Ｈ．施默特曼（Ｓｃｈｍｅｒｔｍａｎｎ，１９７０）提出的半經驗法計算。

黏性土地基上基礎的瞬時沉降 s ｄ ，可按下式估算：

２）固結沉降 s ｃ

固結沉降 s ｃ 是地基受荷後產生附加應力使土體的孔隙減小而產生的沉降。 通常情況下這部分沉降量是地基沉降的主要部分。

斯肯普頓認為黏性土按其成因（應力歷史）的不同可以分為超固結土、正常固結土、欠固結土，而分別計算這 ３ 種不同固結狀態黏性土在外荷載作用下的固結沉降，它們的壓縮性指標必須在 e-ｌｇ p 曲線上得到。

由於所得到的壓縮性指標是處於單向壓縮條件下的，與實際工程中情況有差異，Ａ．Ｗ．斯肯普頓（Ｓｋｅｍｐｔｏｎ）和 Ｌ．比倫（Ｂｊｅｒｒｕｍ）建議將單向壓縮條件下的固結沉降 s ｃ 乘上一個修正係數得到考慮側向變形的修正後的固結沉降 s′ｃ 。

３）次壓縮沉降 s ｓ

次壓縮沉降 s ｓ 被認為是與土的骨架蠕變有關，它是在超孔隙水壓力已經消散、有效應力增長基本不變之後仍隨時間而緩慢增長的壓縮。 在次壓縮沉降的過程中，土的體積變化速率與孔隙水從土中流出速率無關，即次壓縮沉降的時間與土層厚度無關。 次壓縮沉降與固結沉降相比是不重要的，可是

對於軟黏土，尤其是土中含有一些有機質，或是在深處可壓縮土層中當壓力增量比（指土中附加應力與自重應力的比值）較小的情況下，次壓縮沉降必須引起注意。 根據曾國熙等在１９９４ 年研究的成果，次壓縮沉降在總沉降所佔比例一般小於 １０％（按５０ 年計）。

試驗結果表明，在主固結完成之後發生的次固結的大小與時間的關係，在半對數座標圖上近似直線，如圖所示

則次壓縮引起的孔隙變化可近似表示為：

地基土層單向壓縮的次壓縮沉降的計算公式為：

　根據試驗結果，C α 值主要取決於土的天然含水量 ω，近似計算時取 C α ＝０．０１８ω，C α 值的一般範圍見表