房屋建筑学基础

第二章 基础
图2.3 地质构造与基础埋深的关系
第二章 基础
地基范围内存在地下水时，常将地下水位分为设计最 高地下水位和最低地下水位，确定基础埋深一般应考虑将 基础埋于设计最高地下水位以上不小于200mm处。当地下 水位较高，不能满足上述要求时，宜将基础埋置在最低地 下水位以上不少于200mm的深度，且同时考虑施工时基坑 的排水和坑壁的支护等因素，如图2.4所示。地下水位以 下的基础选材时应考虑地下水对基础侵蚀的影响。
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换填法是指用砂石、素土、灰土、工业废渣等强度较 高的材料，置换地基浅层软弱土，并在回填土的同时采用 机械逐层压实。 预压法指在建筑基础施工前，对地基土预先进行加载 预压，使地基土被预先压实，从而提高地基土强度和抵抗 沉降的能力。 强夯法是利用强力对地基施加冲击能，将土层夯击密 实，提高地基承载力。强夯对地基土有加密作用、固结作 用和预加变形作用，从而提高了地基承载力，降低了压缩 性。目前强夯法又发展为强夯置换法，即在加密同时对部 分软弱土用粗骨料取代，然后夯实；或是利用砂石以及其 他颗粒材料填入夯坑内，从而形成夯扩短桩。 由于人工地基会增加建筑物的造价，因此在建筑选址 时往往优先选择把建筑建造在天然地基上。
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二、 地基的分类
地基可分为天然地基和人工地基两种类型。 天然地基是指天然状态下即可满足承载力要求、不需 人工处理的地基。可作为天然地基的岩土体包括岩石、碎 石、砂土、粘性土等。当天然岩土体达不到上述要求时， 可以对地基进行补强和加固。经人工处理的地基称为人工 地基。处理方法有换填法、预压法、强夯法、振冲法、深 层搅拌法等。也可在软弱地基上打入混凝土桩、喷粉桩或 灰砂桩，组成复合地基，使桩间土和桩体共同承受上部荷 载，起到加强地基的作用。
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３、经济要求 基础工程约占建筑总造价的１０％ ～４０％，降低 基础工程的造价是减少建筑总投资的有效方法。这就要 求选择土质好的地段，以减少地基处理的费用。需要特 殊处理的地基，也要尽量选用地方材料及合理的构造形 式。
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2.2 基础的类型及构造 一、基础埋深
１、基础埋深的概念 基础埋深是指从室外设计地面至基础底面的深度。如 图2.2所示。基础按其埋置深度大小分为浅基础和深基础 。基础埋深不超过5m 时称为浅基础。若浅层土质不良或 设有地下室时，需将基础加大埋深。有的工程为了满足承 载、使用功能和地质条件的需求，有时需采取一些特殊的 施工手段和相应的基础形式，如桩基、沉箱、沉井和地下 连续墙等。
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三、 地基与基础的设计要求
１、地基应具有足够的承载力和均匀程度 建筑物应尽量选择地基承载力较高而且均匀的地段， 如岩石、碎石等。地基土质应均匀，否则基础处理不当会 使建筑物发生不均匀沉降，引起变形乃至开裂，严重时会 影响建筑物的正常使用。 ２、基础应具有足够的强度和耐久性 基础是建筑物的重要承重构件，它承受着上部结构的 全部荷载，是建筑物安全的重要保证。因此基础必须有足 够的强度，才能保证将建筑物的荷载可靠地传给地基。 基础埋于地下，常受到水或其他腐蚀性物质的侵蚀， 建成后检查和维修困难，所以在选择基础的材料与构造形 式时，应考虑其耐久性和抵抗地下不利介质的能力。
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图2.1 地基与基础
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作为地基的岩、土体，其强度（地基承载力）和抗变 形能力应能保证建筑物的正常使用和整体稳定性，并使地 基在防止整体破坏方面有足够的安全储备。地基每平方米 所能承受的最大压力称为地基承载力。为了保证建筑物的 稳定和安全，必须控制建筑物基础底面的平均压力不超过 地基承载力。地基上所承受的全部荷载是通过基础传递的 ，因此当荷载一定时，可通过加大基础底面积来减少单位 面积上地基所受到的压力。基础底面积A 可通过下式来确 定： A≥FN ／f 式中FN 表示建筑物的总 荷载，f 表示地基承载力。 从上式可以看出，当地基承载力不变时，建筑总荷载 越大，基础底面积也越大。或当建筑物总荷载不变时，地 基承载力越小，基础底面积越大。
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在满足地基稳定和变形的前提下，基础尽量浅埋， 但由于地表土杂质较多，基础的埋深通常不浅于0.5ｍ 。如浅层土作持力层不能满足要求，可考虑深埋。地基 软弱土层在2m以内，下卧层为压缩性低的土，此时应将 基础埋在下卧层上；如软弱土层厚在2～5m，低层轻型 建筑可将基础埋于软弱土层内，但应适当加宽基础，必 要时也可用换土、压实等方法进行地基处理；如软弱土 层大于5m，低层轻型建筑也可以浅埋于软弱土层内，必 要时可加强上部结构或进行地基处理；如地基土由多层 土组成且均属于软弱土层且上部荷载很大时，常采用深 基础方案，如桩基等。按地基条件选择埋深时，还要求 从减少不均匀沉降的角度来考虑，当土层分布明显不均 匀或各部分 荷载差别很大时，同一建筑物可采用不同的埋深来调整 不均匀沉降量。图2.3所示为各种土层条件下的基础埋 深情况。
基
础
１、掌握地基、基础工作状态、设计要求等基本概念； ２、掌握常见基础的分类，了解基础的一般构造。
第二章
目
录
2.1 地基与基础的基本概念
基础
2.2 基础的类型念 一、 地基、基础及其与荷载的关系
基础是建筑物的墙或柱埋在地下的扩大部分。基 础的作用是承受建筑上部结构的全部荷载，通过自身 的调整，把它传给地基，如图２.１ 所示。地基是指 基础底面以下，受到基础荷载作用影响范围内的部分 岩、土体。基础是建筑物的重要组成部分，而地基只 是承受建筑物荷载的那部分岩土层。
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图2.2 基础的埋置深度
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２、基础埋深的影响因素 基础埋深的大小常由地基的土层状态和建筑物上部荷 载大小决定，直接影响到施工的难易程度及造价的高低。 影响基础埋深的因素很多，其主要影响因素如下： （１）建筑物的使用要求、基础形式及荷载 当建筑物设置地下室、设备基础或地下设施时，基础 埋深应满足其使用要求；高层建筑基础埋深随建筑高度增 加适当增大，这样才能满足稳定性要求；荷载大小和性质 也影响基础埋深，一般荷载较大时应加大埋深；受上拔力 的基础，应有较大埋深以满足抗拔力的要求。 （２）工程地质和水文地质条件 基础应建造在坚实可靠的地基上，不能设置在承载力 低、压缩性高的软弱土层上。构成地基的土层常由多层土 组成，直接支承基础的土层称为持力层，其下部各层土为 下卧层。