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土力学与基础工程
1.12.1 8.1 概 述
8.1 概 述

建筑物通常是设置在土体上的,在地表以上的建筑物结构称为上部结构,在地表以下的建筑物结构则称为基础。上部结构的荷载通过基础传递给下面土层,支撑基础的土层称为地基。基础具有承上启下的作用,一方面,基础处于上部结构荷载及地基反力的共同作用之下,承受由此而产生的内力(弯矩、剪力、轴力和扭矩等);另一方面,基础底面的反力反过来作为地基土上的荷载,使地基产生应力和变形。因此,除了必须保证基础结构本身具有足够的强度和刚度外,还须选择合理的基础尺寸和布置方案,使地基的反力和沉降在允许的范围之内。

通常,上部结构和基础的材料强度是比较高的,如素混凝土材料,其抗压强度至少达到4 200k Pa,相比之下,地基土的设计强度(地基承载力)却小得多,如软土的地基承载力一般为80k Pa左右,且压缩性较大,而一般黏性土的地基承载力虽高一些,但也只在160k Pa左右。为此,要使土体能够承受上部结构传来的荷载,必须把基础的底面积扩大,并埋置在承载力较大的地层上,这种基础就是扩展基础。扩展基础将上部结构传来的荷载,通过向侧边扩展成一定底面积,使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力。

凡是基础直接砌置在未经处理的天然土层上时,这种地基称为天然地基;若天然地基不能满足上部结构荷载的要求,则地基在修建基础前需事先经过人工处理,这样的地基则称为人工地基。

基础在天然地基上的埋置深度有深有浅。通常,当基础的埋置深度小于基础最小宽度时,称为浅基础,反之则为深基础。这种按埋置深度来划分浅基础或深基础的方法,主要是从施工方面来考虑,当基础埋置深度不大(一般浅于5m)时,可用比较简便的施工方法来建造;但基础埋置深度较大时(如桩、沉井和地下连续墙等),一般要采用特殊的施工方法和装备加以建造。

浅基础设计内容与步骤如下:

(1)选择基础所用材料及结构形式,进行基础平面布置;

(2)确定基础的埋置深度;

(3)确定地基承载力特征值;

(4)确定基础的底面尺寸,并验算承载力,若地基持力层下部存在软弱土层时,尚需验算软弱下卧层的承载力;

(5)地基基础设计等级为甲级、乙级和有特殊要求的丙级建筑物应进行地基变形验算;对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,基坑工程等尚应验算其稳定性;

(6)确定基础剖面尺寸,进行基础结构和构造设计;

(7)绘制基础施工图,编写施工说明。