浅谈地基基础设计

摘要：为了给刚接触建筑设计或施工人员了解认识地基基础在建筑设计施工中的作用及其重要性，本文主要对各种基础在实际工作中的应用做个详细阐述。

关键词：地基基础 扩展基础 柱下条形基础 筏形基础

在建筑工程上，把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础，把直接支承建筑物重量的土层叫地基。基础是连接上部结构（例如房屋的墙和柱，桥梁的墩和台等）与地基之间的过度结构，起承上启下作用。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。

1.注意地基基础设计的基本原则同一建筑结构单元，宜设置在承载力和变形性能基本相同的地基土上，不宜设置在承载力和变形性能截然不同的地基土上（如部分为老土，部分为新土；部分为一般土或硬土，部分为软土）。同一建筑结构单元，一般宜采用相同类型的地基，不宜采用不同类型的地基（如部分采用天然地基，部分采用刚性桩基；部分采用天然地基，部分采用复合地基；部分采用复合地基，部分采用刚性桩基）。同一建筑结构单元，宜采用相同类型的基础，不宜采用不同类型的基础（如部分采用箱基、筏基，部分采用条形基础；部分采用条形基础部分采用单独桩基；内框架砖房、底层框架砖房，一般外墙宜采用条形基础，内柱宜采用十字交叉条形基础）。

在软弱地基和严重不均匀土层上，宜采取措施，加强基础的整体性和竖向刚度。尽可能采用天然地基，如地基较差，通过经济比较，天然地基造价较高时，可采用桩基或其他人工基础。

2.地基基础设计选型时应考虑的因素有以下几点。工程地质水文条件；上部结构类型和荷载情况；建筑安全等级、体型和使用要求；建筑结构单元的划分；邻近建筑基础和地下设施情况及其相对关系；地下室的设置及防水要求；材料供应和地方材料；施工水平和设备；工期及造价；抗震设防及其他特殊情况。

3.基础的类型，在基础工程中我们常见的建筑工程地基基础设计中，通常按基础所用的材料和受力特点分，有刚性基础和非刚性基础；依据构造形式分，有条形基础、独立基础、筏形基础、箱形基础。

3.1由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等刚性材料组成的基础称为刚性基础（也称无筋扩展基础）。从受力和和传力角度考虑，由于土壤单位面积的承载能力小，上部结构通过基础将其荷载传给基础时，只有将基础底面积不断扩大，才适应地基受力要求。上部结构（墙或柱）在基础中传递压力是沿压力分布角（也称刚性角）分布。由于刚性材料抗压能力强，抗拉能力差，因此，压力分布角只能在材料抗压范围内控制。若基础底面宽度超过控制范围，致使刚性角扩大，这时基础会因受拉而破坏。在混凝土基础底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉力，使基础底部能够承受较大的弯矩。这时，基础宽度的加大不受刚性角的限制。故有人称墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础为柔性基础（钢筋混凝土扩展基础）。《建筑地基基础设计规范》的第8.1.2条（P.55-56）规定，扩展基础的构造要求应符合下列要求：（1）锥形基础边缘高度，不宜小于200mm，阶梯形基础的每阶高度，宜为300-500mm；（2）垫层厚度不宜小于70mm；垫层混凝土强度等级应C10；（3）扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm；间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm；间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm；无垫层时不小于70mm；（4）混凝土强度等级不应低于C20；（5）当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9，并宜交错布置。

钢筋条形基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。3.2常见的几种结构体系建筑物的地基基础应用。1砌体结构建筑六层或六层以下的多层民用建筑和砖墙承重的轻型厂房可采用砌体条形基础（毛石或砖）；地下水位较低且具有施工经验石，可采用刚性灰土基础；地下水位较高或冬季施工时，宜采用钢筋混凝土扩展基础；在软弱地基上，多层建筑可设置筏形或浅埋板式基础。2框架结构建筑：（1）如无地下室、地基较好、荷载不大时，可选用混凝土单独立基础，柱机基之间可根据有关要求，考虑是否设置基础系梁。（2）有地下室且有防水要求时，如地基较好，可选用混凝土单独立基础加防水板做法。防水板下宜铺一定厚度的易压缩材料，以减小柱基沉降的不利影响。（3）有地下室且有防水要求时，如地基较差，可选用筏形基础（有梁或无梁）。（4）有地下室的单独柱基础，基础的底面到地下室地面的距离，不宜小于1m，对于防水要求较高的地下室，宜在防水板下铺延性较好的防水材料，或者在防水板上增设架空层。3框剪结构建筑：（1）如无地下室，地基条件较好且承载较均匀时，可选用单独柱基加基础系梁。如地基较差或荷载较大时，为加强基础整体性和增加基础底面积，可选用钢筋混凝土十字交叉条形基础，当条形基础不能满足地基承载力或变形要求时，可选用钢筋混凝土筏形基础。（2）有地下室，无防水要求时，也可选用单独柱基或十字交叉形基础。同时验算地下室外墙的承载能力。有防水要求时，当地基较好时，可选用单独柱基或条形基础另加防水板做法，此时应考虑基础沉降对防水板的不利影响而采取的相应措施（同框架结构建筑）。当地基较差或条形基础不能满足地基承载力或变形要求时，可选用钢筋混凝土筏形或箱形基础。4剪力墙结构建筑：无地下室或有地下室但无防水要求时，如地基较好，宜优先选用交叉条形基础。有防水要求时，可选用箱形基础或筏形基础。当基础埋置深度不小于3m时，如原无地下室，应建议甲方增设地下室，或与勘察单位研究改用桩基础的可能性和经济性，同时也研究设置架空层的可能性和经济性。如地基土质较差，当采用上述各类基础不能满足设计要求，或经过经济比较，天然地基造价较高时，可选用桩基础或其他人工基础。高层建筑的地下室，如需用做停车库、机房等要求较大空间时，也可不一定设计成箱形基础，应优先选用筏形基础。

参考文献：

[1]赵明华,俞晓.土力学与基础工程.武汉理工大学出版社,2003.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002.中国建筑工业出版社,2002.

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