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地基与基础的基本概念
1.基础的概念
建筑物埋置在土层中的承重结构称为基础，基础是房屋的重要组成部分，基础是建筑物地面以下的承重构件。
2.地基的概念
支承基础传来荷载的土(岩)层称为地基，地基不是建筑物地面以下的承重构件。
地基与基础的基本概念
3.地基的分类
地基分为天然地基和人工地基两类。
4.天然地基的概念
天然地基是指天然土层本身就具有足够的承载力，不需要经过人工改良或加固即可以直接在上面建造房屋称为天然地基。如岩石、碎石、砂石和粘性土等，一般均可作为天然地基。
5.人工地基的概念
须预先对土壤层进行人工加工或加固处理后才能承受建筑物荷载的地基称人工地基。
地基与基础的基本概念
6.常用的人工地基
（1）压实地基
（2）换土地基
（3）桩基
地基与基础的基本概念
（1）换填垫层法
（2）预压法
（3）强夯法
（4）深层挤密法
（5）化学加固法
6.人工地基常用的处理方法
基础的埋置深度
一、基础的埋置深度的概念
一般把自室外设计地面标高至基础底部的垂直距离称为基础的埋置深度，简称埋深。
基础的埋置深度
二.浅基础与浅基础的定义
1.浅基础：基础埋置深度不超过5m时称为浅基础。
2.深基础：基础埋深大于5m时称为深基础。
三、影响基础埋置深度的因素
基础埋置深度和地下水位的关系
（1）工程地质和水文地质条件
（2）建筑物自身的特性
（3）作用在地基上的荷载大小和性质
（4）地基土冻胀和融陷的影响
（5）相邻基础的埋深
三、影响基础埋置深度的因素
1.工程地质和水文地质条件
一般情况下，基础应设置在坚实的土层上，而不能设置在淤泥等软弱土层上。基础最小埋置深度不宜小于0.5m。当表面软弱土层较厚时，可采用深基础或人工地基。一般基础宜埋在地下常年水位之上，因为地下水易使土的强度下降，也会使基础产生下沉，而且化学污染还会使基础受到侵蚀。当必须埋在地下水位以下时，宜将基础埋置在最低地下水位以下不小于200mm处，如右图所示。
基础埋置深度和地下水位的关系
三、影响基础埋置深度的因素
2.建筑物自身的特性
如建筑物设有地下室、地下管道或设备基础时，常须将基础局部或整体加深。为了保护基础不露出地面，构造要求基础顶面离室外设计地面不得小于100mm。
三、影响基础埋置深度的因素
3.作用在地基上的荷载大小和性质
荷载有恒载和活载之分。其中恒载引起的沉降量最大，因此当恒载较大时，基础埋深应大一些。当基础要承受较大水平荷载时，为了保证结构的稳定性，也常将埋深加大。
四、影响基础埋置深度的因素
4.地基土冻胀和融陷的影响
如果基础置于冰冻线以上，当土壤冻结时，冻胀力可将房屋拱起，融化后房屋又将下沉，日久天长，会造成基础的破坏。因此，在寒冷地区基础埋深应在冰冻线以下200mm处，采暖建筑的内墙基础埋深可以根据建筑的具体情况进行适当的调整。
冻结深度对基础埋深的影响
三、影响基础埋置深度的因素
5.相邻基础的埋深
一般情况下：新基础应尽量浅于原有基础。
当新基础深于原有基础时，两基础间保持一定的距离L。
L=2△H
式中：△H 为两基础底
面的高差。
相邻基础埋深的影响
1.按构造方式分类
独立基础
条形基础
井格基础
筏形基础
箱形基础
桩基础等
基础的类型
2.按采用材料及受力特点分类
刚性基础
柔性基础
1.按构造方式分类
条形基础
独立基础
井格基础
筏形基础
箱形基础
桩基础
其他基础
按构造方式分类：
（1）条形基础
当建筑物上部结构采用墙承重时，基础沿墙身设置，多做成连续的长条形状，这种基础称为条形基础，如图3-3、3-4所示。
图 3-3 条形基础
图 3-4 条形基础实例
（2）独立基础
当建筑物上部采用柱承重时，常采用单独基础，这种基础称为独立基础。独立基础的形状有阶梯形、锥形和杯形等，如图3-5、3-6所示。
a) b) C)
图3-5独立式基础
a)阶梯形基础 ； b) 锥形基础 ；C) 杯形基础
图3-6 独立基础实例
（3）井格基础
当框架结构处在地基条件较差的情况时，为了提高建筑物的整体性，避免不均匀沉降，常将柱下基础沿纵、横方向连接起来，做成十字交叉的井格基础，如图3-12所示。
图3-12井格式基础
（4）箱形基础
箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙和一定数量内隔墙构成的封闭箱形结构，如下图所示。该基础具有相当大的整体性和空间刚度，能抵抗地基的不均匀沉降并具有良好的抗震作用，是具有人防、抗震及地下室要求的高层建筑的理想基础形式之一。
图3-10 箱形式基础
（5）筏形基础
当建筑物地基条件较弱或上部结构荷载较大时，条形基础或井格基础已经不能满足建筑物的要求，常将基础底面进一步扩大，从而连成一块整体的基础板，
形成筏形基础，如右
所示基础分为平板式
和梁板式，一般根据
地基土质、上部结构
体系、柱距、荷载大
小及施工条件等确定。
a) b)
筏形式基础
a)平板式基础；b) 梁板式基础
（6）桩基础
当建筑物荷载较大时，地基软弱土层的厚度在5m以上，基础不能埋在软弱土层内，或对软弱土层进行人工处理比较困难或不经济时，通常采用桩基础。桩基础一般由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成，如右图所示。其优点是能够节省基础材料，减少挖填土方工程量，改善劳动条件，缩短工期。在季节性冰冻地区，承台梁下应铺设100～200mm厚的粗砂或焦砟，以防止承台梁下的土壤受冻膨胀，引起承台梁的反拱破坏。
（6）桩基础
桩基础的种类很多，按材料可分为：钢筋混凝土桩（预制桩、灌注桩）、钢桩、木桩；按入土方法可以分为：打入桩、振入桩、压入桩、灌入桩；按桩的受力性能又可分为端承桩和摩擦桩。
端承桩把建筑物的荷载通过柱端传给深处坚硬土层，适用于表层软土层不太厚，而下部为坚硬土层的地基情况。桩上的荷载主要由桩端阻力承受。
摩擦桩把建筑物的荷载通过桩侧表面与周围土的摩擦力传给地基，适用于软土层较厚，而坚硬土层距土表很深的地基情况。桩上的荷载由桩侧摩擦力和桩端阻力共同承受。
当前采用最多的是钢筋混凝土桩，包括预制桩和灌注桩两大类，灌注桩又分为振动灌注桩、钻孔灌注桩、爆扩灌注桩等。预制桩是在混凝土构件厂或施工现场预制，待混凝土强度达到设计强度的100%时，进行运输打桩。这种桩截面尺寸和桩长规格较多，制作简便，容易保证质量。但造价较灌注桩高，施工有较大的振动和噪声，市区施工应注意。
预制桩基础实例
灌注桩实例
预制桩基础实例
灌注桩基础实例
灌注桩与预制桩相比较，灌注桩具有较大优越性。其直径变化幅度大，可达到较高的承载力；桩身长度、深度可达到几十米；并且施工工艺简单，节约钢材，造价低。但在施工时要进行泥浆处理，程序麻烦。
1）振动灌注桩
将端部带有分离式桩尖的钢管用振动法沉入土中，在钢管中灌注混凝土至设计标高后徐徐拔出，混凝土在孔中硬化形成桩。灌注桩直径一般为300～400mm，桩长一般不超过12m。
其优点是造价较低，桩长、桩顶标高均可控制。缺点是施工产生振动噪声，对周围环境有一定影响。
2）钻孔灌注桩
使用钻孔机械在桩位上钻孔，排出孔中的土，然后在孔内灌注混凝土。桩直径常为400mm左右。优点是无振动噪声，施工方便，造价较低，特别适用于周围有较近的房屋或深挖基础不经济的情况。严寒冬季亦可安装能钻冻土的钻头施工。缺点是桩尖处的虚土不易清除干净，对桩的承载力有一定影响。
3）爆扩灌注桩
爆扩灌注桩简称爆扩桩。有两种成孔方法：一种是人工或机钻成孔；另一种是先钻一个细孔，放入装有炸药的药条，经引爆后成孔。桩身成孔后，再用炸药爆炸扩大孔底，然后灌注混凝土形成爆扩桩。桩端扩大部分略呈球体，因而有一定的端承作用。爆扩桩的直径为300～500mm，桩尖端直径为桩身的2~3倍，桩长一般为3～7m。其优点是承载力较高，施工不复杂。缺点是爆炸振动影响环境，易出事故。
（7）其他特殊形式
除上述几种常见的基础结构形式外，实际工程中还因地制宜采用着许多其他的基础结构型式，如壳体基础、不埋板式基础等。
不埋式基础是原地面经过夯实后铺筑薄层砂石和浇筑素混凝土即作为建筑物基础。这种基础不挖基槽，室内地坪与基础合二为一。
2.按采用材料及受力特点分类：
（1）刚性基础
刚性材料制作的基础称刚性基础。
刚性材料指抗压强度高而抗拉和抗剪强度低的材料，如：砖、石、混凝土等。用这类材料做基础，应设法不使其产生拉应力。当拉应力超过材料的抗拉强度时，基础底面将因受拉而产生开裂，造成基础破坏。
刚性基础
柔性基础
2.按采用材料及受力特点分类：
（1）刚性基础
刚性角：刚性材料构成的基础中，墙或柱传来的压力是沿一定角度分布的。在压力分布角度内基础底面受压而不受拉，这个角度称为刚性角。刚性基础底面宽度不可超出刚性角控制范围。
适用范围：多用于地基承载力高的，建造低层和多层房屋的基础。
刚性基础
柔性基础
1）砖基础
用黏土砖砌筑的基础称为砖基础。台阶式逐级放大形成大放脚。
为满足基础刚性角的限制，台阶的宽高比应不大于1:1.5。每2匹砖挑出1/4砖，或2匹挑与1匹挑相间。砌筑前基槽底面要铺50mm厚砂垫层。砖基础分等高式、间隔式。
1）砖基础
砖基础取材容易、价格低、施工简单，但大量消耗耕地。同时由于砖的强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差，只适合于地基土好、地下水位较低、五层以下的砖木结构或砖混结构。
2）混凝土基础
混凝土基础也称为素混凝土基础。坚固、耐久、抗水和抗冻，可用于有地下水和冰冻作用的基础。断面形式有阶梯形、锥形等。
对于梯形或锥形基础的断面，应保证两侧有不小于200mm的垂直面，原因是混凝土基础的刚性角为45°。同时为防止因石子堵塞影响浇注密实性，减少基础底面的有效面积，施工中不宜出现锐角。
（2）柔性基础
在混凝土基础的底部配以钢筋，利用钢筋来抵抗拉应力，可使基础底部能够承受较大弯矩，基础的宽度就可以不受刚性角的限制，称为柔性基础。
柔性基础可以做得很宽，也可以尽量浅埋，用于建筑物的荷载较大和地基承载力较小的情况。其下需要设置保护层以保护基础钢筋不受锈蚀。

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