【正文】 的基礎(chǔ)及墊層 。 標(biāo)號(hào)一般采用 ~C10。 為節(jié)約水泥用量 ， 可以在混凝上中摻入 20％~30％ 毛石 ， 稱為毛石混凝土 。 鋼筋混凝土具有較強(qiáng)的抗彎 、 抗剪能力 ， 是質(zhì)量很好的基礎(chǔ)材料 。用于荷載大 、 土質(zhì)軟弱的情況或地下水位以下的擴(kuò)展基礎(chǔ) 、 筏形基礎(chǔ) 、 箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ) 。 對(duì)于一般的鋼筋混凝土基礎(chǔ) ， 混凝土的標(biāo)號(hào)應(yīng)不低于 C15。 殼體基礎(chǔ)的混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)不低于 C20。 我國(guó)在 1000多年以前就采用灰土作為基礎(chǔ)墊層 ， 效果很好 。 基礎(chǔ)砌體下部受力不大時(shí) ， 也可以利用灰土代替磚 、 石或混凝土 。 作為基礎(chǔ)材料用的灰土 ， 一般為三七灰土 ， 即用三分石灰和七分粘性土 (休積比 )拌勻后分層夯實(shí) 。 若在灰土中加入適量的水泥做成三合土 ， 可以有更高的強(qiáng)度和抗水性 。 基礎(chǔ)的埋置深度 基礎(chǔ)底面埋在地面 (一般指設(shè)計(jì)地面 )下的深度，稱為基礎(chǔ)的埋置深度。為了保證基礎(chǔ)安全，同時(shí)減少基礎(chǔ)的尺寸，要盡量把基礎(chǔ)放在良好的上層上。但是基礎(chǔ)埋置過深不但施工不方便，并且提高基礎(chǔ)的造價(jià)。 合理的埋置深度選擇原則：在保證安全可靠的前提下，盡量淺埋。但不應(yīng)淺于 ，因?yàn)楸硗烈话愣妓绍?，易受雨水及外界影響，不宜作為基礎(chǔ)的持力層。另外，基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于設(shè)計(jì)地面 100mm以上．避免基礎(chǔ)外露，遭受外界的破壞。 影響基礎(chǔ)埋置深度的因素很多 ， 其中最主要的有以下幾方面： （ 一 ） 建筑物的用途 、 結(jié)構(gòu)類型和荷載性質(zhì)與大小 基礎(chǔ)的埋置深度首先決定于建筑物的用途、如有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造條件。對(duì)于由磚石材料砌筑的剛性基礎(chǔ)，因要滿足剛性角的構(gòu)造要求，基礎(chǔ)埋深就由基礎(chǔ)構(gòu)造高度決定。因地基條件或使用上的要求，基礎(chǔ)埋置深度有不同時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)做成臺(tái)階形，由淺到深逐步過渡 ,臺(tái)階高寬比例為 1:2。 （ 二 ） 相鄰建筑物基礎(chǔ)的影響 如果與鄰近建筑物的距離很近時(shí) ， 為保證相鄰原有建筑物的安全和正常使用 。基礎(chǔ)理設(shè)深度宜淺于或等于相鄰建筑物的埋置深度 。 如果基礎(chǔ)深于原有建筑物基礎(chǔ)時(shí) ， 要使二基礎(chǔ)之間保持一定距離 ， 其凈距 L一般為相鄰兩基礎(chǔ)底面高差 ?H的 1~2倍 。以免開挖基坑時(shí) ， 坑壁塌落 ， 影響原有建筑物地基的穩(wěn)定 。 如不能滿足這一要求時(shí) ，應(yīng)采取施工措施 ， 如分段施工 、 設(shè)臨時(shí)加固支撐或板樁支撐等 。 對(duì)荷載較大的高層建筑和對(duì)不均勻沉降要求嚴(yán)格的建筑物設(shè)計(jì)中 ， 為減少沉降 ，取得較大的承載力 ， 需把基礎(chǔ)埋置在較深的良好土層上 。 此外 ， 承受水平荷載較大的基礎(chǔ) ， 應(yīng)有足夠大的埋置深度 ， 以保證地基的穩(wěn)定性 。 （ 三 ） 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 直接支承基礎(chǔ)的土層稱為持力層，其下的各土層稱為下臥層。為了保證 建筑物的安全必須根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠的持力層 。 上層土的承載力大于下層土?xí)r ， 盡可能取上層土作為持力層 ， 以減少基礎(chǔ)的埋深 。 當(dāng)上層土的承載力低于下層土?xí)r ， 如果取下層土為持力層 ， 所需的基礎(chǔ)底面積較小 、 但基礎(chǔ)埋深較大 ， 若取上層土為持力層 ， 則情況適相反 。 哪一種方案較好 ，要從施工難易 、 材料用量等方面作方案比較后才能肯定 。 當(dāng)基礎(chǔ)存在軟弱下臥層時(shí) ，基礎(chǔ)宜盡量淺埋 ， 以便加大基底至軟弱層的距離 。 基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋置在地下水位以上，避免施工時(shí)要進(jìn)行基槽排水。如果地基中有承壓水存在，則要校核開挖基槽后，承壓水層以上的基底隔水層是否會(huì)因承壓力水的浮托作用而發(fā)生流土破壞的危險(xiǎn)。要考慮地下水對(duì)基礎(chǔ)材料的腐蝕作用。 四、地基凍脹和融陷條件 地下一定范圍內(nèi) ， 土層的溫度隨氣候而變化 ， 在寒冷地區(qū) ， 冬季地表附近土層中 ， 水因溫度降低而凍結(jié) 。 土凍結(jié)后 ， 含水量增加 ， 體積膨脹 ， 地面隆起這種現(xiàn)象稱為 土的凍脹現(xiàn)象 。 春季氣溫回升土層解凍 ， 凍土層體積縮小 ， 而含水量顯著增加 ， 土的強(qiáng)度大幅度下降而產(chǎn)生 融陷現(xiàn)象 。凍脹和融陷都是不均勻的 。 如果基底下面有凍土層 ， 就將產(chǎn)生難以預(yù)估的凍脹和融陷變形 ， 影響建筑物的正常使用 ， 甚至導(dǎo)致建筑物破壞 。 對(duì)于埋置于可凍脹土中的基礎(chǔ) ， 其最小埋深dmin應(yīng)由下式確定 式中 zo(標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度 )； ?t(采暖對(duì)凍深的影響系數(shù) )和 dfr(殘留凍土層厚度 )。 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 規(guī)定對(duì)于凍脹地基上的建筑物應(yīng)采取防凍害措施 。 （一）地基承載力驗(yàn)算 直接支承基礎(chǔ)的地基土層稱為持力層。對(duì)于所有等級(jí)的建筑物都必須進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算。當(dāng)基礎(chǔ)只承受軸心荷載時(shí)，要求滿足式 pk≤ fa 式中 pk —— 基礎(chǔ)底面的壓力。基底壓力均簡(jiǎn)化為按直線分布，用材料力學(xué)方法求得 式中 Fk —— 相應(yīng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí) ，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面豎向力， kN； Gk —— 基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重， kN； A —— 基礎(chǔ)底面積， m2。 地 基 計(jì) 算 采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 ， 結(jié)合地基土的特點(diǎn)和長(zhǎng)期積累的工程經(jīng)驗(yàn) ， 地基計(jì)算包括地基承強(qiáng)力驗(yàn)算 、 地基變形驗(yàn)算 、 地基穩(wěn)定驗(yàn)算三個(gè)方面內(nèi)容 。 當(dāng)基礎(chǔ)受 偏心荷載 作用時(shí)，除要求滿足上式外，還應(yīng)滿足 式中 pmax —— 基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力值， kPa； pmin —— 基礎(chǔ)底面邊緣最小壓力值， kPa； M —— 作用于基礎(chǔ)底面的力矩值， kN?M； W —— 基礎(chǔ)底面的抵抗矩， m3； e —— 偏心矩， m。 當(dāng)偏心矩 e＞ b／ 6時(shí)， pmin＜ 0，基礎(chǔ)底面與地基土脫開。這種情況下，基底壓力 pmax可表示為： 式中 l —— 垂直于力矩方向的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng) ， m； a —— 合力作用點(diǎn)至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離 ， m。 pmin /pmax 值過小，表示基底壓力分布很不均勻，容易引起過大的不均勻沉降．應(yīng)盡量避免。對(duì)高層建筑的箱形和筏形基礎(chǔ)。要求 pmin 0。若考慮地震組合，則允許基礎(chǔ)底面可以局部與地基土脫開，但零應(yīng)力區(qū)的面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面積的 25％，即 3a ≥ 。 地基承載力設(shè)計(jì)值是滿足土的強(qiáng)度條件和變形要求時(shí)的地基單位面積上的承載能力。因此承載力驗(yàn)算可以認(rèn)為是控制地基中塑性區(qū)域的發(fā)展以免導(dǎo)致地基失穩(wěn)。 地基承載力特征值確定方法： 1．按 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 提供的承載力表，由室內(nèi)土工試驗(yàn)和原位測(cè)試指標(biāo)確定地基承載力特征值 fak。 2．按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，以理論公式 fa=Mb?b+Md?0d+Mcck 計(jì)算地基承載力設(shè)計(jì)值 fa。 地基承載力設(shè)計(jì)值確定 fa＝ fak ＋ ?b? (b－ 3)＋ ?d? (d－ ) 式中 fa —— 修正后的地基承載力特征值， kPa； fak —— 地基承載力特征值， kPa； ? —— 基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重， kN／ m3； b —— 基礎(chǔ)寬度，當(dāng)寬度小于 3m時(shí)按 3m計(jì)，大于 6m時(shí)按 6m計(jì)； d —— 基礎(chǔ)埋置深度 m；一般基礎(chǔ)自室外地面標(biāo)高起算。在填方整平地區(qū)，可自填土面標(biāo)高算起， 但填土在上部結(jié)構(gòu)施工完成后進(jìn)行，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。 對(duì)于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時(shí)，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起，當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。 地下室的外墻基礎(chǔ)埋深，可按下式計(jì)算 d=(d1+d2)/2。在其他情況下，從室內(nèi)地面標(biāo)高起算； ?b、 ?d ——— 基礎(chǔ)寬度和埋置深度的承載力修正系數(shù) 。 （二）中心荷載作用下基礎(chǔ)的計(jì)算 在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，通常假定基礎(chǔ)底面壓力是直線分布，受中心荷載作用時(shí)，則為均勻分布，基礎(chǔ)采用對(duì)稱形式，使荷載作用線通過基底形心。 計(jì)算步驟如下 ： 計(jì)算基礎(chǔ)底面積 A (矩形 )或基礎(chǔ)底面寬度b (條形、正方形 ) 中心荷載作用下的基礎(chǔ)，按承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算，應(yīng)滿足條件： 初步估算時(shí)，可假定基礎(chǔ)與土的平均容重 為(工程計(jì)算中，常簡(jiǎn)化取為 20 kN/m3) 即 G＝ ?G dA。 在實(shí)際計(jì)算時(shí) G則為基礎(chǔ)自重的設(shè)計(jì)值和基礎(chǔ)上土重的標(biāo)準(zhǔn)值，地下水位以下部分均用浮容重計(jì)算。 （ 三）偏心荷載作用下基礎(chǔ)的計(jì)算 偏心荷載作用下，基礎(chǔ)底面的尺寸一般用逐次漸近法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算步驟如下： ? 先不考慮偏心，用條形基礎(chǔ)公式或矩形基礎(chǔ)公式計(jì)算出基礎(chǔ)的底面積 A1 (對(duì)于單獨(dú)基礎(chǔ) )或基礎(chǔ)寬度 b1(對(duì)于條形基礎(chǔ) )。 ? 根據(jù)偏心大小，把底面積 A1(或 b1)適當(dāng)提高 10％～ 40％，作為偏心荷載作用下基礎(chǔ)底面積 (或?qū)挾?)的第一次近似值，即： A＝ (～ )A1 ? 按假定的基礎(chǔ)底面積 A，用下式計(jì)算基底的最大和最小的邊緣壓力。 如不滿足要求，或應(yīng)力過小，地基承載力未能充分發(fā)揮，應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，直到既滿足要求又能發(fā)揮地基承載力為止。 基礎(chǔ)高度的確定方法與受中心荷載作用的方法相同。 若地基中有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算。若建筑物屬于必需進(jìn)行變形驗(yàn)算的范圍，應(yīng)按要求進(jìn)行變形驗(yàn)算。必要時(shí)還要對(duì)尺寸進(jìn)行調(diào)整，并重新進(jìn)行各項(xiàng)驗(yàn)算。 ? 軟弱下臥層承載力驗(yàn)算 持力層以下存在承載力明顯低于持力層的土層，稱為軟弱下臥層。如果軟弱下臥層埋藏不夠深，擴(kuò)散到下臥層的應(yīng)力大于下臥層的承載力時(shí)，地基仍然有失效的可能，因此需要進(jìn)行軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算。 當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算： pz＋ pcz＜ faz 式中 pz— 軟弱下臥層頂面處的附加壓力設(shè)計(jì)值； pcz— 軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值； faz — 軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力設(shè)計(jì)。 當(dāng)持力層與下臥軟弱土層的壓縮模量比值大于或等于 3時(shí)，對(duì)條形基礎(chǔ)和矩形基礎(chǔ)， pz值可按簡(jiǎn)化公式計(jì)算。 自重應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值 附加壓力設(shè)計(jì)值 Es1/Es2 ~θ pz＋ pcz＜ faz 自重應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值附加壓力設(shè)計(jì)值 Es1/Es2 ~θ （四）地基穩(wěn)定性驗(yàn)算 對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)以及建在斜坡上的建筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算地基地穩(wěn)定性。 地基穩(wěn)定性可用圓弧滑動(dòng)面法進(jìn)行驗(yàn)算。穩(wěn)定安全系數(shù)為最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面上諸力對(duì)滑動(dòng)中心所產(chǎn)生的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值，其值應(yīng)符合下式要求： 若考慮深層滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面可為軟弱土層界面，即為一平面時(shí)，穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)提高 。 位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑，當(dāng)垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)小于或等于 3m時(shí)，其基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x應(yīng)符合下式要求，但不得小于 。 當(dāng)邊坡坡角大于 45o 、坡高大于 8m時(shí)， 尚應(yīng)進(jìn)行坡體穩(wěn)定性驗(yàn)算。 （五）地基變形驗(yàn)算 建筑物的地基變形計(jì)算值，不應(yīng)大于地基變形允許直。地基變形必須滿足： s ? [s] 采用規(guī)范提供的分層總和法。參見土力學(xué)中的闡述。 (參見書 p47) 沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜 沉降量 — 指基礎(chǔ)某一點(diǎn)的沉降量，通常指基礎(chǔ)中點(diǎn)的沉降量。沉降量若過大，將影響建筑物的正常使用，如造成室內(nèi)外上下水管、煤氣管道的斷裂等等。 沉降差 — 一般指相鄰柱基中點(diǎn)的沉降量之差。相鄰柱基沉降差過大，就會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生額外的應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)，建筑物將發(fā)生裂縫、傾斜甚至破壞。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制。 傾斜 — 指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)及長(zhǎng)高比很小的高層建筑，其地基的主要特征變形是建筑物的整體傾斜。 局部?jī)A斜 — 指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻 6～ 10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。墻體局部?jī)A斜大時(shí)，將會(huì)使其撓曲變形、開裂，影響正常使用。 對(duì)于 不同建筑物 應(yīng)選用對(duì)其影響最大的 地基變形特征 作為地基允許變形的 控制依據(jù) 。對(duì)于砌體承重結(jié)構(gòu)應(yīng)由局部?jī)A斜控制；對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制；對(duì)于多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)由傾斜值控制。 由磚 、 毛石 、 灰土 、 混凝土等材料按臺(tái)階逐級(jí)向下擴(kuò)展 (大放腳 )形成的無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) ， 也稱為 剛性基礎(chǔ)