第三章 建設工程的組成與構造

　　知識點六、基礎的設計

　　基礎設計的主要目的是在地基狀況（承載力、地下水位、凍土深度）一定的條件下，選擇合理的基礎底面積、埋置深度，使之滿足建筑物地基承載力與變形的要求。

　　（一）基礎底面積大小的確定

　　房屋荷載一定的情況下，基礎底面積的大小，取決于地基承載力。保證基底單位面積壓力小于地基承載力是確定基礎底面積的根本原則。地基土層堅硬，承載力大，基礎底面積可設計小一些；反之，應加大基底面積。其原因在于當建筑物重量一定時，傳力面積增大，單位面積上承受的壓力（即壓強）就會減小；相反，傳力而積減小，單位面積上承受的壓力就會增大。

　　（二）基礎斷面形式

　　基礎底面積的確定與地基承載力大小有關，而基礎斷面形式卻取決于基礎所用材料本身的性能。

　　對于圖3-17所示的三種磚基礎斷面形式，在上部荷載相同，基礎底面 積也相同的情況下，合理的斷面應該是乙斷面。原因在于磚、石、混凝土這一類材料具有抗壓強度高而抗拉強度很低的特性，當基礎擴大時，為了保證基礎底面不受拉，必須保證基礎放大部分在壓力傳遞角α（又稱剛性角）范圍內，剛性角α可用h／d表示（h為基礎放寬部分高度，d為基礎挑出墻外寬度）。在確定剛性材料基礎斷面尺寸時，必須考慮剛性角α問題。剛性角的取值為：磚基礎h／d一般取1.5～2.0，混凝土基礎取1.0。

　　在圖3-17中，甲斷面剛性角以外的磚會遭破壞，使實際基底面積變小引起基礎下沉，丙斷面剛性角以外的基礎砌磚是多余浪費的，最經濟斷面為乙斷面。

　　因此，工程中把凡是采用磚、石、混凝土等抗壓能力高，抗拉、抗剪能力差的材料構筑的基礎，也即受剛性角限制的基礎稱為剛性基礎。由于剛性基礎受剛性角限制，當房屋的荷載較大而地基承載力較小時，在增加基礎底寬的同時要加大基礎高度，勢必要相應加大基礎的埋置深度，這樣就要增加基礎用料和開挖土方的工程量，同時基礎埋置深度的增加，還會給施工帶來困難。

　　如果在混凝土基礎中配置鋼筋（鋼筋是抗拉能力很強的一種材料），利用鋼筋來承受拉力，基礎就能夠承受彎曲，就可以不受剛性角的限制，所以，鋼筋混凝土基礎又稱柔性基礎。

　　在基礎底寬相同的情況下，鋼筋混凝土基礎相對混凝土等剛性基礎可以減小基礎的高度和埋置深度，如圖3-18所示。

　　（三）基礎埋深的確定

　　由室外設計地面到基礎底面的垂直距離，稱為基礎的埋置深度。在滿足地基穩定和變形要求的前提下，基礎宜淺埋。當上層地基的承載力大于下層土時，宜利用上層土作持力層。除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m.

　　1.基礎埋深的確定條件。基礎的埋置深度應按下列條件確定：

　　（1）建筑物的用途，有無地下室、設備基礎和地下設施，基礎的形式和構造；

　　（2）作用在地基上的荷載大小和性質；

　　（3）工程地質和水文地質條件；

　　（4）相鄰建筑物的基礎埋深；

　　（5）地基土凍脹和融陷的影響。

　　2.筏形和箱形基礎埋深的確定。

　　高層建筑筏形和箱形基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩定性要求。在抗震設防區，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎的埋置深度不宜小于建筑物高度的l／15；樁箱或樁筏基礎的埋置深度（不計樁長）不宜小于建筑物高度的1／20～1／18.位于巖石地基上的高層建筑，其基礎埋深應滿足抗滑要求。

　　3.有相鄰建筑物時基礎埋深的確定。當存在相鄰建筑物時，

　　新建建筑物的基礎埋深不宜大于原有建筑基礎。當埋深大于原有建筑基礎時，兩基礎間應保持一定凈距，其數值應根據原有建筑荷載大小、基礎形式和土質情況確定。