1.基础埋深

为了确保建筑物的坚固安全,基础要埋入土层中一定的深度。一般把自室外设计地面标高至基础底部的垂直高度称为基础的埋置深度,简称为基础埋深,如图2-5所示。

图2-5 基础埋深

微课:基础的埋置深度及影响因系

根据基础埋深的不同,基础常分为深基础和浅基础。通常把埋置深度不小于5m的称为深基础,埋置深度小于5m的称为浅基础。一般来说,基础埋深越小,土方开挖量就越小,基础材料用量也越少,工程造价也就越低,但当基础埋深过小时,基础底面的土层受到压力后会把基础周围的土挤走,使基础产生滑移而失去稳定性;同时基础埋得过浅,还容易受外界各种不良因素的影响,所以,基础埋深最小不能小于500mm。

2.基础埋深的影响因素

(1)地基土层构造的影响。不同的建筑场地,其土质情况也不相同,即同一地点,当深度不同时土质也会有变化。根据地基土层分布不同,通常有以下六种情况,如图2-6所示。

①土质均匀的良好土,基础宜浅埋,但不得低于500mm,如图2-6(a)所示。

②上层软土深度不超过2m,下层为好土,基础宜埋在好土内,如图2-6(b)所示。

③上层软土深度为2~5m,下层为好土,对于低层、轻型建筑可埋在软土内;总荷载较大的建筑宜埋在好土内,如图2-6(c)所示。

④上层软土深度＞5m,下层为好土,低层、轻型建筑可埋在软土内;总荷载较大的建筑宜埋在好土内或采用人工地基,如图2-6(d)所示。

⑤上层为好土,下层为软土,应把基础埋在好土内,适当提高基础底面,并验算下卧层顶面处压力,如图2-6(e)所示。

⑥地基由好土与软土交替组成,总荷载大的基础可采用人工地基或将基础埋在好土中,如图2-6(f)所示。

图2-6 地基土层构造的影响(www.daowen.com)

(a)好土浅埋;(b)上层软土深度＜2m,埋入好土;(c)上层软土深度为2~5m,埋在软土中;
(d)上层软土深度＞5m,采用人工地基;(e)下有软土,埋入好土并验算;(f)软土、好土交错时,采用人工地基或埋入好土

一般情况下,基础应设置在坚实的土层上,而不要设置在淤泥等软弱土层上。当表面软弱土层较厚时,可采用深基础或人工地基。

(2)地下水水位的影响。地下水对某些土层的承载力有很大影响。如黏土在地下水水位上升时,将因含水率增加而膨胀,使土的强度下降;当地下水水位下降时,会使土粒直接接触压力增加,基础产生下沉。为了避免地下水水位变化直接影响地基承载力,同时防止地下水对基础施工带来麻烦和有侵蚀性的地下水对基础的腐蚀,一般基础宜埋置在设计最高地下水水位以上。

当地下水水位较高,基础不能埋置在地下水水位以上时,应采取地基土在施工时不受扰动的措施,以减少特殊的防水、排水措施,以及受化学污染的水对基础的侵蚀,以有利于施工。当必须埋在地下水水位以下时,宜将基础埋置在最低地下水水位以下不小于200mm处,如图2-7所示。

图2-7 基础埋深和地下水水位的关系

(3)地基土冻胀和融陷的影响。对于冻结深度小于500mm的南方地区或地基土为非冻胀土时,可不考虑土的冻结深度对基础埋深的影响。对于季节冰冻地区,当地基为冻胀土时,应使基础底面低于当地冻结深度。在寒冷地区,土层会因气温变化而产生冻融现象。冻结土与非冻结土的分界线称为土的冰冻线。土的冻结深度主要取决于当地的气候条件,气温越低和低温持续时间越长,冻结深度越大。

当基础埋深在土层冰冻线以上时,如果基础底面以下的土层冻胀,会对基础产生向上的顶力,严重的会使基础上抬起拱;如果基础底面以下的土层解冻,顶力消失,使基础下沉,这样的过程会使建筑产生裂缝和破坏,因此,在寒冷地区基础埋深应在冰冻线以下200mm处,如图2-8所示。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。

图2-8 基础埋深和冰冻线的关系

(4)其他因素对基础埋深的影响。

①建筑物自身的特性。当建筑物设有地下室、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。

②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。荷载按作用方向又有竖直方向和水平方向之分。当基础要承受较大水平荷载时,为了保证结构的稳定性,也常将基础埋深加大。

③相邻建筑物的基础埋深。当存在相邻建筑物时,一般新建建筑物的基础埋深不应大于原有建筑的基础埋深,以保证原有建筑的安全;当新建建筑物的基础埋深必须大于原有建筑的基础埋深时,为了不破坏原基础下的地基土,应与原基础保持一定的净距L,L的数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定,一般取等于或大于两个基础埋深的差,如图2-9所示。当上述要求不能满足时,应采取分段施工,设置临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施,或加固原有建筑的地基。

图2-9 不同基础埋深的处理

(a)纵剖面;(b)平面