地基与基础的基本概念

地基与基础的基本概念

第二节地基、基础和地下室构造

一、地基与基础的基本概念

基础是将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分,是建筑地面以下的承重构件。它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载,并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上。地基则是承受由基础传下的荷载的土体或岩体。地基承受建筑物荷载而产生的应力和应变随着土层深度的增加而减小,在达到一定深度后就可忽略不计。直接承受建筑荷载的土层为持力层。持力层以下的土层为下卧层（如右图）。

(一)地基应满足的几点要求

石土、砂土、粉土、黏性土等组成的填土;经过压实或穷实的素填土为压实填土杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填士;冲填土为水力冲填泥砂形成的填土。人工填土的承载力 (标准值)为65-160 kPa。

1.强度方面的要求

即要求地基有足够的承载力,应优先考虑采用天然地基。地基竣工后其强度或承载力必须达到设计标准,并进行现场检验。

2.变形方面的要求

即要求地基有均匀的压缩量,以保证有均匀的下沉。若地基下沉不均匀时,建筑物上部会产生开裂变形。设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应作地基变形设计。

3.稳定方面的要求

即要求地基有防止产生滑坡、倾斜方面的能力。必要时(特别是较大的高度差时)应加设挡土墙以防止滑坡变形的出现。

凡天然土层具有足够的承载能力,不需经过人工加固,可直接在其上部建造房屋的土层称为天然地基。天然地基的土层分布及承载力大小由勘测部门实测提供。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。

1.岩石

岩石为颗粒间牢固连接,呈整体或具有节理裂隙的岩体。岩石根据其坚固性可分为硬质岩石(花岗石、玄武岩等)和软质岩石(页岩、黏土岩等) ;根据其风化程度可分为微风化岩石、中等风化岩石和强风化岩石等。岩石承载力标准值fk为200~4000kPa。

2.碎石土

碎石士为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。碎石土根据颗粒形状和粒组含量又分漂石、块石(粒径大于200mm) ;卵石、碎石(粒径大于20mm) ;圆砾、角砾(粒径大于2mm)。碎石土承载力的标准值f k为200－1000kpa.

3.砂土

砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50% ,粒径大于0. 075mm的颗粒超过全重50%的土。砂土根据其粒组含量又分为砾砂(粒径大于2mm的颗粒占25 %－50%)、粗砂(粒径大于0.5mm的颗粒超过全重的50%)、中砂(粒径大于0.25mm的颗粒超过全重的50%)、细砂(粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的85%)、粉砂(粒径大于 0.075mm的颗粒超过全重的50%)。砂土承载力的标准值f k为140－500kpa.

4.粉土

粉土为塑性指数Ip≤10且粒径大于0.075mm的颗粒含茧不超过全重50%的士。其性质介于砂土与黏性土之间。粉土承载力的标准值f k为105－410kpa.

5.黏性土

黏性土为塑性指数Ip>10的土,按其塑性指数Ip值的大小又分为黏土(Ip>17)和粉质黏土(10

6.人工填土

人工填土根据其组成和成因可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土。素填土为碎石土、砂土、粉土、黏性土等组成的填土，经过压实或夯实的素填土为压实填土，杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土；冲填土为水力冲填泥沙形成的填土。人工填土的承载力fk（标准值）为65－160kpa。

(三)人工地基

当土层的承载力较差或虽然土层质地较好,但上部荷载过大时,为使地基具有足够的承载能力,应对土层进行加固。这种经过人工处理的土层叫人工地基。人工地基的加固处理方法有以下几种:

利用重锤(穷)、碾压(压路机)和振动法将土层压实。这种方法简单易行,对提高地基承载力收效较大。

(2)换土法

当地基土为淤泥、冲填土、杂填土及其他高压缩性土时,应采用换土法。换土所用材料宜选用中砂、粗砂、碎石或级配石等空隙大、压缩性低、无侵蚀性的材料。换土范围由计算确定。

(四)桩基

在建筑物荷载大、层数多、高度高,地基土又较松软时,一般应采用桩基。常见的桩基有以下几种:

1.支承桩(柱桩)

这种桩为钢筋混凝土预制桩,借助打桩机打入土中。这种桩的断面尺寸为300mmX 300mm~600mmX 600mm,其长度视需要而定,一般在6-12m之间,桩端应有桩靴, 以保证支承桩能顺利地打入土层中。

2.灌注桩

这种桩是先用钻孔机钻孔,然后放入钢筋骨架,浇筑混凝土而成。钻孔直径一般为300----- 500mm,桩长不超过12m。与钢筋混凝土预制桩比较,灌注桩有施工快、施工占地面积小、造价低等优点。

3.振动桩

这种桩是先利用打桩机把钢管打入地下,然后将钢管取出,最后放入钢筋骨架,并浇筑混凝土而成。其直径、桩长与钻孔桩相同。

4.爆扩桩

爆扩桩是用机械或爆扩等方法成孔,引爆的作用是将桩端扩大,以提高承载力。孔径一般为300-400mm,成孔后用炸药扩大孔底,现浇混凝土而成。爆扩桩端是呈球状的扩大体,一般为桩身直径的2~3倍,桩长为5~7m。爆扩桩具有设备简单、施工速度快、劳动强度低等优点。

5.其他类型桩

除上述桩的类型外,还有砂桩、碎石桩、灰土桩、扩孔墩等。桩基由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成。桩基的桩数不止一根,各桩在桩顶通过承台连成一体,以承托墙柱。

(五)地基特殊问题的处理

(1)地基中遇有坟坑的处理

在基础施工中,若遇有坟坑,应全部挖出,并沿坟坑四周多挖300mm,然后夯实并回填3 : 7灰士,遇潮湿土壤应回填级配砂石。最后按正规基础做法施工。