地基与基础工程施工：选择适合工程实际条件的基础类型

一、浅基础的概念及特点

埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑的基础，即对一般工程来说基坑深度不超过5m，称为浅基础。

浅基础特点: 由于埋深浅，结构形式简单，施工方法简便，造价也较低，因此是建筑物最常用的基础类型。

二、浅基础的分类

(一)根据基础的受力特点分类

按基础的受力特点分为刚性基础和柔性基础。

(1)刚性基础: 由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。

特点: 具有抗压强度较高，但抗拉、抗剪强度较低的特性，此类基础也常被称为刚性基础或刚性扩展基础。

刚性基础常见类型如图5-1～图5-5所示。

(2)柔性基础: 柔性基础是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的钢筋混凝土材料做基础(不受刚性角的限制)。用于地基承载力较差、上部荷载较大、设有地下室且基础埋深较大的建筑。

柔性基础常见类型有墙下钢筋混凝土条形基础、柱下钢筋混凝土独立基础、壳体基础、箱形基础等。

钢筋混凝土长形基础和钢筋混凝土独立基础如图5-6和图5-7所示。

图5-1 砖基础

图5-2 毛石基础

图5-3 毛石混凝土基础

图5-4 混凝土基础

图5-5 灰土、三合土基础

图5-6 墙下钢筋混凝土条形

图5-7 柱下钢筋混凝土独立基础

特点: 整体性较好，抗弯强度大，能发挥钢筋的抗拉性能力及混凝土的抗压性能，在基础设计中广泛采用，特别适用于荷载大、土质较软弱时，并且需要基底面积较大而又必须浅埋的情况。

荷载较大的高层建筑，如土质较弱，为了增加基础的整体刚度，减少不均匀沉降，可在柱网下纵横方向设置钢筋混凝土条形基础，即形成“十”字形基础，如图5-8所示。

图5-8 柱下“十”字形基础

当地基很软弱而上部结构的荷载又很大时，采用“十”字形基础仍不能满足要求，或当相邻基槽距离很近时，可采用钢筋混凝土做成整块的筏形基础(图5-9)，以扩大基底面积，增强基础的整体刚度。(https://www.xing528.com)

壳体基础: 适用于水塔、烟囱、料仓和中小型高炉等高耸的构筑物，如图5-10所示。

图5-9 筏形基础

箱形基础: 当柱荷载很大，地基又特别软弱时，基础可做成由钢筋混凝土顶板、底板和纵横交叉的隔墙组成的空间整体结构的箱形基础(图5-11)，基础内空可用做地下室，与实体基础相比可减少基底压力。

图5-10 壳体基础

图5-11 箱形基础

箱形基础的优点: 具有整体性好，抗弯刚度大，且空腹深埋等特点，可不相应增加建筑物的层数，基础空心部分可作为地下室，可以减少基底的附加应力，从而减少地基的变形。

(二)根据基础材料分类

基础材料的选择决定着基础的强度、耐久性和经济效果，应该考虑就地取材、充分利用当地资源的原则，并满足技术经济要求。

常用的基础材料有砖石、混凝土(包括毛石混凝土)、钢筋混凝土等，此外，在我国农村也常用灰土、三合土等作为基础材料。

1. 砖石砌体基础

就强度和抗冻性来说，砖不能算是优良的基础材料，在干燥而较温暖的地区较为合适用，在寒冷而又潮湿的地区不甚理想。但是由于砖的价格较低，所以应用仍比较广泛。为保证砖基础在潮湿和霜冻条件下坚固耐久，砖的编号不应低于MU7.5，砌体砂浆应按砌体结构设计规范规定选用。在产品料的地区，毛石是比较容易取得的一种基础材料。地下水位以上的毛石砌体可以采用水泥、石灰和沙子配置的混合砂浆砌置，在地下水位以下则要采用水泥砂浆砌置。砂浆强度等级按规范规定采用。

2. 混凝土和毛石混凝土基础

混凝土的强度、耐久性和抗冻性都比较好，是一种较好的基础材料。有时为了节约用水泥，可以在混凝土中掺入毛石，形成毛石混凝土，虽然强度有所降低，但仍比砖石砌体高，所以也广泛使用。

3. 钢筋混凝土基础

钢筋混凝土是建造成基础的较好材料，其强度、耐久性和抗冻性都很好，它能很好地承受弯矩，目前在基础工程中是一种广泛使用的建筑材料。

但当基础遇到有侵蚀性地地下水时，对混凝土的成分要严加选择，不然可能会影响基础的耐久性。

4. 灰土基础

早在1000多年前，我国就开始采用灰土作为基础材料，而且有不少还完整地保存到现在，这说明在一定条件下，灰土的耐久性是良好的。灰土由石灰和黄土(或黏性土)混合而成。石灰以块状生石灰为宜，经消化1～2天，用5～10mm的筛子过筛后使用。土料一般以粉质黏土为宜，若用黏土，则应采取相应措施，使其达到一定的松散程度。土在使用前也应过筛(10～20mm的筛孔)。石灰和土的体积比一般为3∶ 7或2∶ 8，拌和均匀，并加适量的水分层夯实，每层虚铺220～250mm，夯至150mm为一步。施工时，注意基坑保持干燥，防止灰土早期浸水。

5. 三合土基础

在我国有的地方也常用三合土基础，其体积比一般为1∶ 3∶ 6或1∶ 2∶ 4(石灰∶ 沙子∶ 骨料)。施工时，每层虚铺220mm，夯实150mm。三合土基础的强度与骨料有关，矿渣最好，碎砖次之，碎石及河卵石不易夯打结实，质量较差。

基础设计的第一步是选取适合于工程实际条件的基础类型。选取基础类型应根据各类基础的受力特点、适用条件，综合考虑上部结构的特点，地基土的工程地质条件和水文地质条件以及施工的难易程度等因素，经比较优化，确定一种经济合理的基础形式。

选择基础方案应该遵循由简单到复杂的原则，即在简单经济的基础形式不能满足要求的情况下，再寻求更为复杂合理的基础类型。只有在不能采用浅基础的情况下，才考虑运用桩基础等深基础形式，以避免浪费。