混凝土结构与砌体结构基础设计原则

基础是多层和高层建筑结构的重要组成部分，它将房屋的上部荷载较均匀地传至地基，并使地基的承载力和沉降满足有关要求。

1）基础的类型

多层和高层房屋的基础，除钢筋混凝土独立基础外，一般可做成钢筋混凝土柱下条形基础（图15-59a）、十字交叉条形基础（图15-59b）、筏形基础（图15-59c）、箱形基础（图15-59d）、桩基础和桩箱复合基础等多种形式。

图15-59 基础的类型

在层数不多、荷载不大而地基又较坚实时，多层框架房屋的基础可采用独立基础。在其他情况下，独立基础的底面积将很大，这时可做成柱下条形基础，即将单个基础在一个方向连成条形。为了增大条形基础的刚度，以适当调节可能产生的基础不均匀沉降，条形基础可做成肋梁式的。图15-60a、b分别为在横向和纵向布置肋梁的条形基础，而另一个方向布置构造连系梁。至于肋梁沿横向布置或沿纵向布置，应视结构类型和荷载情况而定。

图15-60 条形基础的布置

当需要在两个方向增大基础的整体刚度时，则做成十字交叉条形基础，即在结构的两个方向均匀布置条形基础（图15-59b），从而使上部结构在纵横两方向均有联系。

若十字交叉条形基础的底面积不能满足地基上的承载力和上部结构的容许变形的要求，需要将基础底面积再扩大，从而使基础底板连成整片时，则基础就成为筏形基础。筏形基础可做成平板式或肋梁式。图15-61a为最常见和最简单的钢筋混凝土等厚度平板式筏基，它适用于较小或中等的柱荷载以及柱间距较小且基本相等的情况。当柱荷载较大时，可加大柱底局部区域的板厚，以承受柱底处的剪力和弯矩，如图15-61b所示。如果柱距过大和柱荷载差别较大，可能产生较大的弯曲应力，则可沿轴线设置肋梁。肋梁可以位于底板的顶面（如图15-61c所示），也可位于底板的底面（如图15-61d所示）。前者施工方便，但要设置架空地坪；后者一般采用地模，地坪自然形成，较经济。

图15-61 片筏基础的种类

若需要进一步增大基础的刚度和减小沉降差时，可把基础做成箱形基础，如图15-62所示。箱形基础是由钢筋混凝土顶板、底板和内外纵横墙组成的具有很大刚度的空间结构。箱形基础埋置于地下一定深度，能与基底和周围土体共同工作，从而增加建筑物的整体稳定性，并对抗震有良好的作用。由于挖除了相当厚度的土层，且无需回填，减少了基底的附加压力，因而相应提高了地基的有效承载力，可使高层建筑直接建造在地基较软弱的天然土层上，形成所谓补偿性基础。箱形基础还可以作为设备层、贮藏室、地下商店和人防等。因此，近年来新建的高层建筑，很多采用箱形基础。

当上部结构的荷载大而地基又软弱，即使采用箱形基础也难以满足地基土的承载力和变形要求时，常采用桩基础。桩基础包括桩基承台与基桩两部分，桩基承台把荷载传给基桩，并将桩群连成整体，而基桩又把荷载传至地基深处。桩顶端的桩基承台也可利用地下室的底板或筏形基础的底板，甚至以条形基础来替代。桩箱复合基础是在桩基础上做箱形基础。桩箱基础如图15-62所示。

基础类型的选择，应根据现场的工程地质与水文地质条件、建筑物的使用要求（有无地下室、建筑体型、结构类型及荷载情况等）、上部结构对地基土不均匀沉降以及倾斜的敏感程度、施工条件和工程造价等进行综合分析。浅埋基础一般比桩基础经济，且施工方便、工期短。如采用条形基础或筏形基础，其造价约占土建总造价的15%以下；桩箱基础的造价很可能超过土建总造价的25%。因此，应尽可能选用浅埋基础。

图15-62 桩箱基础

2）基础埋置深度的确定

基础埋深对基础尺寸、建筑物的安全使用、基础施工与造价有很大影响，因此，在满足地基稳定和变形要求前提下，基础应尽量浅埋，但岩石地基除外。基础埋深不宜小于0.5m。为避免基础外露而遭受外界影响受损，基础顶面应低于设计地面100mm。

基础的埋置深度应依据建筑物的用途、结构类型、作用于地基上的荷载大小和性质、工程地质和水文地质条件、相邻建筑物的基础埋深，以及地基土冻胀和融陷情况来确定。位于土质地基上的高层建筑，其基础埋深应满足稳定要求，一般基础埋深应大于建筑物地面以上高度的1／8～1／12。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深可较浅，但应采取地锚等措施，以满足稳定要求。基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋置在地下水位以下时，应采取措施，使地基土在施工时不受扰动。当存在相邻建筑物时，新建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物的基础；当埋深大于原有建筑物的基础时，两基础之间应保持一定净距，其数值应根据荷载大小和土质情况而定，一般取相邻两基础底面高差的1～2倍，否则应采用相应的施工措施或加固原有建筑物的地基。对于埋在冻胀土中的基础，其最小埋深应满足《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）的有关规定。

3）基础底面尺寸的确定

基础的类型、埋深确定以后，其底面尺寸常取决于地基的承载力和变形。对于可不作变形计算的地基，只要按地基承载力确定基底尺寸；对于需作地基变形计算的建筑物地基，先按地基承载力初步拟定基底尺寸，然后再进行地基变形验算。确定基础底面尺寸所考虑的荷载，通常包括上部结构荷载、基础自重和基础底面以上的回填土重。(www.xing528.com)

基础底面尺寸的大小，应使基底应力和变形不超过地基的承载力和变形的容许值。

按地基承载力计算时，基础底面压力应符合下列要求：

当轴心荷载作用时

式中 pk——相应于荷载标准组合时基础底面的平均压力值；

fa——修正后的地基承载力特征值。

当偏心荷载作用时，除符合式（15-82）的要求外，尚应符合下列要求：

此外，对箱形基础尚应满足下式要求：

式中 pk，max、pk，min——分别为相应于荷载标准组合的基底边缘的最大和最小压力值。

当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算：

式中 pz——相应于荷载标准组合时软弱下卧层顶面处的附加压力值；

pcz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值；

faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。

对需进行变形验算的地基尚应满足下式要求：

式中 s——建筑物地基的变形计算值；

［s］——建筑物的地基变形允许值。