地基基础讲义

建筑地基与基础本章主要介绍岩土的工程分类，常见特殊土的特点，各类浅基础的受力特点及构造要求，桩基础的分类、受力特点及构造要求。要求掌握岩土的工程分类,了解各类土的分类依据,熟悉各类特殊土的特点；掌握各类浅基础的适用范围和受力特点，熟悉浅基础的构造要求；了解桩基础的分类，熟悉其构造要求。

本章提要所有建筑物都是修建在地表上，建筑物上部结构的荷载通过下部结构最终都会传到地表的土层或岩层上，这部分起支撑作用的土体或岩体就是地基。将建筑物所承受的各种作用传递到地基上的下部承重结构称为基础。地基根据是否经过人工处理分为天然地基和人工地基。基础底面离地面的深度称为基础的埋置深度。本章内容12.1

岩土的工程分类12.2

建筑基础12.1岩土的工程分类作为建筑地基的岩土，其工程性质由岩土的类别决定。《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）（以下简称《地基规范》）将作为建筑地基的岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等。岩石的坚硬程度根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩，见表12.1（详见P242)。当缺乏饱和单轴抗压强度资料或不能进行该试验时，可在现场通过观察定性划分，见表12.2（详见P243)

。岩石按风化程度分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。12.1.1岩石岩体完整程度按表12.3（详见P243)划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。当缺乏试验数据时按表12.4（详见P243)执行。碎石土为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50％的土。根据粒组含量及颗粒形状，碎石土可按表12.5

（详见P244)分为块石、漂石、碎石、卵石、角砾、圆砾。12.1.2碎石砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50％、粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50％的土。根据粒组含量，砂土可按表12.6（详见P244)分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。12.1.3砂土

粉土为性质介于砂土和粘性土之间，塑性指数IP≤10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50％的土。

塑性指数等于液限与塑限之差。液限是指土由可塑状态转变为流动状态的界限含水量，塑限为土由半固态转变为可塑状态的界限含水量。一般说来，土的颗粒越细、细颗粒的含量越多，土的塑性（塑性指数）也就越大。12.1.4粉土

粘性土是指塑性指数IP＞10的土。根据塑性指数，可将粘性土分为粘土（IP＞17）和粉质粘土（10＜IP≤17）。根据液性指数可将粘性土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑五种状态。

液性指数IL是土的天然含水量和塑限之差与塑性指数的比值，是判断粘性土软硬程度的指标，也叫稠度。一般而言，粘性土的沉积历史越久，结构性越好，工程力学性质越好。12.1.5粘性土人工填土是人类活动的堆积物。根据其组成和成因，可分为素填土、杂填土和冲填土。

素填土为由碎石土、砂、粉土、粘性土等一种或几种土通过人工堆填方式而形成的土。经过分层压实后的素填土称为压实填土。

杂填土是指含有大量的建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等人工堆填物。

冲填土是人类借助水力充填泥砂形成的土，一般压缩性大、含水量大、强度低。12.1.6人工填土（1）软土

软土泛指天然含水量高、压缩性高、强度低、渗透性差的软塑、流塑状粘性土。它包括淤泥、淤泥质土、冲填土等。软土生成于静水或缓慢流动的流水环境。建筑在软土地基上的建筑物易产生较大沉降或不均匀沉降，且沉降稳定所需要的时间很长，所以，在软土上建造建筑物必须慎重对待。12.1.7特殊土（2）红粘土

红粘土是碳酸盐系岩石经红土化作用所形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。红粘土的液限一般大于50％，具有表面收缩、上硬下软、裂隙发育的特征，吸水后迅速软化。一般情况下，红粘土的表层压缩性低、强度较高、水稳定性好，属良好的地基土层。但随着含水量的增大，土体呈软塑或流塑状态，强度明显变低，作为地基时条件较差。（3）膨胀土

膨胀土是一种具有强烈的吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土。土呈黄、红褐、灰白色，粘粒含量高，天然含水量接近塑限。膨胀土通常表现为压缩性低、强度高，因此易被误认为是良好的天然地基。（4）湿陷性黄土

黄土是指以粉粒为主，富含碳酸钙盐系，垂直节理发育，具有大孔结构，以黄色、褐黄色为主，有时为灰黄色的土体。黄土在天然含水状态下具有较高的强度和较小的压缩性，但雨水浸湿后，有的即使在自身重力作用下也会发生剧烈而大量的变形，强度也随之迅速降低。黄土在一定的压力下受水浸湿后结构迅速破坏而发生附加下沉的现象称为湿陷。浸水后发生湿陷的黄土称为湿陷性黄土。在自重压力作用下，受水浸湿而发生湿陷的黄土称为自重湿陷性黄土，不发生湿陷的黄土称为非自重湿陷性黄土。12.2建筑基础

无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础，如图12.1所示。这些材料都是脆性材料，有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度往往很低。12.2.1浅基础12.2.1.1无筋扩展基础为保证基础的安全，必须限制基础内的拉应力和剪应力不超过基础材料强度的设计值，基础设计时，通过基础构造的限制来实现这一目标，即基础的外伸宽度与基础高度的比值应小于规范规定的台阶宽高比的允许值。由于此类基础几乎不可能发生挠曲变形，所以常称为刚性基础或刚性扩大基础。

无筋扩展基础可用于6层和6层以下（三合土基础不宜超过4层）的民用建筑和轻型厂房。无筋扩展基础的高度，应符合下式要求（图12.2）：H0≥(b-b0)/2tanα

（12.1）砖基础一般做成台阶式，此阶梯称为“大放脚”，大放脚的砌筑方式有两种：“二皮一收”和“二、一间隔收”砌法。垫层每边伸出基础底面50mm，厚度不宜小于100mm，如图12.3所示。图12.1无筋扩展基础（a）砖基础；（b）毛石基础；（c）灰土基础；（d）毛石混凝土基础、混凝土基础图12.猾2无筋命扩展材基础匙构造豆示意演图图12远.3基础王大放萄脚形劣式（a）“盛二皮请一收特”砌提法；慨（b）“二尘、一间最隔收”葬砌法扩展肿基础是指柱棵下钢筋包混凝土判独立基遗础和墙涂下钢筋慌混凝土昏条形基闪础，见图12.悼4。这昨种基逢础抗睡弯和矮抗剪炕性能难良好渔，特歼别适桐用于涛“宽远基浅醒埋”呀或有生地下勉水时疤。由于扩奴展基础疏有较好两的抗弯蛋能力，左通常被城看作柔蛮性基础番。这种男基础能抵发挥钢吊筋的抗何弯性能惯及混凝般土抗压跳性能，仙适用范婶围广。12污.2紧.1漠.2扩展基紧础扩展基术础应满炮足以下气构造要惜求：(1洽)锥形基纠础的边尖缘高度六不宜小偷于20支0m尾m；阶梯稿形基础负的每阶简高度宜轰为30强0～500促mm。(2)垫层践的厚雨度不涝宜小丝式于70m端m；垫三层混远凝土宣强度调等级府应为C1硬0。(3倚)扩展位基础珠底板散受力尿钢筋客的最讯小直扶径不妄宜小腾于10停mm；间谦距不访宜大搅于200杰mm，也不裕宜小于100躬mm。(4)钢筋排混凝痕土强类度等翼级不警应小慨于C20。(5)当柱下区钢筋混症凝土独勒立基础适的边长押和墙下铲钢筋混需凝土条巨形基础桥的宽度苗大于或从等于2.沙5m蛛时，底也板受力畏钢筋的修长度可吼取边长获或宽度酱的0.9倍，刃并宜睡交错瓶布置苗，如图12望.5妻(a烘)。(6查)钢筋混薯凝土条询形基础刻底板在T形及蓝十字叨形交兄接处辅，底财板横呆向受辅力钢零筋仅沈沿一贪个主购要受倾力方扇向通贵长布缩慧置，拴另一蛛个方靠向的熟横向袍受力哪钢筋辟可布滥置到折主要丘受力两方向绘底板宣宽度统的1／4处，如图12指.5础(b蚊)。在拐满角处底千板横向受受力钢争筋应沿鼓两个方予向布置予，如图12.添5(c善)。(7)钢筋决混凝祖土柱朝和剪辅力墙仇纵向埋受力贤钢筋便在基涉础内的的锚斥固长作度la应根鉴据钢丈筋在恋基础播内的枯最小凑保护微层厚响度按《混凝土槐规范》有关规护定确定屋。(8)现浇刊柱的充基础粒，其浸插筋控数量狠、直票径以培及钢妈筋种托类应刘与柱才内纵亮向受粗力钢勾筋相馒同，畜插筋掉的锚火固长熔度应刻满足娱上述肌要求艳。当霸符合洋下列味条件密之一尾时，咽可将保四角柏的插泼筋伸胀至底仇板钢想筋网挽上，绕其余煮插筋晚锚固总在基冷础顶躲面下la或laE处，如图12.著6所示。图12汗.4扩展冒基础（a）钢搬筋混爆凝土聚条形牌基础文；（b）现浇值独立基词础；（c）预塘制杯恶形基沸础图12烈.5扩展填基础丧底板两受力恒钢筋钳布置化示意距图图12坑.6现浇网柱的盖基础浙中的雀插筋醋构造他示意积图当上巾部结哈构荷助载较屠大、院地基罪土的笨承载缝力较怒低时锋，采柔用无狼筋扩只展基膜础或妹扩展雅基础斯往往技不能慨满足溜地基抚强度胡和变尺形的列要求众。为泼增加御基础思刚度,防止斯由于权过大搁的不傅均匀斜沉降仿引起推的上藏部结岛构的备开裂畅和损证坏，效常采外用柱斗下条征形基雀础。祸根据恶刚度御的需边要，扯柱下谦条形腔基础前可沿虏纵向冶设置你，也窑可沿蒜纵横茎向设惕置而切形成犬双向委条形夏基础季，称歼为交岔梁基牙础，如图12.伯7所示。如果柱炊网下的静地基土优较软弱星，土的砍压缩性锐或柱荷丧载的分扔布沿两新个柱列守方向都近很不均仗匀，则零可采用曲交梁基背础。该锡基础形酒式多用虚于框架旬结构。偷12.荷2.1柔.3柱下条朴形基础构造要则求：①柱下条覆形基础康梁的高再度宜为腐柱距的1／4～1／8。翼板送厚度不飞应小于20纤0m理m。当段翼板淘厚度大于25神0m魂m时，急宜采扑用变届厚度睛翼板峰，其编坡度贩宜小同于或烘等于1∶3。②柱下冒条形着基础顶的两皱端宜佛向外堪伸出按，其稀长度行宜为印第一绑跨度昏的0.副25倍；柴既可眯增大仁基础闭底面策积，忆又可芒使基值底反脱力分粘布比肢较均稿匀、古基础围内力叉分布乡丰比较狼合理唤。③现浇敢柱与该条形猛基础笑梁的做交接售处，娃其平集面尺漆寸不绕应小惠于图12锅.8的规定表。④条形党基础垂梁顶镜部和蓝底部咳的纵奸向受凯力钢谢筋除夕满足寨计算砍要求盛外，循顶部位钢筋准按计谨算配蹄筋全滋部贯鹿通，童底部却通长应钢筋怒不应俗少于脖底部懒受力辞钢筋阁截面霜总面邻积的1／3。⑤柱下昆条形秀基础赴的混魔凝土裳强度怎等级犁不应衬低于C2圾0⑥基础韵垫层毕和钢仙筋保仔护层歇厚度木、底象板钢林筋的磨部分尾构造驱要求秒可参吗考扩诵展基唯础的猾规定傍。图12承.7柱下条隐形基础（a）柱下鸦单向条阿形基础难；（b）交梁妄基础图12命.8现浇俗柱与役条形魂基础轨梁交绪接处鹅构造当地泰基特翠别软邮弱，吓上部吊荷载狼很大屋，用汤交梁瓦基础捉将导义致基走础宽鹿度较浆大而蓬又相勒互接烛近时荒，或顶有地金下室夹，可但将基泰础底蚀板联伍成一饼片而暑成为会筏形占基础读。筏形基猜础可分有为墙下筏屡形基础和柱下冰筏形扩基础，如图12.削9所示。柱下司筏形基贼础常有恢平板式鬼和梁板宾式两种泰。平板式舅筏形基蚊础是在地果基上做咽一块钢泽筋混凝胜土底板号，柱子晌通过柱把脚支承糊在底板虏上；梁板式栏筏形基岂础分为下颂梁板式恳和上梁延板式，折下梁板娱式基础贴底板上玻面平整代，可作相建筑物腐底层地趣面。12.养2.1各.4高层建摩筑筏形僚基础筏形链基础最，特习别是睁梁板杜式筏劳形基麦础整趁体刚教度较抗大，羡能很下好地强调整拥不均枣匀沉得降，埋常用互于高狮层建腊筑中即。筏形慎基础福的混佳凝土煎强度猜等级榜不应标低于C3鲁0。采用行筏形色基础欣的地铁下室陆应沿披四周珠布置榆钢筋别混凝堂土外鼠墙，冻外墙做厚度泉不应亲小于250帅mm，内钩墙厚还度不耍应小欺于20侦0m剩m。筏形疗基础恼的钢浑筋间笛距不已应小社于150恢mm，宜为20行0～300骑mm，受舒力钢漂筋直挑径不棚宜小礼于12m榜m。梁板殿式筏宅基的油底板荒与基层础梁克的配艘筋除纺满足桂计算猾要求毙外，盆纵横膏方向兵的底亭部钢乘筋还胁应有1／2～1／3贯通桃全跨绘，其衣配筋路率不盾应小豆于0.1防5％，待顶部袜钢筋臂按计辨算配收筋全既部连舅通。宽当筏庸板的奇厚度闷大于200始0mm时，宜外在板厚制中间部帖位设置姿直径不搬小于12m颗m、间距败不大于300需mm的双净向钢堪筋网辨。地下倚室底昏层柱忙、剪旧力墙判与梁搞板式吩筏基劣的基爷础梁顾连接煎的构言造应符雕合下智列要殊求：命(1)柱、墙侨的边缘减至基础喷边缘的艳距离不案应小于50m齐m（图12.脱10）；御(2摊)当交叉即基础梁舱的宽度闸小于柱躲截面的音边长时掌，交叉托基础梁捎连接处渗应设置者八字角鸟，柱角之与八字回角之间饿的净距删不宜小伸于50剪mm（图12.污10克(a)）；(3峰)单向陵基础型梁与英柱的朴连接弦，可揪按图12盗.1泻0(观b)、(c住)采用；衰(4雨)基础梁婆与剪力载墙的连六接，可拿按图12衣.1刘0(值d)采用该。图12欺.9筏形基仓础（a）墙下赠筏形基棋础；(b)平板爱式柱掌下筏职形基趴础；(c枯)下梁保板式拦柱下看筏形裳基础撤；(d)上梁胳板式樱柱下紧筏形委基础满图12名.1婚0地下室谣底层柱盛、剪力得墙与基态础梁连阀接的构校造要求箱形基淋础是由松底板拉、顶抹板、毫钢筋性混凝量土纵由横隔祝墙构谦成的比整体衫现浇海钢筋灾混凝眯土结票构，如图12.挖11所示。箱形基高础具有匠较大的延基础底轻面、较森深的埋施置深度牧和中空友的结构睛形式，宴上部结夕构的部剃分荷载筛可用开稠挖卸去顶的土的四重量得筋以补偿血。与一梢般的实报体基础早比较，转它能显赚著地提抚高地基诵的稳定粪性，降会低基础净沉降量钓。12兼.2绸.1帜.5高层建娇筑箱形滴基础箱形脊基础箱的混糖凝土域强度蝇等级旬不应窃低于C30。箱形基垂础外墙困宜沿建聋筑物周诵边布置但，内墙脏沿上部忧结构的键柱网或晶剪力墙枪位置纵唱横均匀崖布置，闸墙体水咐平截面疑总面积宅不宜小捏于箱形病基础外浆墙外包启尺寸的立水平投通影面积轮的1/遥10。无人勉防设周计要茂求的反箱基执，基高础底鸡板不跳应小饶于30接0m网m，外渗墙厚裹度不铺应小组于25担0m应m，内仙墙厚妖度不起应小骨于200幕mm，顶板挂厚度不滴应小于20耽0m卫m。墙体的尾门洞宜勒设在柱旦间居中磁部位。辨箱形基脑础的顶拆板和底殿板纵横补方向支能座钢筋骡尚应有1/3～1/2的钢锻筋连鞠通，纽奉且连耽通钢嚼筋的杠配筋最率分妻别不阿小于0.汪15刃%（纵欠向）阿、0.小10由%（横向旱），跨漫中钢筋曾按实际捐需要的记配筋全添部连通顺。箱形点基础租的顶工板、浓底板免及墙炭体均魔应采生用双斜层双揪向配侨筋。上部近结构举底层汁柱纵奔向钢啊筋伸南入箱介形基千础墙股体的轨长度应符合映下列要脑求：(1求)柱下三骨面或四穴面有箱打形基础侨的内柱银，除柱且四角纵摸向钢筋嗽直通到渣基底外喜，其余旦钢筋可葵伸入顶科板底面仆以下40倍纵向粗钢筋直帆径处；禁(2)外柱、吸与剪力络墙相连磨的柱及去其他内薪柱的纵碗向钢筋罪应直通高到基底怕。图12笑.1脊1箱形基硬础当地竖基土带上部穗为软役弱土余，且安荷载佛很大菜，采姻用浅乒基础望已不目能满丑足地碎基强俱度和裤变形暖的要众求，泼可利露用地沉基下楚部比斯较坚不硬的蔽土层毯作为广基础怠的持贡力层狼设计主成深次基础旅。桩讨基础缝是最笋常见到的深松基础姜，广量泛应狮用于惊各种零工业商与民捐用建杂筑中次。桩基础是由均桩和唇承台菠两部蛙分组格成，如图12处.1恋2所示。桩在闻平面上旁可以排添成一排兼或几排滤，所有盘桩的顶斯部由承痰台联成鼻一个整俘体并传祥递荷载吉。12串.2霸.2桩基础在承台匪上再修究筑上部现结构。蛙桩基础乱的作用节是将承猫台以上劫上部结父构传来概的外力挎通过承下台，由垃桩传到岸较深的聪地基持阶力层中帮，承台氏将各桩党联成一逼个整体活共同承你受荷载政，并将迹荷载较雕均匀地胸传给各佩个基桩晴。由于梁桩基统础的走桩尖柔通常均都进渣入到宗了比孔较坚对硬的智土层惊或岩均层，蠢因此茫，桩脖基础健具有途较高村的承茅载力舟和稳爪定性苍，具格有良校好的杯抗震掀性能档，是趁减少绒建筑乐物沉哲降与坛不均阳匀沉盯降的菊良好巩措施台。（1）按施增工方盏式分轧类按施涂工方错法的脚不同其可分待为预制更桩和灌注辩桩两大类叶。（2）按桩处身材付料分柿类①混索凝土隙桩混凝天土桩界又可挥分为混凝止土预乞制桩和混凝土匠灌注桩（简称衔灌注桩集）两类愈。12.袄2.2艰.1桩的筝分类②钢舍桩常见当的是型钢和钢管两类短。钢孝桩的穷优点忠是抗皂压抗者弯强肉度高裳，施季工方污便；落缺点线是价谢格高华，易锅腐蚀敢。③组合位桩即采镇用两躬种材吐料组节合而子成的车桩。件例如息，钢据管桩擦内填卫充混安凝土缎，或横上部忙为钢祖管桩羽、下灯部为积混凝雕土桩泪。（3）按桩的六使用功肥能分类①竖向赏抗压持桩主要承信受竖直筑向下荷线载的桩厕。②水平消受荷回桩主要睁承受肥水平采荷载突的桩拥。③竖向抗析拔桩主要承阳受拉拔见荷载的绝桩。④复合受微荷桩承受馒竖向吸和水登平荷贼载均奸较大盒的桩躬。（4）按桩的诸承载性荒状分类①摩擦狭型桩摩擦桩贪：在极限米承载力曾状态下讨，桩顶神荷载由渐桩侧阻卡力承受脉。端承倡摩擦端桩：在极限峡承载力刑状态下兼，桩顶骄荷载主恼要由桩迎侧阻力芹承受，牌部分桩亦顶荷载桃由桩端行阻力承纽奉受。②端盛承型败桩端承桩谈：在极死限承谁载力冈状态奋下，就桩顶墨荷载烧由桩左端阻达力承剖受。篇摩擦勿端承惜桩：在极限气承载力凤状态下配，桩顶棕荷载主貌要由桩饥端阻力地承受，凭部分桩罚顶荷载阀由桩侧谷阻力承思受。（5）按成偏桩方耕法分秃类根据漫成桩计方法膛和成巾桩过匠程中恐的挤晚土效债应将爬桩分哑为以减下几汪种：咬①挤土局桩这类桩窄在设置济过程中什，桩周匪土被挤列开，土矩体受到决挠动，其使土的青工程性汉质与天患然状态赖相比发接生较大明变化。填这类桩头主要包街括挤土泉预制桩切（打入肢或静压张）、挤腐土灌注鹅桩（如腹振动、监锤击沉潮管灌注醋桩，爆懂扩灌注览桩）。录②部聪分挤扰土桩盏这类桩抚在设置搁过程中浙由于挤件土作用供轻微，絮故桩周越土的工薄程性质贯变化不初大。主腰要有打戚入截面修厚度不跃大的I字型和H型钢桩英、冲击垃成孔灌安注桩和滋开口钢拐管桩、量预钻孔留打入式旬灌注桩证等。③非藏挤土揭桩这类桩念在设置找过程中视将相应糕于桩身波体积的倍土挖出愈。这类信桩主要所是各种隆形式的烟钻孔桩女、挖孔泡桩等。检（6）按承六台底性面的蒸相对刚位置果分类桩基沿础包走括桩宣和将乓上部件荷载拘传给然桩的伸桩顶拍承台趴。①高乔承台惜桩基群桩承改台底面屑设在地耀面或局效部冲刷橡线之上托的桩基馅称为高胸承台桩汇基。这般种桩基铜多用于渡桥梁、币港口工挽程等。作②低伶承台谢桩基承台内底面华埋置自于地档面或拜局部化冲刷悄线以勉下的捧桩基嗽称为水低承牺台桩童基。着这种膨桩基默多用乏于房外屋建层筑工帮程。桌（7）按桩亚径的包大小征分类伍①小桩箭直径切小于唇或等轰于25鞠0m助m。②中等藏直径凉桩直继径介还于25低0m君m至80剧0m艰m。③大直油径桩笔直径良大于滑或等流于800旨mm。(1)摩擦型迹桩的中数心距不零宜小于竞桩身直除径的3倍；扩桂底灌注唯桩的中份心距不津宜小于快扩底直贵径的1.5倍，当栗扩底直趁径大于2m时，桩供端净距卧不宜小火于1m。在绘确定沃桩距便时还景应考愁虑施己工工培艺中妖的挤蠢土效宽应对急相邻务桩的更影响盾。(2曾)扩底灌浆注桩的致扩底直直径不宜注大于桩虹身直径佳的3倍。(3蝇)预制庸桩的贞混凝尖土强跪度等闻级不途应低掩于C3备0；灌注甲桩不应崇低于C2龙0；预应捏力桩不师应低于C40。12匪.2毯.2是.2基桩孙的构欠造规逼定(4柏)打入亮式预吸制桩请的最挡小配持筋率虚不宜革小于0.8刮%；静凳压预慨制桩