建筑工程基础埋深及其影响因素 1.4.1基础埋深 基础埋深指从室外设计地坪至基础底面的垂直距离,如图7-1-2所示基础按其埋置深度大小分为浅基础和深基础基础埋深不超过5m的称为浅基础;超过5m的称为深基础从经济和施工角度考虑,在满意使用要求的状况下,一般民用建筑应优先选用浅基础,但其埋深最小不能小于0.5m;否则,基础会受到雨水冲刷、机械扰动等因素的影响而破坏,从而影响建筑安全 图7-1-2基础的埋置深度 1.4.2基础埋深的影响因素 基础埋深的大小关系到地基的牢靠性、施工的难易程度及造价的凹凸影响基础埋深的因素许多,其主要影响因素有下列几个方面 1.4.2.1建筑物的使用要求及荷载 当建筑物设置地下室、设备基础或地下设施时,基础埋深应满意其使用要求;高层建筑基础埋深随建筑高度增加适当增大,才能满意稳定性要求;荷载大小也影响基础埋深,一般状况下荷载较大时埋深也较大;受上拔力的基础,其埋深应增大以满意抗拔力的要求 1.4.2.2地基土质的影响 基础应建筑在坚实、牢靠的地基上,即基础底面应尽量埋在常年未经扰动且坚实平坦的土层或岩石上,不能设置在承载力低、压缩性高的脆弱土层上。
依据地基土层分布不同,基础埋深一般有下面几类典型状况: (1)在满意地基稳定和变形的前提下,基础尽量浅埋,但通常不浅于0.5m[图7-1-3(a)] (2)地基土层的上层为脆弱土层,厚度在2m以内,下层为低压缩性土层时,此时应将基础埋在低压缩性土层内,此时土方开挖量不大,较经济[图7-1-3(b)] (3)如地基脆弱土层厚在2~5m间,低层轻型建筑争取将基础埋于表层脆弱土层内,但应加强上部结构的整体性,并可加大基础底面积若为高层建筑或重型建筑的基础时,则应将基础埋在好土上[图7-1-3(c)] (4)如地基脆弱土层厚度大于5m时,对于总荷载较小的建筑应尽量利用表层脆弱土层作为地基,将基础埋于脆弱土层内必要时应加强上部结构的整体性,增大基础底面积或用换土、压实等方法对地基进行人工加固处理;否则是采用人工地基还是把基础埋在低压缩性土层内,应进行经济比较后确定[图7-1-3(d)] (5)如地基土上层为低压缩性土层,下层为脆弱土层时,应尽量把基础埋在上层,适当减小基础埋深,以便有足够厚度的持力层,并验算下卧层的应力和应变,确保结构的安全稳固[图7-1-3(e)]。
(6)地基土层由脆弱土层和坚硬土层交替组成且建筑上部荷载很大时,常采用深基础方案,如桩基等[图7-1-3(f)] (7)按地基条件选择埋深时,还要求从削减不匀称沉降的角度来考虑,当土层分布明显不匀称或各部分荷载差别很大时,同一建筑物可采用不同的埋深来调整不匀称沉降量 图7-1-3基础埋深与土质的关系 1.4.2.3地下水位的影响 地基土含水量的大小对地基承载力的影响很大,如黏性土遇水后,含水量增加使得土壤的承载力下降;而含有侵蚀性物质的地下水对基础会有腐蚀性作用故建筑基础应尽量埋在最高地下水位以上,当地下水位很高,基础必需埋在地下水位以下时,应将基础埋置在最低地下水位200mm以下,因此基础底面不会处于地下水位变化的范围内,从而使基础避免了地下水浮力的影响,如图7-1-4所示 1.4.2.4土的冻结深度的影响 地面以下的冻结土与非冻结土的分界线叫冰冻线;地面至冰冻线的距离即为土的冻结深度粉砂、粉土和黏性土等细粒土具有冻胀现象,土层冻结,体积膨胀,产生冻胀力,可使基础与墙体向上拱起而开裂;土层解冻,地基土强度降低,产生沉降,从而使基础又下沉,使其处于不稳定状态。
冻融的不匀称致使建筑处于不匀称的升降状态中,势必会导致建筑产生变形,严重时会产生开裂等破坏状况因此,基础应埋置在冰冻层以下不小于200mm处,如图7-1-5所示对于冰冻线浅于500mm的南方地区或地基土为非冻胀土时,可不考虑土的冻融循环对基础埋深的影响 图7-1-4地下水位对基础埋深的影响 图7-1-5冰冻深度对基础埋深的影响 图7-1-6相邻建筑物对基础埋深的影响 1.4.2.5相邻建筑物基础埋深的影响 当建筑场地邻近已存在建筑物时,新建建筑物的基础埋深不宜大于相邻原有建筑基础埋深当新建建筑基础埋深大于相邻原有建筑基础埋深时,应使两基础间留出一定的距离,其净距一般为相邻基础底面高差的1~2倍(图7-1-6),以保证原有建筑的安全如不能满意上述要求时,应采取分段施工、设临时加固支承、做护坡桩或用沉井、地下连续墙结构及加固原有基础等施工措施,以确保原有浅基础的安全 4。