地基基础设计的通用原则

（一）基础类型和选型原则

基础结构的形式有很多种，设计时应选择能满足地基稳定性和变形要求以及能适应上部结构使用要求的基础结构方案。一般建筑物应该充分利用浅层天然地基土的承载力，尽量采用浅基础。若浅层土质不良而无法满足建筑物对地基稳定性和变形方面的要求时，可以利用下部坚实的土层或岩层作为持力层，这就需要采用深基础。

1.浅基础的类型和选型

基础类型的选择应遵照安全、适用、经济及便于施工的原则进行，设计时可根据工程地质条件、上部结构情况、荷载大小、建筑物对沉降的要求、工程造价、施工技术设备等因素综合确定。各类基础的材料性能、构造特点及大致适用范围如下。

（1）刚性基础：对于六层或六层以下的一般民用建筑基础或墙承重的厂房基础，墙下一般可设置砖砌大放脚的刚性基础。刚性基础的材料通常采用砖、毛石、灰土、三合土、混凝土和毛石混凝土等。由这些材料建成的基础的共同特点是抗拉强度低，不能承受较大的弯曲应力，只有在保证其整体刚性的前提下才能正常工作。

（2）扩展基础：扩展基础多适用于柱下钢筋混凝土独立基础、墙下钢筋混凝土条形基础。

（3）柱下条形基础：当多、高层房屋上部传来荷载较大而地基承载力较低；或地基土质变化较大并有局部软弱土层；或各柱荷载较不均匀会引起独立扩展基础产生不均匀沉降；或需要增加基础整体刚度来调整地基反力时，多用柱下条形基础。当柱距较密、相邻独立基础的底边已很接近时宜连成条形基础。

条形基础可分为单向与双向两种。双向柱下条形基础在荷载与地基比较均匀时，可简化为正交（条形基础的）交叉梁系来计算，因此也称为十字交叉条形基础或交梁基础。

（4）筏形基础：当建筑物地基土质较差；当采用条形基础、交梁基础面积较大或还不能满足地基的承载力和变形要求时；或当对建筑物基础要求具有一定的刚度以调节不均匀下沉时，可采用筏形基础。

筏形基础按其埋深可分为设有地下室的深埋筏板，及用于六层以下的民用建筑横墙较密的墙下浅埋筏板。按其结构形式可分为平板式（倒无梁楼盖）与梁板式（倒肋形楼盖）。

（5）箱形基础：对于高层与超高层建筑其上部荷载更大；地基土有局部软弱层，或对不均匀沉降敏感及有严格要求的建筑地基，则采用箱形基础。箱形基础是由底板、顶板、侧墙和一定数量的隔墙组成整体刚度很大的现浇钢筋混凝土结构。

箱形基础通过挖除较深的土构成地下室，可减少基础自重从而减少基础沉降，能调整地基反力，从而提高地基承载力和基础的稳定性。有一定埋置深度的箱基还可减少建筑物的整体倾斜和防止在地震时倾覆。

2.深基础的类型和选型

深基础主要有桩基础、沉井和地下连续墙等几种形式，其中以桩基础最为常用。

桩基础适用于下列地基情况：

（1）上部结构荷载大，地基承载力不足的情况，需将上部荷载直接传递到下层较好地基土时。

（2）上部结构对沉降、不均匀沉降有严格要求，或计算沉降量、不均匀沉降不能满足使用条件时。

（3）地震区的甲、乙类建筑为处理液化土层时。

常用的桩基础为钢筋混凝土预制桩、普通灌注桩、大直径（扩底）灌注桩。

桩按受外力情况分为承受竖向力及承受水平力或两者兼而有之的桩，设计时按其受主要外力确定，一般以承受竖向荷载为主。

桩按传力方式不同分为摩擦桩、端承桩或两者兼而有之。设计时按其侧边、端头土壤强度确定，一般两种均宜考虑以提高单桩承载力设计值。

端承桩的侧边摩阻力当土壤摩阻力太小时可予以舍弃，采用摩擦桩的地基土必须稳定、不得有下沉可能，以免产生负摩擦力。端承桩的端部地基土一般宜采用第四纪砂土和碎石土较为理想。

（二）确定基础埋置深度的原则

1.满足建筑物的使用功能要求

对建筑功能上要求设置地下室、地下车库或地下设备基础等的建筑物，其基础的埋深应根据建筑物的地下结构标高进行选定。

2.符合基础结构的布置要求

基础的高度由计算或构造要求决定，基础的埋深应大于基础结构的高度，即基础结构不能露出地面。

3.满足地基土的承载力和变形要求

基础的地基持力层应尽可能选择承载力高而压缩性小的土层。当持力层下存在软弱下卧层时，应同时考虑软弱下卧层的强度和变形要求。当场地土层的分布明显不均匀或荷载大小相差很大时，同一建筑物的基础也可采用不同的埋深。通常，在选择基础埋深时可能会遇到以下几种情况：

（1）在整个压缩层范围内均为承载能力良好的低压缩性土层，此时基础埋深可按满足建筑功能和结构构造要求的最小值选取。

（2）在整个压缩层范围内均为高压缩性的软弱土层，此时不宜采用天然地基作为持力层，可对天然地基进行地基处理，而后再考虑建筑功能和结构构造要求选定基础埋深。

（3）地基上部为软弱土层而下部为良好土层情况，当软弱土层厚度较小（一般取小于2m）时，宜选取下部良好土层作为地基持力层；当软弱土层厚度较大时，应从施工技术和工程造价等诸方面综合分析天然地基基础、人工地基基础或深基础形式的优劣，从中选出合适的基础形式和埋深。

（4）浅层土为良好的地基持力层而其下为软弱下卧层，此时基础应尽量浅埋，即采用所谓的“宽基浅埋”形式，这种情况中软弱下卧层的强度及基础沉降要求对基础埋深的确定影响很大。

4.注意冻土地基的冻胀性和融陷性影响

冻土地基的基础最小埋深按式（3-6-1）确定：

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式中：dmin为基础最小埋深；z0 为标准冻深；Ψt 为采暖对冻深的影响系数；dfr为基底下允许残留冻土的厚度。

上式中的各项参数均可参照《建筑地基基础设计规范》中的有关规定和图表选用。

5.考虑场地的环境条件

基础应埋置在地表以下，其最小埋深为0.5m，基础顶面至少应低于设计地面0.1m。

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基础。当埋深大于原有建筑物基础时，两基础间应保持一定的净距，其数值与荷载及土质条件有关，一般取相邻两基础底面高差的1～2 倍。如这些要求难于满足时，应采取适当的施工措施保证相邻建筑物的安全。当基础附近有管道或坑道等地下设施时，基础的埋深一般应低于地下设施的底面。

（三）地基基础设计一般步骤

基础设计可按下列步骤进行：

（1）选择基础的材料、类型，进行基础平面布置。

（2）选择地基持力层。

（3）地基承载力验算。

（4）地基变形验算。

（5）基础结构设计。

（6）基础施工图绘制（包括施工说明）。

（四）地基基础设计基本规定

1.建筑地基基础安全等级

根据地基损坏造成建筑物破坏后果、危及人的生命、造成经济损失及修复的可能性，按其严重程度将建筑物分为三个安全等级，见表3-6-1。需注意同一建筑物的地基和基础采用同一安全等级，但与该建筑物上部结构的安全等级不直接相关。本节所指安全等级均为针对建筑物地基基础而言。

表3-6-1　建筑地基基础等级及其重要性系数γ0

2.建筑地基变形验算

（1）不作变形验算的条件：二级建筑物凡符合表3-6-2中规定的范围，可不作地基变形的验算。但应满足地基强度要求。符合表3-6-2要求，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：

表3-6-2　可不作地基变形计算的二级建筑物范围

注 1.地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b（b 为基础底面宽度），独立基础下为1.5b，且厚度均不小于6m的范围（二层以下一般的民用建筑除外）；
2.表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑，对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数。

1）地基承载力标准值小于130kPa，且建筑体型复杂。

2）在基础上及其附近有地面堆载、或相邻基础荷载差异较大，引起地基产生过大不均匀沉降时。

3）软弱地基上的相邻建筑距离较近可能发生倾斜时。

4）地基内有厚度较大的、或厚薄不均匀的填土，其自重固结尚未完成时。

（2）三级建筑物地基可不作变形验算。

（3）一级建筑物、及表3-6-2范围以外的二级建筑物地基均应进行地基变形验算。

（4）计算地基变形时，传到基础底面上的荷载应按长期效应组合、采用荷载标准值。且不考虑风荷载和地震作用。

3.地基稳定性验算

当为下列情况时需进行地基稳定性验算：

（1）经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构地基。

（2）建筑在斜坡上的建筑物和构筑物地基。

（3）挡土墙及其类似结构地基。