土基是指直接承受上部建筑物、构筑物等工程荷载作用的那部分松散土体。它是工程建设中遇到的最多的一种地基类型。由于土基具有松软、易变形和强度低的特点，所以在上部工程荷载作用下，易产生沉降变形和滑移破坏，从而导致上部工程的过量沉降、破裂、倾倒和移动，使工程不能正常运行或者完全破坏。这种事故在古今中外建设史上屡见不鲜。加拿大温尼佩格的特朗斯康谷仓，1913年竣工，由于事前不了解基础下埋藏有厚达16m的软黏土层，建成后初次储存谷物时，致使谷仓西侧突然陷入土中8.8m，东侧则抬高1.5m，仓身整体倾斜26°53′。这是地基发生整体滑动、建筑物丧失稳定性的典型范例。世界著名的意大利比萨斜塔，1173年动工，高约55m，因地基压缩层不均、排水缓慢，北侧下沉1m多，南侧下沉近3m。1932年曾灌注1000t水泥，也未奏效，每年仍下沉约1mm。1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质黏土，尽管采用了7.27m箱形基础，建成后当年就下沉0.6m，目前大厅平均沉降达1.6m。
不难看出，土基的稳定性包括土基强度和沉降变形两个方面，土基的强度是指土基所能承受上部荷载的能力。若超过限度，将可引起土基过量沉降变形，使其上建筑物出现裂缝、倾斜或因土基剪损而发生滑动破坏。
（一）土质地基的变形与破坏
1.土基的变形
土基在建筑物作用下要发生压缩变形。一定限度内的压缩变形不仅不会使地基破坏，反而可以使地基土变密、强度增大，提高地基总体稳定性。但是过大的压缩变形（沉降）或不均匀变形，将影响建筑物的安全和正常使用。建筑物地基变形特征可以分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四种。
（1）沉降量。沉降量是指基础中心的沉降量，以毫米为单位。若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用。例如，会导致室内外的上下水管、照明与通讯电缆以及煤气管道的连接折断，污水倒灌，雨水积聚，室内外交通不便等。我国京、沪等地区用沉降量作为建筑物地基变形的控制指标之一。上海展览中心馆中央大厅为框架结构，箱形基础，展览馆两翼采用条形基础。箱形基础为两层，埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖总高96.63m。地基为高压缩性淤泥质软土。展览馆于1954年5月开工，当年年底实测地基平均沉降量为60cm；1957年6月中央大厅四周的沉降量最大达146.55cm，最小为122.8cm；1957年7月，专家在仔细观察馆内裂缝情况后，分析沉降资料并研究勘查报告和设计图纸后，作出修补裂缝后可继续使用的结论；1979年9月，中央大厅累计平均沉降量为160cm。从1957年到1979年22年的沉降量仅20多厘米，不及1954年下半年沉降的一半，说明沉降趋于稳定，使用情况良好。
（2）沉降差。沉降差指同一建筑物中，相邻的两个基础沉降量的差值，以毫米为单位。如果建筑物中相邻的两个基础沉降差过大，会使相应的上部结构产生额外应力，超过限度时，建筑物将发生裂缝、倾斜甚至破坏。由于地基软硬不均匀、荷载大小差异、体型复杂等因素，引起地基变形不同。对于框架和单层排架结构，设计时应由相邻柱基的沉降差控制。
（3）倾斜（‰）。倾斜是指独立基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值，以‰表示。若建筑物倾斜过大，将影响正常使用，遇台风或强烈的地震时危及建筑物整体稳定，甚至倾覆。对于多层或高层建筑和烟囱、水塔、高炉等高耸结构，应以倾斜值作为控制指标。
（4）局部倾斜（‰）。局部倾斜指砖石砌体承重结构，沿纵向6～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值，以‰表示。如果建筑物的局部倾斜过大，往往是砖石砌体承受弯矩而拉裂。例如，清华大学供应科办公楼库房，为砖混结构两层楼，采用条形基础，因场地中部存在高压缩性泥炭，使局部倾斜超过标准导致墙体大裂缝33条，成为危房。对于砌体承重结构设计，应由局部倾斜控制。
2.土基滑移破坏
图8-1 土基的弧形滑动破坏示意图
疏松土层作为地基，特别是低水头重力坝或大闸的地基（软基），当其中局部剪应力超过了土的抗剪强度，便引起土粒之间相对错动，发生剪切位移或塑性变形。疏松土地基的滑移，最后扩大成连续滑移面而产生的滑动破坏（图8-1）这样，地基便完全破坏而失去稳定性。
一般水工建筑物地基都承受水平和垂直荷载的作用，试验证明，这种情况下产生的滑移破坏有以下几种类型：
（1）建筑物直接沿着地基土表面滑移，仅仅表面土层强度被破坏，称为表层滑移。
（2）建筑物一部分沿着地基表面滑移，而地基土深处某一滑动范围内发生强度破坏，并与建筑物一起滑移，称为混合滑移。
（3）建筑物与地基接触面的滑移不明显，主要是建筑物同地基一起沿着地基土深处某一滑动范围内产生强度破坏，发生滑移，称为深层滑移。
（二）土基稳定性问题评价
1.建筑物地基变形
为保证建筑物正常使用，防止建筑物因地基变形过大而发生裂缝、倾斜等事故，建筑物的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等都应小于地基的允许变形值，根据建筑物的特点和地基土的不同类别，GB5007—2002《建筑地基基础设计规范》规定了建筑物的地基允许变形值，见表8-1。对于表中未包含的建筑物，其地基允许变形值应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求进行确定。(www.xing528.com)
表8-1 建筑物的地基变形允许值
注 1.有括号者仅适用于中压缩性土；
2.l为相邻柱基的中心距离，mm；Hg为自室外地面起算的建筑物高度，m；
3.本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值。
一般水工建筑物的允许沉降变形值，应视其类型、使用要求及规模等具体考虑。根据长江流域软土地基上水闸施工初步经验，最大沉降量可允许达到100～150mm，最大沉降差允许达到30～50mm。土工建筑（土坝、土堤）由于柔性大，一般软土地基上均可修筑，但也应加以控制，否则也会因沉降差过大使建筑物各段产生裂缝，造成事故。对于刚性较大的一些水工建筑物（混凝土坝），对地基不均匀沉降非常敏感，不能允许较大的沉降差，一般要求强度高、压缩性小的地基。如果需要建筑在软基上，除设计轻型结构外，还应采取相应的地基加固措施进行控制沉降差。
2.土基抗滑稳定性
对承受较大的水平荷载的建筑物，必须对地基的抗滑稳定性进行分析，以保证地基与建筑物的整体稳定与安全。
（1）土基表层抗滑稳定性评价。承受水平荷载作用的土基多见于低水头重力坝（土石坝）或闸堰等水工建筑。这些建筑物在水平推力作用下，其基底可能沿地基表层发生水平滑移。同时建筑物自重作用于地基，产生一定的水平抗滑力。可用水平抗滑力与所受水平作用力的比值即抗滑稳定性系数评价表层抗滑稳定性。
（2）土基深层抗滑稳定性评价。重力式坝的深层滑移情况较为复杂，深层滑移面不完全与理论研究的一致，一般可把它视为圆弧滑移面来对待。可用抗滑力矩与滑动力矩的比值来评价深层抗滑稳定性。
（三）土基处理措施
土基处理目的就是利用各种方法对地基土进行加固，以提高地基的抗剪强度、降低土基的压缩性和改善土基的透水性。目前地基处理方法很多，现主要介绍以下几种。
1.动力加固法
强夯法是通过10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，地基土中所出现的冲击波和动应力可提高地基土的强度和承载力、降低土的压缩性、消除湿陷性等。另外，工程爆破技术用于软土地基处理在沿海工程中应用增多，利用炸药在土体中爆破产生的冲击波和爆炸气体作用于土体，减少土体的孔隙比，降低土中含水量，从而提高软基承载力，减少工后沉降。
2.排水固结法
排水固结法是软土地基在附加应力作用下，逐渐排出孔隙水，使土层产生固结变形，同时由于孔隙水压力减少，土的有效应力增加，地基抗剪强度增加，提高地基沉降速率。主要包括预压法、砂井法、降低地下水位法和电渗排水法等。
3.胶结法
胶结法是对注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌桩法等地基处理方法的总称，即在地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，以提高地基承载力和减少沉降。
4.冻结法
通过人工冻结地层，使地层温度低于孔隙水的冰点以下，形成强度较高的冻土墙，从而具有良好的止水性和较高的承载力，它是一种软黏土或饱和砂土层中临时加固地层的措施。
5.复合地基
复合地基指部分土体被增强或置换，形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。如挤密、换填等方法均属于复合地基。
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