地基与基础：土力学概念

建筑物建造在地层上，将会引起地层应力状态发生改变。我们把因承受建筑物荷载而引起应力状态发生改变的土层称为地基，把建筑物荷载传递给地基的那部分结构称为基础，基础通常埋在地面下一定深度。地基与基础是两个不同的概念，地基属于地层，是支撑建筑物的那一部分土层；基础则属于建筑物，是建筑物的下部结构。由于建筑物的建造改变了地基原有的应力状态，使土层产生附加应力和变形。为了控制建筑物的沉降和保持其稳定性，必须用力学知识研究地基土的变形和强度问题。研究土的特性及土体在各种荷载作用下性状的学科称为土力学，土力学是力学的一个分支，它的研究对象是土，主要研究土的物理力学性质和土的渗透性、压缩性、固结、抗剪强度、土压力、地基承载力、土坡稳定等问题。

地基具有一定深度和范围，当地基由两层及两层以上的土层组成时，将直接与基础接触的土层称为持力层，持力层以下的土层称为下卧层，承载力低于持力层的下卧层称为软弱下卧层。上部结构、地基与基础的相互关系如图0-1所示。

图0-1　地基与基础示意图(www.xing528.com)

良好的地基一般应具有较高的承载力与较低的压缩性，以满足地基基础设计的两个基本条件（强度条件与变形条件）。软弱地基的工程性质较差，需经过人工地基处理才能达到设计要求。我们把不需要处理而直接利用天然土层的地基称为天然地基；把经过人工处理才能达到设计要求的地基称为人工地基。人工地基施工周期长、造价高，因此建筑物一般宜建在良好的天然地基上。

基础结构形式很多，按埋置深度和施工方法的不同，可分为浅基础和深基础两大类。对一般的房屋基础，如土质较好，埋置深度不大（一般不超过5m），可用一般施工方法和施工机械开挖基坑和进行排水，这类基础称为浅基础，如条形基础、单独基础、片筏基础等。如果建筑物荷载较大或下部地层软弱时，需要把基础埋置于深处较好的地层，需要借助于特殊施工方法施工，这类基础称为深基础，如桩基础、地下连续墙、沉井基础等。

建筑物的地基、基础和上部结构三部分各自功能及研究方法不同，但对同一个建筑物来说，在荷载作用下，三者都是相互联系、相互制约的整体。目前，把三部分完全统一起来进行设计计算还有一定困难，现阶段采用常规设计方法是将建筑物的上部结构、地基、基础三部分分开，按照静力平衡原则，采用不同的假定进行分析计算，同时考虑三者的相互共同作用。