地基与基础垫层设计，以砂垫层计算压力分布

垫层的设计不但需要满足建筑物对地基变形及稳定的要求，而且也应该符合经济合理的原则。设计的主要内容是合理确定垫层厚度和宽度。现以砂（或砂石、碎石）垫层设计为例介绍如下。

1.垫层厚度的确定

垫层厚度如图9-1所示，依据下卧土层的承载力确定，即垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力。其表达式为

式中 fz——垫层底面处土层的地基承载力，kPa；

Pz——垫层底面处的附加压力，kPa；

Pcz——垫层底面处土自重压力，kPa。

图9-1　垫层内压力分布

具体计算时，一般可根据垫层的容许承载力确定基础宽度，再根据下卧土层的承载力确定垫层的厚度。垫层厚度一般不宜大于3m。太厚造价太高，且施工困难；太薄（＜0.5m）则垫层作用不明显。通常砂垫层厚度为1～2m左右。

垫层底面处的附加压力值Pz，可分别按式（9-2）和式（9-3）简化计算：

条形基础

矩形基础

式中 p——基础底面压力，kPa；

pc——基础底面处土的自重压力，kPa ；(www.xing528.com)

l、b——基础底面的长度和宽度，m；

z——基础底面下垫层的厚度，m；

θ——垫层的压力扩散角，可按表9-3 采用。

表9-3　压力扩散角θ（°）

注 1.当z/b＜0.25 时，除灰土仍取θ＝28°外，其余材料均取θ＝0°，必要时，已由实验确定。
2.当0.25＜z/b＜0.50 时，θ值可内插求得。

2.垫层宽度的确定

垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，并要防止垫层向两侧挤出。一般可按式（9-4）计算或根据当地经验确定。

式中 b′——垫层底面宽度，m；

θ——垫层压力扩散角，可按表9-3 采用；当z/b＜0.25 时，仍按表中z/b＝0.25取值。

整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽。垫层顶面每边宜超出基础底边不小于0.3m，或从垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求放坡。

3.垫层承载力的确定

垫层承载力宜通过现场试验确定，对一般工程，当无试验资料时，可按表9-4 选用，并应验算下卧层的承载力。

4.沉降计算

对于重要建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还应进行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量s1与下卧土层的变形量s2之和。