『壹』 基礎的設計
一、基礎是建築物和地基之間的連接體。
基礎把建築物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見，豎向結構體系將荷載集中於點，或分布成線形，但作為最終支承機構的地基，提供的是一種分布的承載能力。 如果地基的承載能力足夠，則基礎的分布方式可與豎向結構的分布方式相同。但有時由於土或荷載的條件，需要採用滿鋪的伐形基礎。伐形基礎有擴大地基接觸面的優點，但與獨立基礎相比，它的造價通常要高的多，因此只在必要時才使用。不論哪一種情況，基礎的概念都是把集中荷載分散到地基上，使荷載不超過地基的長期承載力。因此，分散的程度與地基的承載能力成反比。有時，柱子可以直接支承在下面的方形基礎上，牆則支承在沿牆長度方向布置的條形基礎上。當建築物只有幾層高時，只需要把牆下的條形基礎和柱下的方形基礎結合使用，就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨基礎可用基礎梁連接起來，以加強基礎抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱，或者建築物比較高的情況下，才需要採用伐形基礎。多數建築物的豎向結構，牆、柱都可以用各自的基礎分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設拱式或預應力梁式的基礎連接構件，這樣可以比獨立基礎更均勻地分布荷載。 如果地基承載力不足，就可以判定為軟弱地基，就必須採取措施對軟弱地基進行處理。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基。在建築地基的局部范圍內有高壓縮性土層時，應按局部軟弱土層考慮。勘察時，應查明軟弱土層的均勻性、組成、分布范圍和土質情況，根據擬採用的地基處理方法提供相應參數。沖填土尚應了解排水固結條件。雜填土應查明堆積歷史，明確自重下穩定性、濕陷性等基本因素。 在初步計算時，最好先計算房屋結構的大致重量，並假設它均勻的分布在全部面積上，從而等到平均的荷載值，可以和地基本身的承載力相比較。如果地基的容許承載力大於4倍的平均荷載值，則用單獨基礎可能比伐形基礎更經濟；如果地基的容許承載力小於2倍的平均荷載值，那麼建造滿鋪在全部面積上的伐形基礎可能更經濟。如果介於二者之間，則用
樁基或沉井基礎。 二、地基的處理方法
利用軟弱土層作為持力層時，可按下列規定執行：1）淤泥和淤泥質土，宜利用其上覆較好土層作為持力層，當上覆土層較薄，應採取避免施工時對淤泥和淤泥質土擾動的措施；2）沖填土、建築垃圾和性能穩定的工業廢料，當均勻性和密實度較好時，均可利用作為持力層；3）對於有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土，未經處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等，可採用基礎梁、換土、樁基或其他方法處理。在選擇地基處理方法時，應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建築物對地基要求、建築結構類型和基礎型式、周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素，經過技
術經濟指標比較分析後擇優採用。
地基處理設計時，應考慮上部結構，基礎和地基的共同作用，必要時應採取有效措施，加強上部結構的剛度和強度，以增加建築物對地基不均勻變形的適應能力。對已選定的地基處理方法，宜按建築物地基基礎設計等級，選擇代表性場地進行相應的現場試驗，並進行必
要的測試，以檢驗設計參數和加固效果，同時為施工質量檢驗提供相關依據。
經處理後的地基，當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特徵值進行修正時，基礎寬度的地基承載力修正系數取零，基礎埋深的地基承載力修正系數取1.0；在受力范圍內仍存在軟弱下卧層時，應驗算軟弱下卧層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建築物或構築物，以及鋼油罐、堆料場等，地基處理後應進行地基穩定性計算。結構工程師需根據有關規范分別提供用於地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值；根據建築物荷載差異大小、建築物之間的聯系方法、施工順序等，按有關規范和地區經驗對地基變形允許值合理提出設計要求。地基處理後，建築物的地基變形應滿足現行有關規范的要求，並在施工期間進行沉降觀測，必要時尚應在使用期間繼續觀測，用以評價地基加固效果和作為使用維護依據。復合地基設計應滿足建築物承載力和變形要求。地基土為欠固結土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土時，設計要綜合考慮土體的特殊性質，選用適當的增強體和施工工藝。復合地基承載力特徵值應通過現場復合地基載荷試驗確定，或採用增強
體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特徵值結合經驗確定。
常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法
和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和鹼液法等。
1、換填墊層法適用於淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載
力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。 2、強夯法適用於處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法適用於高飽和度的粉土，軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程，在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度，減少壓縮性，改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽
和粘性土宜結合堆載預壓法和垂直排水法使用。
3、砂石樁法適用於擠密鬆散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用於處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴的工程也可採用砂石樁置換處理，使砂石樁與軟粘土構成復合地基，加速軟土的排水固結，提高地
基承載力。
4、振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用於處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基。對於處理不排水抗剪強度不小於20kPa的粘性土和飽和黃土地基，應在施工前通過現場試驗確定其適用性。不加填料振沖加密適用於處理粘粒含量不大於10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來提高地基承載力，減少
地基沉降量，還可用來提高土坡的抗滑穩定性或提高土體的抗剪強度。
5、水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法（簡稱濕法）和粉體噴攪法（簡稱干法）。水泥土攪拌法適用於處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和鬆散砂土等地基。不宜用於處理泥炭土、塑性指數大於25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需採用時必須通過試驗確定其適用性。當地基的天然含水量小於30%（黃土含水量小於25%）、大於70%或地下水的pH值小於4時不宜
採用於法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕，受其攪拌能力的限制，該法在地
基承載力大於140kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。
6、高壓噴射注漿法適用於處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時，應根據現場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜採用。高壓旋噴樁的處理深度較大，除地基加固外，也可作為深基坑或大壩的止水帷幕，
目前最大處理深度已超過30m.
7、預壓法適用於處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小於4m時，可採用天然地基堆載預壓法處理，當軟土層厚度超過4m時，應採用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程，必須在地基內設置排水豎
井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩定問題。
8、夯實水泥土樁法適用於處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制，目前在北京、河北等地的舊城區危改
小區工程中得到不少成功的應用。
9、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用於處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應根據地區經驗或現場試驗確定其適用性。基礎和樁頂之間需設置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔荷載形成復合地基。該法適用於條基、獨立基礎、箱基、筏基，可用來提高地基承載力和減少變形。對可液化地基，可採用碎石樁和水泥粉煤
灰碎石樁多樁型復合地基，達到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
10、石灰樁法適用於處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質土、雜填土和素填土等地基。用於地下水位以上的土層時，可採取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。
該法不適用於地下水下的砂類土。
11、灰土擠密樁法和土擠密樁法適用於處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可處理的深度為5～15m.當用來消除地基土的濕陷性時，宜採用土擠密樁法；當用來提高地基土的承載力或增強其水穩定性時，宜採用灰土擠密樁法；當地基土的含水量大於24%、飽和度大於65%時，不宜採用這種方法。灰土擠密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同，土擠密樁法地基的承載力和水穩定性不及灰土擠密
樁法。
12、柱錘沖擴樁法適用於處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基，對地下水位以下的飽和松軟土層，應通過現場試驗確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m. 13、單液硅化法和鹼液法適用於處理地下水位以上滲透系數為0.1～2m／d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地，對Ⅱ級濕陷性地基，應通過試驗確定鹼液法的適用性。 14、在確定地基處理方案時，宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言，方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。
三、基礎的設計
房屋基礎設計應根據工程地質和水文地質條件、建築體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建築基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震烈度等綜合考慮，選擇經濟合
理的基礎型式。
砌體結構優先採用剛性條形基礎，如灰土條形基礎、Cl5素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等，當基礎寬度大於2.5m時，可採用鋼筋混凝土擴展基礎即
柔性基礎。
多層內框架結構，如地基土較差時，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎，中柱宜用鋼
筋混凝土柱。
框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可採用單獨柱基，在抗震設防區可按《建築
抗震設計規范》第6.1.1l條設柱基拉梁。
無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性，減少不均勻沉降，可採用十字交叉梁條
形基礎。
如採用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求，又不宜採用樁基或人工地基時，可
採用筏板基礎（有梁或無梁）。
框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻，可采
用箱形基礎；柱網不均勻時，可採用筏板基礎。
有地下室，無防水要求，柱網、荷載較均勻、地基較好，可採用獨立柱基，抗震設防區
加柱基拉梁。或採用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。
筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻，可採用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱
距較大時，宜採用梁板式筏基。
無論採用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外牆的連結節點。
框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻，可選用單獨柱基，牆下條基，抗震設防地
區柱基下設拉梁並與牆下條基連結在一起。
無地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎並與牆下條基連結在一起，以加強整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可採用筏板基礎。剪力牆結構無地下室或有地下室，無防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時，可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建築一般都設有地下室，可採用筏板基礎；如地下室設置有均勻的
鋼筋混凝土隔牆時，採用箱形基礎。
當地基較差，為滿足地基強度和沉降要求，可採用樁基或人工處理地基。 多棟高樓與裙房在地基較好（如卵石層等）、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫（沉降縫）。當地基一般，通過計算或採取措施（如高層設混凝土樁等）控制高層和裙房間的沉降差，則高層和裙房基礎也可不設縫，建在同一箋基上。施工時可設後澆帶以調整
高層與裙房的初期沉降差。
當高層與裙房或地下車庫基礎為整塊筏板鋼筋混凝土基礎時，在高層基礎附近的裙房或
地下車庫基礎內設後澆帶，以調整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。 現在就大型基礎設計中較多見的基礎類型的樁基礎和後澆帶的設計討論一下 1、當天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設計要求，或經過經濟比較采
用淺基礎反而不經濟時，可採用樁基礎。
2、樁平面布置原則：
1）力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結構的荷載重心與樁的重心相重合，並使群樁在承
受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。
2）在縱橫牆交叉處都應布樁，橫牆較多的多層建築可在橫牆兩側的縱牆上布樁，門洞
口下面不宜布樁。
3）同一結構單元不宜同時採用摩擦樁和端承樁。
4）大直徑樁宜採用一柱一樁；筒體採用群樁時，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，
樁宜盡量布置在筒體以內或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內。 5）在伸縮縫或防震縫處可採用兩柱共用同一承台的布樁形式。
6）剪力牆下的布樁量要考慮剪力牆兩端應力集中的影響，而剪力牆中和軸附近的樁可
按受力均勻布置。
3、樁端進入持力層的最小深度：
1）應選擇較硬上層或岩層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度，對於粘性土、粉土不宜小於2d（d為樁徑）；砂土及強風化軟質岩不宜小於1.5d；對於碎石土及強風化硬質岩
不宜小於1d，且不小於0.5m。
2）樁端進入中、微風化岩的嵌岩樁，樁全斷面進入岩層的深度不宜小於0.5m，嵌入灰
岩或其他未風化硬質岩時，嵌岩深度可適當減少，但不宜小於0.2m。
3）當場地有液化土層時，樁身應穿過液化土層進入液化土層以下的穩定土層，進入深度應由計算確定，對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應小於0.5m，對其
他非岩石土且不宜小於1.5m.
4）當場地有季節性凍土或膨脹土層時，樁身進入上述土層以下的深度應通過抗拔穩定
性驗算確定，其深度不應小於4倍樁徑，擴大頭直徑及1.5m.
樁型選擇原則。樁型的選擇應根據建築物的使用要求，上部結構類型、荷載大小及分布、
工程地質情況、施工條件及周圍環境等因素綜合確定。
1）預制樁（包括混凝土方形樁及預應力混凝土管樁）適宜用於持力層層面起伏不大的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土，穿越層中存在孤石等障礙物的石灰岩地區、從軟塑層突變到特別堅硬層的岩層地區均不適
用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。
2）沉管灌注樁（包括小直徑D＜5O0mm，中直徑D＝500～600mm）適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土；對於樁群密集，且為高靈敏度軟
土時則不適用。由於該樁型的施工質量很不穩定，故宜限制使用。
3）在飽和粘性土中採用上述兩類擠土樁尚應考慮擠土效應對於環境和質量的影響，必要時採取預鑽孔。設置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鑽孔灌注樁適用范圍最廣，通常適用於持力層層面起伏較大，樁身穿越各類上層以及夾層多、風化不均、軟硬變化大的岩層；如持力層為硬質岩層或地層中夾有大塊石等，則需採用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層，可採用長短螺旋鑽機干作業成孔成樁。鑽（沖）孔時需泥漿護壁，故施
工現場受限制或對環境保護有特殊要求的，不宜採用。
4）人工挖孔樁適用於地下水水位較深，或能採用井點降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動性淤泥質土者。成孔過程可能出現流砂、涌水、涌泥的地層不宜采
用。
5）鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費用昂貴，一般不宜採用。當場地的硬持力層極深，只能採用超長摩擦樁時，若採用混凝土預制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質量，或為了要趕工期，此時可考慮採用鋼樁。鋼樁的持力層應為較硬的土層或風化岩層。 6）夯擴樁，當樁端持力層為硬粘土層或密實砂層，而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土，為了提高樁端承載力可採用夯擴樁。由於夯擴樁為擠土樁，為消除擠土效應的負面影
響，應採取與上述預制樁和沉管灌注樁類似的措施。