基础工程重点

勘查和调查。

 选择基础的结构类型和建筑材料  原则持力层，决定合适的基础埋深  确定基础的承载力和作用在基础上的荷载组合，计算基础的初步尺寸  根据地基等级进行必要的基础计算，包括地基持力层和软弱下卧层的承载力

验算，地基变形验算以及地基稳定验算。当地下水位埋藏较浅，地下室或地下建筑物存在上浮问题时尚应进行抗浮验算。依据验算结果，必要时修改基础尺寸甚至埋置深度

 进行基础的结构和构造设计  当有深基坑开挖时，应考虑基坑开挖的支护和排水，降水问题  编制基础的设计图和施工图  编制工程预算预算书和工程设计说明书 二．减少不均匀沉降的措施 （1）建筑物设计措施：

①建筑物体形力求简单 ②控制建筑物的长高比 ③合理布置纵横墙 ④合理安排相邻建筑物之间的距离⑤设置沉降缝 ⑥控制与调整建筑的各部分的标高 （2）结构措施

①减轻建筑物的自重 ②减小或调整基底的附加应力 ③增强基础的刚度 ④采用对不均匀沉降不敏感的结构 ⑤设置圈梁 （3）施工措施

①先重后轻，先高后低

②注意施工中的堆积，降水，基坑开挖等对周围环境的影响

三．群桩效应：由三根或三根以上的桩基础叫作群桩基础。由于桩、桩间土和承台三者之间的相互作用和共同工作，使群桩中的承载力和沉降性状与单桩明显不同。群桩基础受力后，其总的承载力往往不等于各个单桩的承载力之和，这种现象叫做群桩效应。

四．桩基础分级及特点 按桩的使用功能分类：  竖向抗压桩  竖向抗拔桩  水平受荷桩  复合受荷桩

竖向抗压桩按承载形状分类：（1）摩擦型桩：①摩擦桩②端程摩擦桩 （2）端承型桩①端承桩②摩擦端承桩

按桩身材料分类：混凝土桩 钢桩 组合材料桩 按成桩方法分类：非挤土桩 挤土桩 部分挤土桩 按桩的几何特性分类：

五．单桩承载力的影响因素

（1）桩本身的材料强度。对高承台桩底面以下有在可液化土层的桩及通过很厚的

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软粘土而支承载岩层上的端桩，应考虑纵向弯曲的影响 （2）岩土层的支持力

①按照承载荷载试验确定 ②按图的抗剪强度指标确定 ③按规范的经验公式确定④用动力打桩公式符合单桩垂直承载力

常见地基问题：1．地基强度及稳定性问题：地基的抗剪强度不足引起局部或整体剪切破坏。2．压缩及不均匀沉降问题：引起开裂。3．渗漏问题：大坝地基，基坑开挖降水，防洪… 4．液化问题：地震、机器、车辆的振动以及波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无粘性土的液化、失稳和震陷等危害。5.特殊土地基问题：比如黄土湿陷、膨胀土涨缩、岩溶塌陷等。

不良地基 湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、岩溶地基、松砂土地基 地基处理目的: 1．增加地基土的剪切强度；2．降低地基土的压缩性；3．改善地基的透水特性；4．改善动力特性（抗液化，抗震）；5．改善特殊土的不良地基的特性；主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。 地基处理定义：对于不能满足强度、变形和稳定性等要求的问题地基，必须经过人工改良或加固后才能使用，这种改良和加固，就称地基处理。

地基处理方法：换土垫层法：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土 密实法：表层密实法、重锤夯实法、强夯法、阵冲挤密桩法 可用于处理无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基，但振冲挤密法的适用范围一般只限于砂土和粘粒含量较低的粘性土 置换法：碎石桩法、石灰桩法、CFG桩法 开挖置换法一般适用于处理浅层地基（深度通常不超过3m） 胶结法：静压注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅 拌法 一般可用于处理砂土、砂砾石、湿陷性黄土及粘性土等地基 排水固结法：堆载预压法、真空预压法、降低地下水法等 主要用于处理软弱粘性土地基 加筋法：土工织物法、加筋土法、土锚、土钉、树 根桩法加筋法可用于处理软弱地基。

为建筑基础开挖的临时性坑井称为基坑。基坑属于临时性工程，其作用是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。 基坑工程包括基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等。

基坑工程的特点：1、一般情况下都是临时结构，安全储备相对 较小，风险性大；2、具有很强的区域性和个案性；3、是一项综合性很强的系统工程；4、具有较强的时空效应；5、对周边环境产生较大影响

基坑支护的目的与作用：1、保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求2、保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害3、通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。

建筑规划措施（1）正确选择建筑场地，避免大挖大填；（2）作好排水系统；用蒸发量小的树木绿化；（3）建筑体型简单。2、结构措施——结构措施的目的是为提高建筑物适应地基变形的能力。（1）设圈梁（2）提高砌体强度，基础梁与地面脱空等。3、地基处理措施（1）充分利用地基承载力，缩小基底面积、合理选择基底型式，以便增大基底压力，减少地基膨胀变形。（2）换土垫层（3）改变基础型式4、施工措施 主要解决水的问题。

红粘土是碳酸盐岩系在炎热湿润气候条件下红土化作用形成的高塑性粘土。一、红

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粘土的工程特征1、较高的粘粒含量使具有高分散性和较大孔隙比；2、一般处于硬塑和坚硬状态；3、较高的强度和较低的压缩性 处理方法：1、充分利用红粘土上部坚硬或硬塑状态的土层作持力层；2、对石芽密布的地基可将基础直接置于其上；对石芽出露的地基，可作褥垫；3、对基础下红粘土厚度变化较大的地基，可进行换填，以调整基础沉降差。

岩溶——可溶性岩石受水的化学和机械作用而形成的溶洞。处理措施（1）小洞和浅洞可用梁板跨越或填充；（2）大洞采用支撑；（3）裂隙采用灌注；（4）疏导地下水。

土洞——岩溶地区上覆土层在地表水或地下水作用下形成的洞穴。1、处理地下水；2、挖填、灌砂处理；3、垫层处理；4、梁板跨越；5、采用桩基或沉井

岩石地基的特点 强度较高和压缩性较低 (1)岩体的地质不连续性（2）岩体的非均匀性（3）岩体的各向异性 最常用的办法是采用褥垫。

土岩组合地基：特点之一： 地基变形不均匀 特点之二： 场地的稳定性问题（1）加强上部结构刚度；（2）采用不同的基础形式；（3）采取适当的处理措施。 土质地基 换填法，梁板跨越法，局部桩基等。

复合地基的概念：指天然地基在地基处理过程中部分土体被增强或被置换，或在天然地基中设置加筋材料加固区由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。

复合地基的两个基本特点：  加固区是由增强体和其周围地基土两部分组成，是非均质和各向异性的。  增强体和周围地基土体共同承担荷载并协调变形。 分类：水平向增强体复合地基 竖向增强体复合地基

散体材料桩复合地基 粘结材料桩复合地基

柔性桩复合地基、半刚性桩复合地基、刚性桩复合地基

地基：为支承基础的土体或岩体在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。

基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。

浅基础：只需经过挖槽、排水等普通施工程序建造、一般埋深小于基础宽度的基础。 深基础:由于浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时（埋置深度大于5m），采用桩、沉井等特殊施工方法和设备建造、一般埋深大于基础宽度的基础。

刚性基础：指基础底部扩展部分不超过基础材料刚性角的天然地基上的独立基础和墙下条形基础。

柔性基础：能承受一定弯曲变形的基础，通常指抗拉性能较好的钢筋混凝土基础。 承载力特征值：地基变形一般是大变形而且其极限承载力差异性很大往往难以统一界定，所以地基设计的时候，不按承载力极限状态原则来设计，而按正常使用极限状态原则来设计。

软弱下卧层：承载力显著低于持力层的高压缩性土层。

地基承载力：是指地基土单位面积对基础及上部结构荷载的承受能力，其大小取决于地基、基础及上部结构两个方面。

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极限承载力：使地基发生剪切破坏，失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度。 容许承载力： 确保地基不产生剪切破坏而失稳，同时又保证建筑物的沉降不超过允许值的最大荷载。

地基承载力特征值：指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

沉降量:基础某点的沉降值；对刚度很大的建筑物（如水塔、烟囱等），应理解为各点沉降量的平均值；

沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；

△ s =s1-s2

倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；表示为：i= △s/l 由多方面因素造成； 局部倾斜：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。（图） 相对弯曲：柔性结构或大面积堆载所引起的沉降。

桩基础是用承台梁（或承台板）把沉入土中的若干个单桩的顶部联系起来的一种基础。其作用是将上部建筑物的荷载传到深处承载力较大的土层上

基坑结构支护类型及适用条件：  放坡开挖：适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控

制要求严格，价钱最便宜，回填土方较大

 维护墙深层搅拌水泥土：只有在红线位置和周围环境允许时才能使用，须注

意防止影响周围环境。

 高压旋喷桩：可用于空间较小处，但施工中有大量泥浆排出，容易产生污染。  槽钢钢板桩：多用于深度小于或等于4m的较浅或沟槽，顶部宜设置一道支撑

或拉锚。

 钢筋混凝土板桩  钻孔灌注桩：多用于坑深7-15m的基坑工程。  地下连续墙：适用于地质条件差和复杂、基坑深度大、周边环境要求较高的

基坑。

 土钉墙：主要用于土质较好地区。  SMW工法：可以配合多道支撑应用于较深的基坑。 不良地基类型及特点：

（1）软粘土

主要是第四纪后期形成的海相、泻湖相及三角洲相等的粘性土沉积物或河流冲击物，也属于新近淤积物。其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1。当天然孔隙比大于1.5 时称为淤泥；当天然孔隙比大于1小于1.5 时称为淤泥质土。 软粘土主要特点为天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在荷载作用下，地基承载力低、变形大，容易产生较大的不均匀沉降、且沉降稳定历时比较长。

广泛分布在我国沿海及内地：如天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江、广州等沿海地区，昆明、武汉、南京等内地地区。

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（2）杂填土

是人类活动所形成的无规则堆积物，由大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾组成，其成分复杂，性质也不相同且无规律。在大多数情况下，杂填土是比较松散和不均匀的，在同一场地的不同位置，其地基承载力和压缩性也可能有较大的差异。

（3）冲填土

是由水力冲填泥沙形成的。冲填土的性质与所冲填的泥沙的来源及冲填时的水力条件有密切关系。含粘土颗粒较多的冲填土往往是欠固结的，其强度和压缩性指标都比同类天然沉积土差。粉细砂为主的冲填土其性质基本上和粉细砂相同。 （6）红粘土是碳酸盐岩系在炎热湿润气候条件下红土化作用形成的高塑性粘土。 一、红粘土的工程特征

1、较高的粘粒含量使具有高分散性和较大孔隙比； 2、一般处于硬塑和坚硬状态； 3、较高的强度和较低的压缩性 二、红粘土地基的评价

1、天然状态下红粘土膨胀量小，但有强失水收缩性；2、红粘土中常有溶洞或土洞，裂隙发育，地基稳定性差。3、地基承载力较高；4、土层不均匀

（7）多年冻土

指温度连续3年或3年以上保持在摄氏零度或零度以下，并含有冰的土层，多年冻土的强度和变形有许多特殊性，如冻土中有冰和未冻水，在长期荷载作用下有强烈的流变性。 （9）盐渍土

将易溶盐含量超过0.3%的土称为盐渍土。盐渍土的特点有： a. 遇水溶解后，物理力学性质均发生变化，强度降低。 b. 地基浸水后因盐溶解而产生地基溶陷。

c. 某些盐渍盐（如含Na2SO4）温度和湿度变化时会发生体积膨胀。

我国盐渍盐主要分布在西北干旱地区的新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古等地势低平的盆地和平原地区。 （10）岩溶

是石灰岩、白云岩、泥灰岩、大理岩、岩盐、石膏等可溶性岩层受水的化学和机械作用而形成的溶洞、溶沟、裂隙以及由于溶洞的顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用的总称。

土洞是岩溶地区上覆土层被地下水冲蚀或被地下水潜蚀所形成的洞穴。

土洞和岩溶对结构物影响很大，可能造成地面变形、地基塌陷，发生水的渗漏和涌水现象。

（11）山区地基，土岩组合地基特点之一： 地基变形不均匀，与软土地基相比，一般来说强度方面问题不是很大，关键是下卧岩石起伏不平，土层在平面及空间方向均不均匀，导致地基变形的不均匀。特点之二： 场地的稳定性问题，一般土岩组合地基往往伴随着边坡存在，特别是暗藏的下伏基岩，经常给地基稳定性造成威胁。处理方法：换填法，梁板跨越法，局部桩基等。

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地质条件比较复杂，主要表现为地基的不均匀和场地的稳定性两个方面。基岩面起伏较大，时有滑坡、崩塌和泥石流等自然灾害发生。

湿陷性黄土地基：1、色黄2、粉土粒含量较大，占60%以上；3、含大量可溶性碳酸盐类；4、具有肉眼可见的大孔隙，竖直节理发育；5、未遇水时强度较高 处理方法：垫层、重锤夯实、预浸水法、化学加固、土桩挤密等。

膨胀土地基——指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩性能的粘性土或泥质岩石。主要特征1、强亲水性：<0.002mm胶粒超过20%2、强裂隙性：竖向，斜交，水平裂隙——引起滑坡3、强胀缩性：旱季地表地裂，雨季裂隙闭合

地基基础上部结构共同作用：建筑结构常规设计是将上部结构、基础与地基三者分离出来作为独立的结构体系进行力学分析。分析上部结构时用固定支座来代替基础，并假定支座没有任何变形，以求得结构的内力和变形以及支座反力；然后将支座反力作用于基础上，用材料力学的方法求得线形分布的地基反力，进而求得基础的内力和变形；再把地基反力作用于地基或桩基上来验算承载力和沉降。这种方法忽视了地基、基础和上部结构在接触部位的变形协调条件，其后果是底层和边跨梁柱的实际内力大于计算值，而基础的实际内力则比计算值小很多。因此，合理的设计方法应将三者作为一个整体，考虑接触部位的变形协调来计算其内力和变形，这种方法称为上部结构和地基基础的共同作用分析。

桩册极限侧摩阻力的影响因素 可采用的防冻害措施： •对在地下水位以上的基础，基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不应小于10cm。对在地下水位以下的基础，可采用桩基础、自锚式基础（冻土层下有扩大板或扩底短桩）或采取其他有效措施。

•宜选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。对低洼场地，宜在建筑物四周向外一倍冻深距离范围内，使室外地坪至少高出自然地面300~500mm。

•防止雨水、地表水、生产废水、生活污水浸入建筑物地基，应设置排水设施。在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流。 •在强冻胀和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制上部建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。 •当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙，以防止因土的冻胀将梁或承台拱裂。

•外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不宜小于3%，其下宜填入非冻胀性材料。 •对跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取相应的防护措施；按采暖设计的建筑物，当冬季不能正常采暖，也应对地基采取保温措施。 •

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造成倾斜的因素： ①荷载偏心；

②地质不均匀；(如苏州市虎丘斜塔) ③黄土地基局部湿陷；

④软土地基相邻荷载影响； ⑤冻土地基有热源；

⑥地基土局部有可液化土层。

SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

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