基础的埋置深度

发布于：2023-01-30 11:41:30 来自：建筑结构/地基基础 [复制转发]

埋置深度的概念

直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。基础埋置深度（简称埋深）是指基础底面至天然地面的距离。选择基础埋深就是选择合适的持力层，使之满足承载力要求。

为了保证基础安全，同时减少基础的尺寸，要尽量把基础放在良好的土层上。但是基础埋置过深不仅施工不方便，并且提高基础的造价，因此，应该根据实际情况选择一个合理的埋置深度。在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。

埋置深度的影响因素

1.建筑物的用途、结构类型和荷载性质与大小

某些建筑物自身需要具备一定的使用功能或宜采用何种基础形式，这些要求常成为基础埋置深度选择的先决条件。如在设置电梯处，自地面向下需要至少1.4m的电梯缓冲坑，电梯井处基础埋深应满足这一要求。同时，基础顶面应低于设计地面0.1m以上，以避免基础外露，遭受外界的破坏。

结构物荷载和大小性质不同，对地基土的要求不同，也会影响基础埋置深度的选择。如承受水平荷载（风荷载、地震荷载等）的基础，必须要足够的埋置深度来获得土的侧向抗力，以保证基础的稳定性，防止倾覆及滑移。

如对高层建筑基础的筏形基础和箱形基础的埋置深度，在抗震设防区，除岩石地基外，采用天然地基上的筏形基础和箱形基础的埋置深度，不宜小于建筑物高度的1/15；采用桩箱或桩筏基础埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18～1/20（其中桩长不计在埋置深度内）。

2.周边场地环境条件

当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物基础。当埋深大于原有建筑物基础时，为保证相邻建筑物的安全和正常使用，两基础间应保持一定净距，其数值应根据原有建筑物荷载大小、基础形式和土质情况确定，一般不宜小于基础相邻高差的1～2倍。当不能满足这一要求时，应采取措施。如分段施工，设临时加固支撑、打板桩、打地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。

地基如果由于建筑物使用上的要求或持力层顶面倾斜时，同一建筑物基础可采用不同的埋深，应将基础作成台阶形。逐步由浅过渡到深，台阶高度和宽度L之比为l/2。

有地下管道时，一般要求基础深度在于地下管道之下，以避免管道在基础下穿过，影响管道的使用和维修。

3.工程地质条件

在工程地质勘察报告中，已经说明拟建场地的地层分布、各土层的物理力学性质和地基承载力。这些资料给基础埋深和持力层的选择提供了依据。在确定浅基础的埋置深度时，应当详细地分析地质勘探资料，详细了解拟建场地的地层分布、各土层的物理力学性质和地基承载力。尽量把基础埋置到好的持力层上。

然而土质的好坏是相对的。对于中小型建筑物，可把处于坚硬、硬塑或可塑状态的粘性土层，密实或中密状恋的砂土层和碎石土层，以及属于低、中压缩性的其他土层视作良好土层。而把处于软塑、流塑状态的粘性土层，处于松散状态的砂土层、未经处理的填土和其他高压缩性土层视作软弱土层。地基因土层好坏不同，大体上可以分成下列5种典型的情况：

（a）地基内部都是良好土层。土质对基础埋深影响不大，埋深由其他因素确定。

（b）地基内都是软土，压缩性高，承载力很小，一般不采用天然地基上的浅基础。

（c）上部为软弱土层而下部为良好土层。这时，持力层的选择取决于上部软弱土层的厚度。若软土厚度在2m以内时，基础宜埋置在下层的良好土层上。若软弱土层较厚，选择深基础、连续基础或人工处理地基等。

（d）地基由两层土组成。上层是良好土层，下层是软弱土。这时应尽可能将基础浅埋。以减少软弱土层所受的压力。如果良好土层很薄，则也当作软土来处理。

（e）地层由若干层良好土层和软弱土层交替所组成。应根据各土层的厚度和承载力的大小，参照上述原则选择基础的埋置深度。

位于稳定边坡之上的拟建工程 ，要保证地基有足够的稳定性。对于坡高H≤8m，坡角β≤45°且b≤3m，a≥2.5m时，基础埋深d应符合下列条件时，可以认为已满足稳定要求：

4.水文地质条件

选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。对于天然地基上浅基础设计，首先应尽量埋置在地下水位以上，以避免施工时的基槽排水。当基础埋在地下水位以下时，应当考虑基坑排水、坑壁支护及保护地基土不受扰动等，还要考虑可能出现的流砂、管涌的问题等。对于具有侵蚀性的地下水，应采用抗侵蚀的水泥品种和相应的措施。对于有地下室的厂房、民用建筑和地下贮罐，设计时还应考虑地下水的浮力和净水压力的作用以及地下结构抗渗漏的问题。

对埋藏有承压水层的地基，确定基础埋深时必须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆起开裂。要校核开挖深度，承压水层以上的基底隔水层是否会因压力水的浮托作用而发生流砂破坏的危险。要求基底至承压含水层顶间保留土层厚度为:

如上式无法得到满足，则应设法降低承压水头或减小基础埋深。对于平面尺寸较大的基础，在满足上式要求时，还应有不小于1.1的安全系数。

5.地基冻融条件

（1）地基土的冻胀性

当地层温度降至摄氏零度以下时，土中部分孔隙水将冻结而形成冻土。冻土可分为季节性冻土和多年冻土两类。季节性冻土在冬季冻结而夏季融化，每年冻融交替一次。多年冻土则不论冬夏，常年均处于冻结状态，且冻结连续三年以上。我国季节性冻土分布很广。东北、华北和西北地区的季节性冻土曾厚度在0.5m以上，最大的可达3m左右。冻结的土会产生一种吸力，吸引附近水分渗向冻结区并一起冻结。因此，土冻结后，含水量增加。体积膨胀，这种现象称为土的冻胀现象。如果冻土层离地下水位较近，冻结产生的吸力和毛细力吸引地下水，源源不断进入冻土区，形成冰晶体，严重时可形成冰夹层。若冻胀产生的上抬力大于基底压力，基础就有可能上抬；土层解冻时，土体软化，强度降低，地基产生融陷。

土冻结后是否会产生冻胀现象，主要与土的粒径大小、含水量的多少及地下水位高低等条件有关。若地下水位高或通过毛细水能使水分向冻结区补充，则冻胀会较严重。对于结合水含量极少的粗粒土和处于坚硬状态的粘性土，因不发生水分迁移，冻胀作用很微弱。《建筑地基基础设计规范GB50007》根据冻胀对建筑物的危害程度，把地基土的冻胀性分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五类。

表地基土的冻胀性分类

土的分类	冻前天然含水量w（%）	冻结期间地下水位距冻结面的最小距离hw(m)	平均冻胀率η%	冻胀类别
碎（卵）石，砾、粗、中砂（粒径小于0.075mm，颗粒含量大于15%），细砂（粒径大于0.075mm，颗粒含量大于10%）	≤12	＞1.0	η≤1	不冻胀
		≤1.0	1＜η≤3.5	弱冻胀
	12＜≤18	＞1.0
		≤1.0	3.5＜η≤6	冻胀
	＞18	＞0.5
		≤0.5	6＜η≤12	强冻胀
粉砂	≤14	＞1.0	η≤1	不冻胀
		≤1.0	1＜η≤3.5	弱冻胀
	14＜≤19	＞1.0
		≤1.0	3.5＜η≤6	冻胀
	19＜≤23	＞1.0
		≤1.0	6＜η≤12	强冻胀
	＞23	不考虑	η＞12	特强冻胀
粉土	≤19	＞1.5	η≤1	不冻胀
		≤1.5	1＜η≤3.5	弱冻胀
	19＜≤22	＞1.5
		≤1.5	3.5＜η≤6	冻胀
	22＜≤26	＞1.5
		≤1.5	6＜η≤12	强冻胀
	26＜≤30	＞1.5
		≤1.5	η＞12	特强冻胀
	＞30	不考虑
粘性土	≤+2	＞2.0	η≤1	不冻胀
		≤2.0	1＜η≤3.5	弱冻胀
	+2≤≤+5	＞2.0
		≤2.0	3.5＜η≤6	冻胀
	+5≤≤+9	＞2.0
		≤2.0	6＜η≤12	强冻胀
	+9≤≤+15	＞2.0
	＞+15	≤2.0	η＞12	特强冻胀
		不考虑

注：1）Wp－塑限含水量，% ；W－在冻土层内冻前天然含水量的平均值；

　　2）盐渍化冻土不在表列；

　　3）塑性指数大于22时，冻胀性降低一级；

　　4）粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时，为不冻胀土；

5）碎石类土当充填物大于全部质量的40%时,其冻胀性按充填物土的类型判断；

6）碎石土、砾砂、粗砂、中砂（粒径小于0.075mm，颗粒含量不大于15%）、细砂（粒径小于0.075，颗粒含量不大于10%）均按不冻胀考虑。

（2）季节性冻土的设计深度

季节性冻土地基的场地冻结深度应按下式进行计算：
z_d= z₀·ψ_zs·ψ_zw·ψ_ze

式中：

z_d ——场地冻结深度，m，当有实测资料时按z_d=h′-Δz计算；

h’——最大冻深出现时场地最大冻土层厚度，m；

Δz——最大冻深出现时场地地表冻胀量，m；

z₀——标准冻结深度，m。当无实测资料时，按《建筑地基基础设计规范》附录F采用；

ψ_zs——土的类别对冻深的影响系数，见下表；

ψ_zw——土的冻胀性对冻深的影响系数，见下表；

ψ_ze——环境对冻深的影响系数，见下表。

表 土的类别对冻深的影响系数

土的类别	影响系数ψ_zs
黏性土	1.00
细砂、粉砂、粉土	1.20
中、粗、砾砂	1.30
大块碎石土	1.40

表 土的冻胀性对冻深的影响系数

冻胀性	影响系数ψ_zw
不冻胀	1.00
弱冻胀	0.95
冻胀	0.90
强冻胀	0.85
特强冻胀	0.80

表环境对冻深的影响系数

周围环境	影响系数ψ_ze
村、镇、旷野	1.00
城市近郊	0.95
城市市区	0.90

注：环境影响系数一项，当城市市区人口为20万～50万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于50万小于或等于100万时，按城市市区取值；当城市市区人口超过100万时，按城市市区取值，5km以内的郊区也按城市市区取值。

（3）季节性冻土地区基础的最小埋置深度

季节性冻土地区基础埋置深度宜大于场地冻结深度。对于深厚季节冻土地区，当建筑基础底面土层为不冻胀、弱冻胀、冻胀土时，基础埋置深度可以小于场地冻结深度，基底允许冻土层最大厚度应根据当地经验确定。没有地区经验时可按《建筑地基基础设计规范》附录G查取。此时，基础最小埋深d_min可按下式计算：

d_min= z_d- h_max

式中：

h_max——基础底面下允许冻土层的最大厚度，m。可按下表查取。当有充分依据时，也可按当地经验确定。

表 建筑基底下允许残留冻土层厚度h_max（m）

冻胀性	基础形式	采暖情况	基底平均压力/kPa
冻胀性	基础形式	采暖情况	90	110	130	150	170	190	210
弱冻胀土	方形基础	采暖		0.99	0.99	1.04	1.11	1.15	1.20
	方形基础	不采暖		0.78	0.84	0.91	0.97	1.04	1.10
	条形基础	采暖		＞2.50	＞2.50	＞2.50	＞2.50	＞2.50	＞2.50
	条形基础	不采暖		2.20	2.50	＞2.50	＞2.50	＞2.50	＞2.50
冻胀土	方形基础	采暖		0.64	0.70	0.75	0.81	0.86
	方形基础	不采暖		0.55	0.60	0.65	0.69	0.74
	条形基础	采暖		1.55	1.79	2.03	2.26	2.50
	条形基础	不采暖		1.15	1.35	1.55	1.75	1.95
强冻胀土	方形基础	采暖		0.42	0.47	0.51	0.56
	方形基础	不采暖		0.36	0.40	0.43	0.47
	条形基础	采暖		0.74	0.88	1.00	1.13
	条形基础	不采暖		0.56	0.66	0.75	0．84
特强冻胀土	方形基础	采暖	0.30	0.34	0.38	0.41
	方形基础	不采暖	0.24	0.27	0.31	0.34
	条形基础	采暖	0.43	0.52	0.61	0.70
	条形基础	不采暖	0.33	0.40	0.47	0.53