4．箱形基础

箱形基础是由钢筋混凝土顶板，底板，纵横隔墙构成的，具有一定高度的整体性结构(图2—9)。箱形基础具有较大的基础底面，较深的埋置深度和中空的结构形式，使开挖卸去的土抵偿了上部结构传来的部分荷载在地基中引起的附加应力(补偿效应)，所以．与一般实体基础(扩展基础和柱下条形基础)相比．它能显著减小基础沉降量。

图2-9 箱形基础

由顶、底板和纵、横墙形成的结构整体性使箱基具有比筏形基础更大的空间刚度，可抵抗地基或荷载分布不均匀引起的差异沉降和架越不太大的地下洞穴。此外，箱基的抗震性能较好。箱基形成的地下室可以提供多种使用功能。冷藏库和高温炉体下的箱基具有隔断热传导的作用，可防地基土的冻胀和干缩；高层建筑的箱基可作为商店、库房、设备层和人防之用。

第三节 基础的埋置深度

基础埋置深度是指基础底面距地面的距离。在满足地基稳定和变形的条件下，基础应尽量浅埋。确定基础埋深时应综合考虑如下因素，但对一单项工程来说，往往只是其中一两个因素起决定作用。

一、与建筑物有关的一些要求

基础埋置深度首先决定于建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，以及基础的形式和构造，因而基础埋深要结合建筑设计标高的要求确定；高层建筑筏形和箱形基础的埋量深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/8～l/20。位于基岩地基上的高层建筑物基础埋置深度，还要满足抗滑要求。对于高耸构筑物(烟囱，水塔，简体结构)，基础要有足够埋深以满足稳定性要求；对于承受上拔力的结构基础，如输电塔基础，悬索式桥梁的锚定基础，也要求有较大的埋深以满足抗拔要求。 另外，建筑物荷载的性质和大小影响基础埋置深度的选择，如荷载较大的高层建筑和对不均匀沉降要求严格的建筑物，往往为减小沉降，而把基础埋置在较深的良好土层上，这样，基础埋置深度相应较大。此外，承受水平荷载较大的基础，应有足够大的埋深，以保证地基的稳定性。 二、工程地质条件

直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层为下卧层。

当上层土的承载力高于下层土的承载力时宜取上层土作为持力层，特别是对于上层为“硬壳层”时，尽量做“宽基浅埋”。

对于上层土较软的地基土，视土层厚度而考虑是否挖除，或采用人工地基，或选择其他基础形式。

当土层分布明显不均匀，或建筑物各部分荷载差别较大时，同一建筑物可采用不同的埋深来调整不均匀沉降。对于持力层顶面倾斜的墙下条形基础可做成台阶状，如图2-10所示。

图2-10 埋置深度不同的基础及墙下台阶条形基础

位于稳定土坡坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时，其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离(图2-11)应符合下式要求．但不得小于2．5m。

条形基础

a?3.5b?矩形基础

a?2.5b?d (2-2) tan?d (2-1) tan? 图2-11 基础底面外边缘距坡顶的水平 距离示意

式中 a 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离； b 垂直于坡顶边缘线的基础底面边长； d 基础埋置深度； ? 边坡坡角。

当基础底面外边缘线至坡顶的水平距离不满足式(2 1)、式(2—2)的要求时，根据稳定性验算方法圆弧滑动面法确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。

当边坡坡角大于45°、坡高大于8m时，还应进行坡体稳定性验算。 三、水文地质条件

有潜水存在时，基础底面应尽量埋置在潜水位以上。若基础底面必须埋置在水位以下时，除应考虑施工时的基坑排水，坑壁围护和地基土扰动等问题，还应考虑地下水对混凝土的腐蚀性，地下水的防渗以及地下水对基础底板的上浮作用。

对埋藏有承压含水层的地基，选择基础埋深时，需防止基底因挖土卸载而隆起开裂(图2-12)。必须控制基坑开挖深度，使承压含水层顶部的静水压力?与总覆盖压力?的比值?/?<1，否则应降低地下承压水水头。静水压力?=?wh,h为承压含水层顶部压力水头高；总覆盖压力?=?1z1+?2z2，式中?1、?2

分别

为各土层的重度，水位下取饱和重度。

四、地基冻融条件

季节性冻土是冬季冻结、天暖解冻的土层。土体中水冻结后发生体积膨胀，而产生冻胀。位于冻胀区的基础在受到大于基底压力的冻胀力作用下会被上抬；而冻土层解冻土体强度降低产生融陷，建筑物随之下沉。冻胀和融陷是不均匀的，往往造成建筑物的开裂损坏。因此为避开冻胀区土层的影响，将基础底面宜设置在冻结线以下。《建筑地基基础设计规范》(GB 50007一2002)规定，基础的最小埋深为

dmin?zd?hmax （2-3）

式中 zd 设计冻深；

hmax 基底下允许残留冻土层最大厚度，可根据基底压力的大小、基础形状、地基土的冻胀性和采暖情况按规范确定。

季节性冻土地区基础设计冻深由下式确定

zd?z0?zs?zw?ze （2-4）

式中 z0 标准冻深，采用地表在平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年实测最大冻深的平均值；

?zs 土的类别对冻深的影响系数，取值见表2-1； ?zw 土的冻胀性对冻深的影响系数，取值见表2-2；

?ze 环境对冻深的影响系数，取值见表2-3。

表2-1 土的类别对冻深的影响系数 土的类别 粘性土 细砂、粉砂、砂土 中、粗、砾砂 碎石土 影响系数?zs 1.0 1.2 1.3 1.4

表2-2 土的冻胀性对冻深的影响系数 土的冻胀性 影响系数?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2-3 环境对冻深的影响系数

周围环境 影响系数?ze 在冻胀、强冻胀、特强冻胀地基上，应采用下列防冻害措施：

村、镇、旷野 1.00 城市近郊 0.95 城市市区 0.90 (1)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。

(2)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。

(3)防止雨水、地表水、生产废水、生活污水浸入建筑地基，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。

(4)在强冻张性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。

(5)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。

(6)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。

(7)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。 五、场地环境条件

气候变化或树木生长导致的地基土胀缩、以及其他生物活动有可能危害基础的安全，因而基础底面应到达一定的深度，除岩石地基外，不宜小于O．5m。为了保护基础，一般要求基础顶面低于设计地面至少0．1m。

对靠近原有建筑物基础修建的新基础，其埋深不宜超过原有基础的底面，否则新、旧基础间应保留一定的净距，其值应根据原有基础荷载大小、基础形式和土质情况确定。不能满足上述要求时，应采取分段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施．或加固原有建筑物地基，以保证邻近原有建筑物的安全。

如果基础邻近有管道或沟、坑等设施时，基础底面一般应低于这些设施的底面。临水建筑物，为防流水或波浪的冲刷，其基础底面应位于冲刷线以下。