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摘要：基础设计是工程设计的重要组成部分，设计人员要合理选择地基基础形式，因地制宜、精心设计，力求基础工程安全可靠，经济合理、施工方便，以确保建（构）筑物的安全和正常使用。
关键词：天然地基；浅基础；设计
Abstract: Designing of the foundation is the important part of project designing. The designer should properly select the scheme of the foundation, should attach great importance on timely adjusting measures to local conditions and conducting design carefully, and should make every effort to ensure the project safe, economical and easy of application, thus to ensure the safety and normalization of the whole building (structure ).
Keywords: Natural groundShallow foundationDesign
中图分类号：TU471文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 引言
建（构）筑物的设计和施工中，地基和基础占有很重要的地位，它对建（构）筑物的正常使用有很大的影响，地基基础是建筑物的根基，若地基基础不稳固，将危及整个建筑物的安全，因此，地基基础设计必须根据建（构）筑物的用途和安全等级，建筑布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基上的工程地质条件，结合施工条件和环境保护等要求，合理选择基础形式，因地制宜、精心设计，力求基础工程安全可靠，经济合理、施工方便，以确保建（构）筑物的安全和正常使用。地基基础的工程量、造价及施工工期，在整个建筑工程中占相当大的比重，尤其是高层建筑或软弱地基，有的工程地基基础的造价超过主体工程总造价的1/4~1/3。而且建筑物的基础是地下隐蔽工程，工程竣工验收时已经埋在地下，无法检验，地基基础事故的预兆不易察觉，一旦失事，難以补救。因此，应当充分认识地基基础的重要性。
2浅基础的类型
天然地基上的浅基础，根据基础形状和大小可分为：条形基础，十字交叉基础、独立基础、筏板基础、箱型基础、壳体基础等。当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力f≥120kpa时，对于一般多层建筑，可将基础直接坐落在浅层天然土层上，称为天然地基上的浅基础，例如白银市区内绝大多数多层建筑就是这类基础。当建筑地基土层软弱，压缩性高，强度低、无法承受上部荷载时，需经过人工处理后作为建筑物的地基，称为人工地基。例如：会宁县绝大多数地质为湿陷性黄土，需要把基底落在换土处理后的人工地基上。
3 基础的材料和埋置深度
3.1基础材料
基础埋入地下、工程竣工时看不见，摸不着，无法检验，因此，有些个别的施工单位，为了抢工期，赶工程，不能严格控制基础的施工质量，是造成工程事故的主要原因。前已阐述，基础是建筑物的根基，必须保证基础材料有足够的强度和耐久性。根据地基的潮湿程度和气候条件不同，基础材料可分为砖、石料、砂浆、混凝土、钢筋混凝土、灰土等类型。砖和灰土基础一般用于中小型工程；混凝土基础由于强度、耐久性与抗冻性均优于砖，便于机械化施工和预制，因此经常用于单层或多层砌体结构的基础；钢筋混凝土基础不仅抗压，而且具有抗弯和抗剪性能，是基础的最优材料，现阶段广泛用于高层建筑、重型设备或软弱地基以及地下水位以下的基础。
3.2 基础的埋置深度
基础埋深是从室外地面算起至基础底面的深度，为了防止基础日晒雨淋，人来车往造成基础损伤，基础埋深应不小于0.5米，并结合建筑物的用途、类型、规模、荷载大小与性质、冻土深度等综合确定基础埋深，要在保证建筑物基础安全稳定、耐久使用的前提下尽量浅埋，以节省工程量与投资且便于施工。
4 浅基础设计
作者根据多年的设计经验，就当前最常用的条形基础、独立基础、筏板基础、箱型基础的设计做以下简述。
4.1条形基础设计
当基础的长度大于或等于10倍基础宽度时称为条形基础（见图1），条形基础设计时，可取长度方向1沿米按平面问题进行计算，基底面积计算公式为：
取L=1.0米，则基底面积A=b.
若基础材料采用刚性材料时，基础高度设计还应满足规范规定的刚性角要求，（即），刚性角的大小可根据基础材料不同从基础规范中查得。通常砖混结构的墙基、挡土墙基础都是条形基础。如遇单柱荷载较大，地基承载力较低时、按常规设计的柱下独立基础之间净距很小，甚至重合在一起，为施工方便，可采用柱下条形基础（见图2）。柱下条形基础可视为一狭长的矩形基础进行计算，其底面积为：
基础梁高H=(1/4~1/8)L(L为柱距)，通常梁高H=1.0~2.0米。
4.2 独立基础设计
框架结构的柱基、高炉、水塔基础均为独立基础（见图3），
有时墙下也可采用独立基础，并在独立基础顶面架一道钢筋混凝土过梁，再在过梁上砌砖墙。独立基础在中心荷载作用下的基底面积为：
通常中心荷载作用下采用正方形基础，即A=b2, 在偏心荷载作用下的基底面积可采用试算法，并验算基础底面平均应力,基础边缘最大应力不能超过地基承载力设计值的20%，防止基底应力严重不均匀导致基础发生倾斜,其基底面积可估算为：
A=(1.1~1.4)A1
基底边缘最大与最小应力为：
基底应力验算公式为：
Pmax≤1.2f
若以上两式均满足要求，说明基底面积A合适，否则应修改A值，重新计算，只到满足为止。
4.3 筏板基础设计
若上部结构荷载较大，地基软弱，采用条形基础或十字交叉基础不能满足地基承载力要求；或基础底面积与建筑物第一层面积相差不大；或地下防渗需要时可采用筏板基础，这种基础是用钢筋混凝土材料做成的连续整片基础（见图4）。筏板基础宜为等厚的钢筋混凝土平板，悬挑墙外的长度不宜过大，从轴线算起，横向宜小于1500mm，纵向宜小于1000mm，当采用不埋式筏板基础时，基础四周必须有封闭式向下的边梁，边梁深度不宜小于500mm，底板四周应布置放射状附加钢筋。筏板基础长度L不能过长，通常要求L≤50米，且L/B=2.5~5.5.筏板基础的厚度按抗冲切、剪切要求确定。其基础底面面积计算公式为：
4.4 箱型基础设计
由现浇钢筋混凝土底板、顶板、纵横外墙与内墙组成箱型整体，称为箱型基础（见图5）箱型基础的平面尺寸通常与整个建筑平面外形轮廓相同，箱型基础的高度至少超过3米，超高层建筑的箱型基础超过10米。这种基础功能大，地基承载力高，沉降量小，抗震性能好的基础形式，主要用于高层建筑、重型设备或对不均匀沉降有严格要求的建筑物或用作人防、设备间、商店、文化厅等的地下车库及地震烈度较高的建筑物。箱型基础的关键是防止倾斜，因此要求上部结构竖向静荷载的中心与基底平面的形心相重合，必要时可以将箱型基础底板外升伸。如无法做到重心与形心重合，则要求小偏心，偏心距应满足：(w为基础底面的地抗拒)，箱型基础的埋置深度必须满足地基强度和稳定性的要求，防止建筑物的整体倾斜，避免倾覆及滑移，在地震区时埋深应满足：
或
(Hg为自天然底面算起的建筑物高度)箱型基础高度根据使用要求和基础自身刚度确定，一般设计取值为：
且
（L为箱型基础长度）
5 结语
总之，基础是建筑物下部的承重构件，作用是承受建筑物的全部荷载，并传递给地基，基础设计的好坏直接影响建筑物的安全性与稳定性，因此，基础设计必须坚固、稳定而可靠。
参考文献：
[1] 陈希哲.土力学地基基础.北京：清华大学出版社，1998.01
[2] GB50017-2002.地基基础设计规
[3]郭继武.建筑地基基础.北京：高等教育出版社，1990
作者简介：杜娟（1979-），女，甘肃会宁人，工学学士，土建工程师。长期从事建筑结构设计工作。
关键词：天然地基；浅基础；设计
Abstract: Designing of the foundation is the important part of project designing. The designer should properly select the scheme of the foundation, should attach great importance on timely adjusting measures to local conditions and conducting design carefully, and should make every effort to ensure the project safe, economical and easy of application, thus to ensure the safety and normalization of the whole building (structure ).
Keywords: Natural groundShallow foundationDesign
中图分类号：TU471文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 引言
建（构）筑物的设计和施工中，地基和基础占有很重要的地位，它对建（构）筑物的正常使用有很大的影响，地基基础是建筑物的根基，若地基基础不稳固，将危及整个建筑物的安全，因此，地基基础设计必须根据建（构）筑物的用途和安全等级，建筑布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基上的工程地质条件，结合施工条件和环境保护等要求，合理选择基础形式，因地制宜、精心设计，力求基础工程安全可靠，经济合理、施工方便，以确保建（构）筑物的安全和正常使用。地基基础的工程量、造价及施工工期，在整个建筑工程中占相当大的比重，尤其是高层建筑或软弱地基，有的工程地基基础的造价超过主体工程总造价的1/4~1/3。而且建筑物的基础是地下隐蔽工程，工程竣工验收时已经埋在地下，无法检验，地基基础事故的预兆不易察觉，一旦失事，難以补救。因此，应当充分认识地基基础的重要性。
2浅基础的类型
天然地基上的浅基础，根据基础形状和大小可分为：条形基础，十字交叉基础、独立基础、筏板基础、箱型基础、壳体基础等。当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力f≥120kpa时，对于一般多层建筑，可将基础直接坐落在浅层天然土层上，称为天然地基上的浅基础，例如白银市区内绝大多数多层建筑就是这类基础。当建筑地基土层软弱，压缩性高，强度低、无法承受上部荷载时，需经过人工处理后作为建筑物的地基，称为人工地基。例如：会宁县绝大多数地质为湿陷性黄土，需要把基底落在换土处理后的人工地基上。
3 基础的材料和埋置深度
3.1基础材料
基础埋入地下、工程竣工时看不见，摸不着，无法检验，因此，有些个别的施工单位，为了抢工期，赶工程，不能严格控制基础的施工质量，是造成工程事故的主要原因。前已阐述，基础是建筑物的根基，必须保证基础材料有足够的强度和耐久性。根据地基的潮湿程度和气候条件不同，基础材料可分为砖、石料、砂浆、混凝土、钢筋混凝土、灰土等类型。砖和灰土基础一般用于中小型工程；混凝土基础由于强度、耐久性与抗冻性均优于砖，便于机械化施工和预制，因此经常用于单层或多层砌体结构的基础；钢筋混凝土基础不仅抗压，而且具有抗弯和抗剪性能，是基础的最优材料，现阶段广泛用于高层建筑、重型设备或软弱地基以及地下水位以下的基础。
3.2 基础的埋置深度
基础埋深是从室外地面算起至基础底面的深度，为了防止基础日晒雨淋，人来车往造成基础损伤，基础埋深应不小于0.5米，并结合建筑物的用途、类型、规模、荷载大小与性质、冻土深度等综合确定基础埋深，要在保证建筑物基础安全稳定、耐久使用的前提下尽量浅埋，以节省工程量与投资且便于施工。
4 浅基础设计
作者根据多年的设计经验，就当前最常用的条形基础、独立基础、筏板基础、箱型基础的设计做以下简述。
4.1条形基础设计
当基础的长度大于或等于10倍基础宽度时称为条形基础（见图1），条形基础设计时，可取长度方向1沿米按平面问题进行计算，基底面积计算公式为：
取L=1.0米，则基底面积A=b.
若基础材料采用刚性材料时，基础高度设计还应满足规范规定的刚性角要求，（即），刚性角的大小可根据基础材料不同从基础规范中查得。通常砖混结构的墙基、挡土墙基础都是条形基础。如遇单柱荷载较大，地基承载力较低时、按常规设计的柱下独立基础之间净距很小，甚至重合在一起，为施工方便，可采用柱下条形基础（见图2）。柱下条形基础可视为一狭长的矩形基础进行计算，其底面积为：
基础梁高H=(1/4~1/8)L(L为柱距)，通常梁高H=1.0~2.0米。
4.2 独立基础设计
框架结构的柱基、高炉、水塔基础均为独立基础（见图3），
有时墙下也可采用独立基础，并在独立基础顶面架一道钢筋混凝土过梁，再在过梁上砌砖墙。独立基础在中心荷载作用下的基底面积为：
通常中心荷载作用下采用正方形基础，即A=b2, 在偏心荷载作用下的基底面积可采用试算法，并验算基础底面平均应力,基础边缘最大应力不能超过地基承载力设计值的20%，防止基底应力严重不均匀导致基础发生倾斜,其基底面积可估算为：
A=(1.1~1.4)A1
基底边缘最大与最小应力为：
基底应力验算公式为：
Pmax≤1.2f
若以上两式均满足要求，说明基底面积A合适，否则应修改A值，重新计算，只到满足为止。
4.3 筏板基础设计
若上部结构荷载较大，地基软弱，采用条形基础或十字交叉基础不能满足地基承载力要求；或基础底面积与建筑物第一层面积相差不大；或地下防渗需要时可采用筏板基础，这种基础是用钢筋混凝土材料做成的连续整片基础（见图4）。筏板基础宜为等厚的钢筋混凝土平板，悬挑墙外的长度不宜过大，从轴线算起，横向宜小于1500mm，纵向宜小于1000mm，当采用不埋式筏板基础时，基础四周必须有封闭式向下的边梁，边梁深度不宜小于500mm，底板四周应布置放射状附加钢筋。筏板基础长度L不能过长，通常要求L≤50米，且L/B=2.5~5.5.筏板基础的厚度按抗冲切、剪切要求确定。其基础底面面积计算公式为：
4.4 箱型基础设计
由现浇钢筋混凝土底板、顶板、纵横外墙与内墙组成箱型整体，称为箱型基础（见图5）箱型基础的平面尺寸通常与整个建筑平面外形轮廓相同，箱型基础的高度至少超过3米，超高层建筑的箱型基础超过10米。这种基础功能大，地基承载力高，沉降量小，抗震性能好的基础形式，主要用于高层建筑、重型设备或对不均匀沉降有严格要求的建筑物或用作人防、设备间、商店、文化厅等的地下车库及地震烈度较高的建筑物。箱型基础的关键是防止倾斜，因此要求上部结构竖向静荷载的中心与基底平面的形心相重合，必要时可以将箱型基础底板外升伸。如无法做到重心与形心重合，则要求小偏心，偏心距应满足：(w为基础底面的地抗拒)，箱型基础的埋置深度必须满足地基强度和稳定性的要求，防止建筑物的整体倾斜，避免倾覆及滑移，在地震区时埋深应满足：
或
(Hg为自天然底面算起的建筑物高度)箱型基础高度根据使用要求和基础自身刚度确定，一般设计取值为：
且
（L为箱型基础长度）
5 结语
总之，基础是建筑物下部的承重构件，作用是承受建筑物的全部荷载，并传递给地基，基础设计的好坏直接影响建筑物的安全性与稳定性，因此，基础设计必须坚固、稳定而可靠。
参考文献：
[1] 陈希哲.土力学地基基础.北京：清华大学出版社，1998.01
[2] GB50017-2002.地基基础设计规
[3]郭继武.建筑地基基础.北京：高等教育出版社，1990
作者简介：杜娟（1979-），女，甘肃会宁人，工学学士，土建工程师。长期从事建筑结构设计工作。