地基与基础工程(附学生学习手册微课版高等职业教育土建施工类专业立体化系列教材)

  一、土力学、地基及基础的有关概念

  (一)土力学

  研究土的应力、变形、强度和稳定以及土与结构物相互作用等规律的一门力学分支称为土力学。土力学的研究对象是土，需要研究和解决工程中的三大类问题：

  (1)土体的稳定及强度问题．图0一l所示为山体滑坡。

  (2)土体的变形问题，如地基的沉降、挡土墙或基坑支护的位移等。

  (3)渗透变形与渗透稳定，如在渗流作用下发生的管涌现象，如图o 2、图0 3所示。

    因此，在设计建筑物之前，必须进行建筑场地的地基勘察，充分了解、研究地基土(岩)层的成因及构造，其物理力学性质、地下水情况以及是否存在(或可能发生)影响场地稳定性的不良地质现象(如滑坡、岩溶、地震等)，从而对场地土做出正确的评价。

  (二)地基

  如图0一4所示，直接承受建筑物荷载并产生应力和变形的地层称为地基。地基是有一定深度与范围的土层，直接与基础接触的土层，称为持力层；持力层埋藏的深浅决定了基础工程的造价。在地基范围内持力层以下的土层，称为下卧层#强度低于持力层的下卧层，称为软弱下卧层。

    地基分为天然地基和人工地基两类。不需要对地基进行处理可以直接支承基础的天然土层称为天然地基；需要人工加固或处理后才能支承基础的地基称为人工地基。在地质状况不佳的条件下(如坡地、砂地、淤泥地质)．或虽然土层地质较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，需要采用人工地基。

    (三)基础

    如图一4所示，通常将埋人土层一定深度的建筑物下部承重结构称为基础。基础是建筑结构的一部分，它的任务是将上部结构的荷载妥善地传递给地基，并保证上部结构的安全和稳定。基础习惯上概括为两大类，即浅基础和深基础。深、浅基础没有一个明确的分界线。通常基础埋深不超过5m时称为浅基础，如条形基础、独立基础、筏板基础等；若浅层土质不良，需将基础加大埋深，此时需采用一些特殊的施工手段和相应的基础形式，如桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等，这样的基础称为深基础。

    为了确保建筑物的安全和使用良好，在地基基础设计中必须同时满足以下条件：

    (1)地基的强度条件。要求作月j于基础底面的压力不超过地基的承载能力特征值，保证地基不至于因承载力不足而失去稳定。

    (2)地基的变形条件。要求地基的变形值不超过地基变形允许值。