2.3 基礎埋置深度確定

2.3.1 設計原則

基礎埋置深度一般是指從室外設計地面到基礎底面的距離。在保證建筑物基礎安全穩定、耐久使用的前提下，基礎應盡量淺埋，以節省工程量且便于施工。由于地表土一般比較松軟，易受雨水等外界影響，性質不穩定，所以不宜作為持力層。為保證地基基礎的穩定性，現行《地基規范》規定，除巖石地基外，基礎的埋置深度不宜小于0.5m；為了保護基礎不受人類和其他生物活動的影響，基礎頂面應低于設計地面0.1m以上。一般來說，在滿足地基穩定性和變形等相關要求的情況下，基礎應該盡量淺埋。

2.3.2 影響基礎埋置深度的因素

確定基礎的埋置深度，應綜合考慮以下5個因素。

1.上部結構情況

上部結構情況包括建筑物使用功能、類型、規模、荷載大小與性質。例如，利用地下室作為地下車庫、地下商店、文化體育活動場地或作為人防設施時，其基礎埋深至少大于3m。

基礎上荷載大小和性質不同，對地基土的要求也不同，因而會影響基礎的埋置深度。一般來講，荷載越大，基礎埋深也就越大。荷載性質對基礎埋深也會產生很大的影響，對于承受水平荷載的基礎，必須有足夠的埋深來獲得土的側向抗力，以保證基礎的穩定性，減小建筑物的整體傾斜，防止傾覆和滑移；承受上拔力的結構，如輸電塔基礎，也要求有一定的埋深，以提供足夠的抗拔阻力。高層建筑由于使用要求及地基持力層承載力需要，一般均設置地下室，其基礎的埋深除應考慮上述因素外，一般還應考慮下列要求。

（1）對一般天然地基，基礎埋深不宜小于H/15（H為建筑物室外地坪至檐口的高度），且不宜小于3m。

（2）對于樁基，基礎埋深不宜小于H/18（基礎埋深系指室外地坪至承臺底）。

（3）對于巖石地基，基礎埋深不受第（1）條限制，但當建筑物高寬比大于4時，應驗算傾覆，必要時可設置基礎錨桿。

2.工程地質條件

工程地質條件往往對基礎設計方案起著決定性作用，應當選擇地基承載力高的堅硬土層作為地基持力層，由此確定基礎的埋置深度。天然地基土因土層性質不同，大體上可分為以下4種情況，如圖2.11所示。

（1）在地基受力層范圍內，自上而下都是分布均勻、壓縮性小的好土層，如圖2.11（a）所示，這時基礎埋深由其他條件和最小埋深確定。

（2）自上而下都是壓縮性高、承載力低的軟弱土層，如圖2.11（b）所示，對于低層房屋，可采用淺基礎，但應采用相應的措施以減輕地基變形過大產生的危害。

（3）上部為軟弱土層而下部為良好土層，如圖2.11（c）所示。這時，持力層的選擇應區別對待。

1）當軟弱表層土較薄，厚度小于2m時，應將軟弱土層挖除，將基礎置于下部堅實土層上。

2）當表層軟弱土層較厚，厚度達2～4m時，低層房屋可考慮擴大基底面積，加強上部結構剛度，把基礎放置在軟土層上，對于重要建筑物，一定要把基礎置于下部堅實土層上。

3）當表層軟弱土層很厚，厚度大于5m時，挖除軟弱土層工程量太大，可考慮采用人工地基、樁基礎或其他深基礎方案。

（4）上部為良好土層而下部為軟弱土層，如圖2.11（d）所示。基礎盡量淺埋，即采用“寬基淺埋”方案。利用表層好土層作為持力層，以減小軟弱下臥層所受的壓力。若好土層很薄，則按第（2）種情況處理。

此外，當地基土在水平方向的分布很不均勻時，同一建筑物基礎的埋深可不相同。對于墻下條形基礎，可沿墻長將基礎底面分段做成高低不同的臺階狀，并由淺到深逐漸過渡，分段長度不宜小于相鄰兩段底面高差的1～2倍且不應小于1m，如圖2.12所示。

3.水文地質條件

地下水的情況與基礎埋深也有密切關系。當地基中有地下水時，基礎應盡量埋置在地下水位以上，以方便施工。當基礎必須置于地下水位以下時，應考慮基坑排水、坑壁圍護等措施以及地下水有無侵蝕性等，設計時還應考慮地下室防滲和抗浮等問題。

當持力層下埋藏有承壓含水層時（圖2.13），為防止坑底土被承壓水沖破（即流土），要求坑底以下土的自重應力大于承壓含水層頂面的靜水壓力，即

式中 γ0——基坑底面至承壓含水層頂面范圍內土的加權平均重度，對地下水位以下的土取飽和重度，kN/m3；

h——基坑底面至承壓含水層頂面的距離，m；

γw——水的重度，kN/m3；

hw——承壓水位，m。

如果式(2.1)無法得到滿足，應設法降低承壓水頭或減小基礎埋深，對于平面尺寸較大的基礎，在滿足式(2.1)的要求時，還應有不小于1.1的安全系數K，即

4.地基凍融條件

地表下一定范圍內，土層溫度隨大氣溫度而變化。季節性凍土是指冬季凍結、天暖融化的土層，在我國北方地區分布較廣。若產生凍脹，基礎有可能被上抬，土層融化時，土體軟化，強度降低，地基產生融陷，地基土的凍脹與融陷通常是不均勻的。因此，容易引起建筑物開裂損壞。

土凍結后是否會產生凍脹現象，主要與土的粒徑大小、含水量的多少及地下水位高低等因素有關。對于結合水含量極少的粗粒土，因不發生水分遷移，故不存在凍脹問題；處于堅硬狀態的黏性土，因為結合水的含量很少，凍脹作用也很微弱。某些細粒土（粉砂、粉土和黏性土）由于結合水表面能較大，又存在毛細水，故水分遷移現象明顯，凍脹較嚴重；若地下水位高或通過毛細水能使水分向凍結區補充，則凍脹也會比較嚴重。《地基規范》根據凍脹對建筑物的危害程度，把地基土的凍脹性分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍漲和特強凍脹5類。

對于凍脹性土應考慮凍脹對基礎埋置深度的影響，其最小埋深dmin可按式(2.4)確定，即

式中 dmin——基底最小埋置深度，m；

zd——設計凍深，m；按現行《地基規范》的有關規定取值；

hmax——基礎底面以下允許殘留凍土層最大厚度，m，按《地基規范》的有關規定取值。

5.場地環境條件

在靠近原有建筑物修建新基礎時，為了保證原有建筑物的安全和正常使用，新建建筑物的基礎埋深不宜大于原有建筑基礎埋深；否則，新、舊基礎間應保持一定凈距，其值一般不應小于兩基礎底面高差的1～2倍，如圖2.14所示。如果不能滿足這一要求，則在基礎施工期間應采取有效措施以保證鄰近原有建筑物的安全。例如，新建條形基礎分段開挖修筑；基坑壁設置臨時加固支撐；事先打入板樁或設置其他擋土結構；對原有建筑物地基進行加固等。

如果在基礎影響范圍內有管道或溝、坑等地下設施通過時，基礎底面一般應低于這些設施的底面；否則應采取有效措施，消除基礎對地下設施的不利影響。

若建筑物場地靠近各種土坡，包括山坡、河岸、海濱、湖邊等，則基礎埋深應考慮鄰近土坡臨空面的穩定性。