下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
建造在地球上的建筑物的全部荷载都由地球的表面地层来承担，这里所说的建筑物不仅指一般的住宅、办公楼和厂房等，而且泛指桥梁、码头、水电站、高速公路等工程结构物，还包括穿越土层的隧道或地下铁道等地下结构物，以及用土作为材料建造的大坝或路堤等土工构筑物。与地基接触并传递荷载给地基的结构物称为基础。
土力学是地基基础设计的理论依据。它运用力学的基本原理和土工测试技术研究土的问题。土力学是力学的一个分支。土力学研究的对象主要是土的物理性质、物理状态以及土的应力、变形、强度和渗流等力学特性。土体的多孔性使得土体具有易变性、多样性，其物理、化学和力学性质与一般刚性或弹性固体有所不同，必须通过专门的土工测试技术进行探讨。
地基与基础是两个完全不同的概念。
当土层承受建筑物的荷载作用后，在一定范围内改变了原有的应力状态，产生附加应力和变形，该附加应力和变形随着深度的增加向周围土中扩散并逐渐减弱。人们将受建筑物影响在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那部分土层称为地基，即承受这些建筑物荷载的地层称为地基。
地基是有一定深度和范围的，当地基由两层及两层以上土层组成时，通常将直接与基础底面接触的土层称为持力层；在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层（当下卧层的承载力低于持力层的承载力时，称为软弱下卧层），如图0.4所示。
图0.4 地基与基础示意图
良好的地基应该具有较高的承载力和较低的压缩性，如果地基土较软，工程性质较差，需对地基进行人工加固处理后才能作为建筑物地基的，称为人工地基；未经加固处理直接利用天然土层作为地基的，称为天然地基。
建筑物下部通常要埋入土层一定深度，使之坐落在较好的土层上。人们将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构称为基础，它位于建筑物上部结构和地基之间，承受上部结构传来的荷载，并将荷载传递给下部的地基。
基础起着上承和下传的作用，如图0.4所示。基础都有一定的埋置深度（简称埋深），根据基础埋深的不同，可分为浅基础和深基础。一般房屋的基础，若土质较好，埋深不大（ d < 5m），采用一般方法与设备施工的基础，称为浅基础，如独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础及壳体基础等；如果建筑物荷载较大或下部土层较软弱，需要将基础埋置于较深处（ d > 5m）的良好土层上，并需采用特殊的施工方法和机械设备施工的基础，称为深基础，如桩基础、沉井基础及地下连续墙基础等。
随着我国国民经济的快速发展、城市化进程的加快以及城市用地的日益紧缺。城市建设向多层、高层和地下建筑发展已成必然趋势。各种新型基础形式和施工方法层出不穷，各种复杂、异形的基础平面形式的使用，给基础的设计、施工带来一系列的新课题。地铁或其他地下结构的大量兴建也为基础工程开辟了新的领域。
地基与基础的勘察、设计与施工是工程建设的关键性阶段，整个工程的成败在很大程度上取决于基础工程的质量和水平。地基基础是隐蔽工程，施工条件极为复杂，影响工程质量的因素很多，稍有不慎，轻则留下隐患，重则造成事故。基础工程的造价占工程造价的比例很大，在地质条件复杂地区，可高达20%~30%，节约建设资金的潜力很大，但如果盲目提高安全度，有时多花费了建设资金却不能收到良好的效果。具有丰富工程经验的工程技术人员十分重视地基与基础的勘察、设计与施工阶段的工作。要求从事土木、水利工程技术工作的人员必须掌握土力学基础工程的理论知识和实际技能，正确地解决工程中的地基基础技术问题。
正确解决工程中的地基基础问题，其根本目的在于保证工程的质量，使工程结构物能安全、正常地使用。“万丈高楼从地起”，基础的质量是整个建筑物安全的根本所在。基础工程的质量包括在建筑物荷载作用下地基应当是足够稳定的；地基的沉降对结构物的变形和建筑物的正常使用是可以允许的；在各种不利因素的影响下基础的耐久性是可靠的；所使用的施工工艺和施工方法适合场地的工程地质条件、符合工程特点的要求，并且有利于实现上述有关地基稳定、沉降和耐久性要求。这是地基基础设计与施工的目标，也是这门学科研究的主要内容。
地基与基础质量的好坏关系建筑物的安全、经济和正常使用。工程实践表明，建筑物工程事故中，因地基基础勘察设计或施工不当引起的数量占多数，且一旦造成事故，很难补救，损失极大。随着高层建筑物的兴起，深基础工程越来越多，这对施工与设计人员提出了更高的要求。
为了保证建筑物的安全和正常使用，地基与基础设计应满足以下基本要求：
①地基承载力要求：应使地基具有足够的承载力（大于基础底面的压力），在荷载作用下地基不发生剪切破坏或失稳。
②地基变形要求：不使地基产生过大的沉降和不均匀沉降（小于建筑物的允许变形值），保证建筑的正常使用。
③基础结构本身应具有足够的强度和刚度，在地基反力作用下不会发生强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能力。