深基础和浅基础的区别和联系

鲍春艳

[摘要]：浅基础和深基础的区别和联系一直是岩土工程从业者比较困惑的问题。在岩土工程设计、施工中总是有人对此存在模糊的认识。本文对深基础和浅基础的定义、受力特点及荷载传递机理进行了详细的分析，以期帮助岩土工作者辨识两者的区别和联系。

[关键词]： 深基础；浅基础；区别；联系

中图分类号：TF301文献标识码： A 文章编号：

一、深基础和浅基础的定义.6z#o{n

按照国内外的传统观点，|+~CdA?建构筑物的基础工程常视其埋置于地面以下的深度不同，而分为浅基础和深基础 H~i+: X=I ?

uH^ / 两类。但浅基础与深基础具体如何划分？浅基础或深基础的定义是什么？却长期

在目前的工程实践中，一般以5米或者D

,z基础或浅基础，常徒然造成计算结果的混乱。在某些情况下，深基础和浅基础是相对的，没有绝对的界限，应根据上部结构、地基特点来进行分析。

二、常用的浅基础和深基础形式及特点

2.1 常见的基础形式

常见的浅基础主要有：独立基础 、条形基础、筏性及箱形基础。

常见的深基础主要有：桩（墩）基础、沉井、沉箱、锚拉基 H{qQ 8j) ?N~ Zcr t_D 础、板桩墙及地下连续墙一类的支挡结构。

2.2 基础特点

2.2.1浅基础的特点

1）由于浅基础埋置较浅，其受力简单明确、方便施工。

2）对地基承载力要求不是很高，对地基均匀性要求高。

3）上部结构刚度及荷载均匀性对基础有重大影响，一般不允许基础底面出现受拉区域。

4）浅基础经济实用，是基础设计的首选。

2.2.2 深基础的特点

若地基的软弱土层较厚，采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求，常采用深基础。

1）以坚实土层或岩层作为持力层，持力层下部一定范围内不能存在孔洞或软弱层。

2）基础埋置较深，施工难度大。对施工机械、施工质量的管理要求高。

3）整体性好、承载力高、沉降量小、结构布置灵活。

4）造价高，出现问题造成的后果严重，一般需进行质量检测，合格后方可进行后续工程的施工。

三、浅基础和深基础的荷载传递机理和破坏模式

3.1 浅基础的荷载传递机理

基础上部结构物传来的荷载（集中荷载和分布荷载）通过基础与地基的接触底面，传入到地基持力层中。浅基础的荷载传递机理，实际就是附加应力在地基持力层中分布扩散的机理。

附加应力的扩散与荷载大小及分布形式、基础刚度、地基土的性质有很大的关系。地基土中应力分布的平面问题，可以由弹性力学得到精确的解。应力分布的空间问题，俄国科学家boussinesq也给出了精确解。但是，由于土体本身性质的复杂性，在地基基础设计过程中，只是根据基础的埋深及宽度，对土体的承载力特征进行修正；计算地基变形时，地基内的应力分布，则采用各项同性均质体线性变形体理论，按分层总和法计算。

归根结底，浅基础的荷载传递机理，还是采用的各项同性均质体弹性变形理论，按照弹性力学的原理求解附加应力分布。

3.2 浅基础地基破坏模式

不考虑基础本身的破坏，讨论地基的破坏形式。

浅基础的地基破坏，主要与土体的性质有关。有三种破坏模式：一是整体剪切破坏，二是局部剪切破坏，三是冲剪破坏（又称刺入剪切破坏）。

（A）整体剪切破坏： 三角压密区，形成连续滑动面，两侧挤出并隆起，有明显的两个拐点。（B）局部剪切破坏：基础下塑性区到地基某一范围，滑动面不延伸到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。（C）刺入剪切破坏（冲剪破坏）：基础下土层发生压缩变形，基础下沉，当荷载继续增加，附近土体发生竖向剪切破坏。

3.3 深基础的荷载传递机理

以深基础中常见的桩基础为例，分析其荷载传递机理。

当桩基受荷时，桩身上部产生压缩，而向下位移，其侧面将受到土的阻力作用，该桩侧阻力通过周围的土体向四周扩散。在桩顶荷载向下传递的过程中，必须不断的克服这种阻力，所以桩身轴力不断减小。到桩端时，桩身轴力与桩底土的反力平衡，同时使桩端土压缩，桩身进一步下沉，桩侧阻力进一步发挥。随着荷载增加，上述荷载传递过程循环进行，直至稳定。当桩侧阻力达到极限后，若继续增加荷载，则增量荷载全部由桩端土体承担，最后直至桩端土体破坏。

桩侧桩土相对位移是侧阻力发挥的条件，当桩侧阻力达到极限后，桩端土体的变形则是地基破坏的条件。

3.4深基础破坏模式

不考虑桩身材料的破坏，桩基础地基强度的破坏主要有以下几种：一是整体剪切破坏； 二是刺入剪切破坏；三是沿桩身侧面纯剪切破坏。

（A）桩端土整体剪切破坏： 桩穿越较弱层进入较硬持力层，当桩端压力超过持力层极限荷载时，桩端土中将形成完整的剪切滑动面，土体向上挤出而破坏。其 Q-S 曲线有明显的转折点，一般为摩擦桩及端承摩擦桩的典型破坏模式。

（B）刺入剪切破坏：在匀质土层中的摩擦型桩，其 Q-S 曲线没有明显的转折点，桩沿桩侧及桩端发生剪切与刺入破坏图。

(C)桩侧纯剪切破坏： 对于孔底沉淤较厚的钻冲孔灌注桩，其桩端几乎不能提供反力，桩沿桩侧面发生纯剪切破坏。

四、工程实践中的一些问题讨论

岩石地基是山区常见的地基之一，它具有承载力高、 压缩性低的特点。作为建筑物地基，其承载力和变形比较容易满足。在许多情况下，其承载力没有得到充分的发挥。但是由于现代建筑的规模和荷载重量都在不断增长，基础型式越来越多的采用桩基。

一般来说，桩基础作为深基础型式，其破坏模式与浅基础不同。作为桩基础地基的岩石承载力取值，比作为独立基础的岩石承载力取值要大，这是正常的， 但这两者之间相差多大，没有确切的理论依据。一般的岩土勘察报告中，这两者的比值甚至达到6倍~ 10 倍。在一些设计中，由于地质条件较好，地表 2 m~ 3 m 就是强度较高的强风化岩石。但是，设计中要求作为深基础的桩基，其桩长不低于 4 m，在此情况下，只有通过爆破才能满足开挖要求，这势必会破坏岩体的整体性。因此，合理确定岩石地基承载力，对于节约工程造价，缩短工期，都具有很大的实际意义。采用Hoek—Brown强度准则方法，则较好的解决了这一问题。

根据以上式子，就能计算岩石的极限承载力，不必再纠结于桩长是否大于4m这样的问题了。

参考文献： j}# w )M ?"- E[@ / ?

[1]? 史佩栋，第九章 基础工程施工技术进展：见高大钊主编，岩土工程的回顾与前瞻，北京：人民交通出版社，2001，255~256 `{8K.(])s! ?FB G4pb9=~ ?

[2]? 陈梁生,陈仲颐. 土力学与基础工程．北京：水利出版社，1957. 8%:Iv(UMk ? qR u~$K ?

[3]? 高大钊主编，土力学与基础工程，北京：中国建筑工业出版社，1998，179 Q1 lyj7c#x ?V_ ) -#=J?

[4]? 高大钊等编著，天然地基上的浅基础，北京：机械工业出版社，1999，150 uIY#e<

)}G ?]|#+zx|/D ?

[5] 中华人民共和国国家标准，岩土工程基本术语标准，（GB/T50279-98），1998

=

[6] 胡立雄,傅琳，确定岩石地基承载力的方法,山西建筑, 2004