基础的类型较多,按基础所采用的材料和受力特点分为刚性基础和非刚性基础;依基础的构造形式分为条形基础、独立基础、联合基础、桩基础等。
1、按所用材料及受力特点分类
(1)刖性基础
由刚性材料制作的基础称为刚性基础。刚性材料一般是指抗压强度高,而抗拉、抗剪强度低的材料,在常用材料中,砖、石、混凝土等均属刚性材料。所以,砖、石砌体基础、混凝土基础称为刚性基础。从受力和传力的角度考虑,由于土壊单位面积的承载能力小,上部结构通过基础将其荷载传给地基时,基底宽B一般大于墙基的宽才能适应地基受力的要求。
根据相关试验得知,上部结构(墙或柱)在基础中传递分力是沿一定角度分布的,这个传力角度称为压力分布角或称为刚性角,以a表示,如图2所示。
如果基础底面宽度超过了刚性角的控制范围,即由弓増至8,由于地基反作用力的原因,基础底面将产生冲切破坏,如图2-7所示。可见,刚性基础底面宽度的増大要受到刚性角的限制,刚性角是基础的宽6与基础的高H所夹的角,因此只有控制基础的宽高比(6:H),才能保证基础不被拉力或冲切力破坏。
(2)柔性基础(扩展基础)
采用刚性材料的基础,当建筑物的荷载较大,地基承载力较小时,必须加宽基础底面宽度。因刚性基础受刚性角的限制,势必也要增加基础的高度,这样就会增加土方工程量和基础材料的用量,对工期和工程造价都是不利的。如果将上部传来的荷载通过向側边扩展成一定底面面积,使作用在基底的压应力等于或小于地基上的允许承载力,而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求。
图2』中实线部分为钢筋混凝土,虚线部分为混凝土,如果在混凝土基础的底部配以钢筋,利用钢筋来承受拉应力,使基础底部能够承受较大的弯矩,这时,基础的宽度不受刚性角的限制,这种起到压力扩散作用的基础,即钢筋混凝土基础,也称为柔性基础。
2、按基础的构造形式分类
基础按构造形式的不同可以分为条形基础、独立柱基础、联合基础(井格式基础、片筏式基础、板式基础、箱形基础)、桩基础等。
(1)条形基础
条形基础是指基础呈连续的带形,也称为带形基础。
墙下条形基础。当建筑物上部为混合结构,在承重墙下往往做通长的条形基础,如图2-9所示。各种刚性基础如砖、石、灰土、灰浆、三合土、混凝土等均可以用于墙下条形基础,当地基较差、荷载很大时,承重砖墙下也可以采用钢筋混凝土条形基础。
(2)柱下条形基础。当建筑物上部为框架结构或部分框架结构,荷载较大,地基又属软弱土时,为了防止不均匀沉降,常采用钢筋混凝土条形基础,将各柱下的基础相互连接在一起,使整个建筑物的基础具有较好的整体性,为了减轻结构自重、节约基础材料、减轻地基承载力,充分发挥材料的强度。还可以采用壳体条形基础(筒壳或折壳条形基础),这类基础采用单跨长条筒壳或折壳来代替钢筋混凝土条形基础。
2.独立式基础
当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架及门架结构承重时,其基础常采用方形或矩形的单独基础,这种基础称为独立基础或柱式基础。当柱采用预制构件时,则基础做成杯口形,然后将柱子插入。并嵌固在杯口内,故称为杯形基础,如图2-11所示。
3.联合基础
联合基础类型较多,常见的有井格式基础、片筏式基础和箱形基础等。
(1)井格式基础。
当框架结构处在地基条件较差的情况时,为了提高建筑物的整体性,以免各柱子之间产生不均匀沉降,常将柱下基础沿纵、横方向连接起来,做成十字交叉的井格基础,故又称为十字带形基础。
(2)筏形基础。
当建筑物上部荷载较大,或地基土质很差,承载能力小,采用独立基础或井格基础不能满足要求时,可以采用筏形基础。筏形基础有平板式和梁板式之分,如图2-13所示。
(3)箱形基础。
箱形基础是一种刚度很大的整体基础,箱形基础是由钢筋混凝土顶板、底板和纵、横墙组成的。
(4)桩基础。
当浅层地基上不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而又不适用采取地基处理措施时,考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础。桩基础一般由设置于土中的桩柱和承接上部结构的承台组成。桩基础具有承载力高、沉降量小、节省基础材料、减少土方工程量、改善施工条件和缩短工期等优点,因此应用较为广泛。
桩基础的类型很多,按其材料的不同可以分为钢筋混凝土桩、钢桩等;按桩的断面形状可以分为圆形桩、方形桩、环形桩、六角形桩及工字形桩等;按桩的入土方法可以分为打入桩、振入桩、压入桩及灌注桩等;按桩的受力性能又可以分为摩擦桩与端承桩。
摩擦桩是通过桩侧表面与周围土的摩擦力来承受荷载的,适用于软土层较厚、坚硬土层较深、荷载较小的情况。断层桩是将建筑物的荷载通过桩端传给地基深处的坚硬土层,适合于坚硬土层较浅、荷载较大的情况。