1.3　软弱地基

1.3.1　一般规定

软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或者其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，应按照局部软弱土层考虑。

勘察时，应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围以及土质情况。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史，并且明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。

设计时，应考虑上部结构和地基的共同作用。对建筑体型、荷载情况、结构类型以及地质条件进行综合分析，确定合理的建筑措施、结构措施以及地基处理方法。

施工时，应注意对淤泥与淤泥质土基槽底面的保护，减少扰动。荷载差异比较大的建筑物，宜先建重、高部分，而后建轻、低部分。

活荷载较大的构筑物或构筑物群（如料仓及油罐等），使用初期应依据沉降情况控制加载速率，掌握加载间隔时间，或者调整活荷载分布，防止过大倾斜。

1.3.2　利用与处理

（1）利用　利用软弱土层作为持力层时，有下列规定。

①淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄时，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施。

②冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用其作为持力层。

（2）处理　局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。

当地基承载力或变形不能满足设计要求时，地基处理可选用机械压实、堆载预压、真空预压、换填垫层或复合地基等方法。处理后的地基承载力应通过试验确定。

机械压实包括重锤夯实、强夯和振动压实等方法，可用于处理由建筑垃圾或工业废料组成的杂填土地基，处理有效深度应通过试验确定。

堆载预压可用于处理较厚淤泥和淤泥质土地基。预压荷载宜大于设计荷载，预压时间应根据建筑物的要求以及地基固结情况决定，并应考虑堆载大小和速率对堆载效果和周围建筑物的影响。

采用塑料排水带或砂井进行堆载预压和真空预压时，应在塑料排水带或砂井顶部做排水砂垫层。

换填垫层可用于软弱地基的浅层处理。垫层材料可采用中砂、粗砂、砾砂，角（圆）砾、碎（卵）石、矿渣、灰土、黏性土，以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料。加筋材料可采用高强度、低徐变、耐久性好的土工合成材料。

复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。当地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时，设计采用的增强体和施工工艺应满足处理后地基和增强体共同承担荷载的技术要求。

复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

增强体顶部应设褥垫层。褥垫层可采用中砂、粗砂、砾碎、碎石和卵石等散体材料。碎石、卵石宜掺入20％～30％的砂。

1.3.3　建筑措施

（1）力求建筑物的体型简单　建筑物的体型指的是平面形状和立面高差。建筑平面简单、高度一致的建筑物，基底应力较均匀、整体刚度好，即使沉降比较大，建筑物也不易产生裂缝和损坏。

在一些民用建筑中，由于建筑功能或美观的要求，往往采用多单元的组合形式，如I形、L形、T形等，在其纵横单元相处，基础密集，地基中应力叠加，导致该处沉降加大，而且这类建筑物整体性刚度差。所以，在其附近的墙体常常出现裂缝（如图1-7所示）。

当建筑物立面上有高差时，作用在各部分地基上的荷载不同，使建筑物在高低相接处出现过大的差异沉降，导致该处倾斜或开裂损坏（如图1-8所示）。尤其在软土地基，一般高差2层及2层以上的，常有轻重不同的裂缝，所以在软弱地基上建造建筑物时，应注意建筑物层数的高差问题，同时应尽量使建筑物平面形状简单。

（2）设置沉降缝　为使地基的不均匀沉降减少，当建筑物平面形状复杂，立面高差较大或地基土不均匀时，在建筑物的某些特定部位可以设置沉降缝。沉降缝不同于温度伸缩缝，它将建筑从上部结构檐口到基础底部分割为两个或者更多个独立的沉降单元，每个沉降单元均具有体型简单、长高比较小、结构类型单一以及地基比较均匀等条件，所以这些沉降单元的整体刚度好，不均匀沉降小。

根据工程经验，通常在以下部位设置沉降缝：

①建筑平面的转折部位；

②高度差异或荷载差异处；

③长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；

④地基土的压缩性有显著差异处；

⑤建筑结构或基础类型不同处；

⑥分期建造房屋的交界处。

沉降缝应有足够的宽度，缝宽可按表1-18选用。

在沉降缝内不能填塞任何材料，寒冷地区为了防寒有时可以填塞松软材料。

砖石承重结构条形基础沉降缝与框架基础沉降缝构造如图1-9、图1-10所示。

1—轻质墙；2—横梁；3—挑梁；4—填松散煤渣；5—沉降缝宽度；6—落水管

1—框架柱；2—框架；3—填充墙；4—挑梁；5—沉降缝宽度；6—填松散煤渣

（3）设置相邻建筑物的间隔　因为基底附加应力在土层中的扩散，所以使相邻建筑物近处的沉降增加。尤其在软弱地基上，当建筑物之间距离太近时，这种附加不均匀沉降比较大，往往导致建筑物的倾斜或破坏。

为了防止相邻建筑物影响的危害，软弱地基上的相邻建筑物之间应留有一定的距离。这个距离的大小同地基的压缩性、产生影响建筑的规模、重量以及被影响建筑的刚度等有关，见表1-19。

注：1.表中L为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度，m；Hf为自基础底面标高算起的建筑物高度，m。

2.当被影响建筑的长高比为1.5<L/Hf<2.0时，其间净距可适当缩小。

（4）加强建筑物的整体刚度　建筑物的整体刚度越大，适应及调整不均匀沉降的能力越强。在建筑设计中常用下列措施加强建筑物的整体刚度。

①控制建筑物的长高比。建筑物的长高比指的是长度与其高度之比，它是砖石结构房屋空间刚度的重要指标。长高比越大，整体刚度就越小，纵墙很容易由于挠曲过大而开裂；反之，长高比越小，整体刚度就越大，抵抗弯曲和调整不均匀沉降的能力就越强。工程经验证明，当将长高比控制在2.5～3.0以内时，可有效减少不均匀沉降产生的裂缝。不满足以上要求时，可在一定部位设置沉降缝。

②合理布置纵横墙。合理布置纵横墙为增强建筑物刚度的重要措施之一。一般建筑物内、外纵墙的中断、转折会削弱建筑物的纵向刚度，因此内、外纵墙应尽可能贯通。同时，纵横墙的连接形成了空间刚度，适当使横墙的间距缩小，可有效改善建筑物的整体刚度。

（5）调整建筑标高　基础的沉降导致建筑物各组成部分标高发生变化而影响建筑物的正常使用，例如，因为沉降过大而造成的室内地坪低于室外地坪，地下管道被压坏等。为了减少或防止沉降对使用的不利影响，设计时，应依据基础的预估沉降值，适当调整建筑物或各部分的标高。根据具体情况，可采取下列措施。

①室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量予以提高。建筑物各部分（或设备之间）有连系时，可将沉降较大者的标高适当提高。

②建筑物与设备之间应留有足够的净空。有管道穿过建筑物时，应预留孔洞，或采用柔性的管道接头等。

1.3.4　结构措施

（1）减轻建筑物的基底压力　在建筑物的基底压力中，建筑物的自重所占比例较大，工业建筑约为40％～50％，民用建筑为60％～75％。所以，对于软弱地基上的建筑物，减轻建筑自重就能有效地减轻基底压力，从而减小基础的沉降。可采用下列措施减轻建筑自重。

①减轻墙体的重量，比如采用轻质混凝土墙板、空心砌块、空心砖或者其他轻质墙等。

②采用轻型结构，比如采用预应力混凝土结构、轻钢结构以和各种轻型空间结构。

③采用覆土少而自重轻的基础，如采用浅埋钢筋混凝土基础及空心基础等。当室内地坪需大量抬高时，可以采用架空地板代替室内厚填土。

（2）减小或调整基底附加压力

①设置地下室或半地下室。借助挖去的土重补偿部分甚至全部建筑物的重量，使基底附加压力减小，实现减小沉降的目的。在建筑物的重、高部位设局部地下室，可以减少与轻、低部分的沉降差。箱形基础及设有地下室的筏板基础为很好的减小基底附加压力的基础形式。

②改变基础底面尺寸。对不均匀沉降要求严格的建筑物，可以利用改变基础底面尺寸调整基底压力，使沉降均匀。

（3）加强基础整体刚度　对于建筑体型复杂、荷载差异比较大的框架结构，可采用箱基、桩基以及筏基等加强基础整体刚度，减少不均匀沉降。

对于砌体承重结构的房屋，宜采用下列措施增强整体刚度和强度。

①对于3层和3层以上的房屋，其长高比L/Hf宜小于或等于2.5；当房屋的长高比为2.5<L/Hf≤3.0时，宜做到纵墙不转折或少转折，并应控制其内横墙间距或增强基础刚度和承载力。当房屋的预估最大沉降量小于或等于120mm时，其长高比可不受限制。

②墙体内宜设置钢筋混凝土圈梁或钢筋砖圈梁。

③在墙体上开洞时，宜在开洞部位配筋或采用构造柱及圈梁加强。

（4）设置圈梁　圈梁应按下列要求设置。

①在多层房屋的基础和顶层处宜各设置一道，其他各层可隔层设置，必要时也可层层设置。单层工业厂房、仓库，可结合基础梁、连系梁和过梁等酌情设置。

②圈梁应设置于外墙、内纵墙和主要内横墙上，并宜在平面内连成封闭系统。

1.3.5　施工措施

合理安排施工顺序：先施工重、高部分，之后施工轻、低部分；先施工主体建筑，之后施工附属建筑。

在基坑开挖时，尽量减少对基底土的扰动，通常在坑底保留约200mm厚的土层，待垫层施工时再挖除，如发现已被扰动，可把已扰动的土挖去，再用砂、碎石回填夯实至要求标高。

1.3.6　大面积地面荷载

在建筑范围内具有地面荷载的单层工业厂房、露天车间以及单层仓库的设计，应考虑由于地面荷载所产生的地基不均匀变形和其对上部结构的不利影响。当有条件时，宜利用堆载预压过的建筑场地。

地面荷载系指生产堆料及工业设备等地面堆载和天然地面上的大面积填土。

地面堆载应均衡，并应根据使用要求、堆载特点、结构类型以及地质条件确定允许堆载量和范围，堆载量不应超过地基承载力特征值。堆载不宜压于基础上。大面积的填土，宜在基础施工前3个月完成。

厂房及仓库的结构设计，可以适当提高柱、墙的抗弯能力，增强房屋的刚度。对于中、小型仓库，宜采用静定结构。

对于在使用过程中允许调整吊车轨道的单层钢筋混凝土工业厂房和露天车间的天然地基设计，除应遵守有关规定之外，尚应符合下式要求：

式中　——由地面荷载引起柱基内侧边缘中点的地基附加沉降量计算值，可按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）附录N计算；

——由地面荷载引起柱基内侧边缘中点的地基附加沉降量允许值，可按表1-20采用。

注：表中a为地面荷载的纵向长度；b为车间跨度方向基础底面边长。

此外，还应考虑在使用过程中垫高或者移动吊车轨道和吊车梁的可能性，应增大吊车顶面与屋架下弦间的净空和吊车边缘同上柱边缘间的净距。当地基土平均压缩模量Es为3MPa左右，地面平均荷载大于25kPa时，净空宜大于300mm，净距宜大于200mm，并应按照吊车轨道可能移动的幅度，加宽钢筋混凝土吊车梁腹部及配置抗扭钢筋。

具有地面荷载的建筑地基遇到下列情况之一时，宜采用桩基：

①不符合本书1.4节有关规定和式（1-26）的要求；

②车间内设有起重量300kN以上、工作级别大于A5的吊车；

③基底下软弱土层较薄，采用桩基较经济者。