深基礎工程，通常是指先由地面向下開挖的一個地下空間，基坑周圍一般為垂直的擋土結構。 基坑開挖是基礎和地下工程施工中一個古老的傳統課題，同時又是一個綜合性的岩土工程難題，既涉及土力學中的強度與穩定問題，又包含了變形問題，同時還涉及土與支護結構的共同作用。
基本介紹
- 中文名：深基礎工程
- 外文名：Deep foundation engineering
- 埋置深度：大於5m或大於基礎寬度
- 類型：樁基、地下連續牆、墩基和沉井
- 特點：施工方法、造價高
- 學科：土木工程
內容簡介,使用原因,類型,特點,
內容簡介
深基礎是埋深較大，以下部堅實土層或岩層作為持力層的基礎，其作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基的深層，而不像淺基礎那樣，是通過基礎底面把所承受的荷載擴散分布於地基的淺層。因此，當建築場地的淺層土質不能滿足建築物對地基承載力和變形的要求，而又不適宜採用地基處理措施時，應考慮採用深基礎。深基礎有樁基礎、墩基礎、地下連續牆、沉井和沉箱等幾種類型。
相對於淺基礎，深基礎埋入地層較深。結構形式和施工方法較淺基礎複雜，在設計計算時需考慮基礎側面土體的影響。
使用原因
採用深基礎通常有以下一些原因：
(1)缺少必要的支承基礎的土質條件。當建築物底部附近的土質條件大多不允許採用常規淺基礎時，深基礎則成為一種與建築物底部有一定距離，且能夠獲得滿意的承載力水平的方式。
(2)基礎承擔沉重荷載。在某些情況下，上部土層對於相對較小的荷載，採用淺基礎是足夠了。但是，由於基礎要求的尺寸、沉降限制的需要或過大荷載等因素，可能需要採用深基礎。高層建築、大跨度結構和大體積混凝土或磚石建築就是一些荷載相當大並有可能超過普通土類承載力的實例。
(3)地面的潛在失穩。對於建築物底部土層遭受侵蝕、下沉、滑移、分解，或其他形式的土體結構或狀態的改變，就有必要採用深基礎形式。這種情況有時發生在濱水地區和山坡。這些情況下，深基礎是一種將建築物錨固在更加可靠、穩定的土體上的方式。
(4)對沉降具有高度敏感性建築物的支撐。在某些情況下，地基沉降是非常關鍵的。例如，那些具有剛性框架結構的建築物和安裝有精度要求與連續連線設備的建築物。基礎將安置在一些土層而不是基岩上。深基礎沉降量很小，尤其是基礎設定在岩石或高固結度土層上時。
通常僅在不能採用淺基礎的情況下才會考慮採用深基礎，其主要原因是深基礎造價過高。在可以使用淺基礎且尺寸不大的情況下，深基礎因造價原因而不具有競爭力。不能採用淺基礎時，造價增加的問題就會隨之而來。對於那些邊緣情況，即淺基礎可用但尺寸過大時，有必要進行一個可供選擇的造價分析。通常，造價分析需要對備選基礎形式進行一套完整的設計，當備選基礎形式結構有明顯不同時，造價分析可能會更加複雜。
類型
按基礎埋深來講，工程中一般將埋置深度大於5m或大於基礎寬度的基礎，稱為深基礎。如樁基、地下連續牆、沉井基礎和沉箱基礎等。
1．樁基礎
當淺層地基上不能滿足建築物對地基承載力和變形的要求，而又不適宜採取地基處理措施時，就要考慮以下部堅實土層或岩層作為持力層的深基礎。樁基套用最為廣泛。樁基礎指用各種材料做成的方形、圓形或其他形狀的細而長的且埋在地下的樁。樁基礎通常由樁和樁頂上承台兩部分組成，並通過承台將上部較大的荷載傳至深層較為堅硬的地基中去，樁基的作用是將荷載通過樁傳給埋藏較深的堅硬土層，或通過樁周圍的摩擦力傳給地基，多用於高層建築。
按樁的受力情況，樁分為摩擦樁和端承樁兩類。當樁沉入軟弱土層一定深度，通過樁側土的摩擦作用，將上部荷載傳遞擴散於樁周圍土中，樁端土也起一定的支承作用，樁尖支承的土不甚密實，樁相對於土有一定的相對位移時．即為摩擦樁。當樁穿過軟弱土層並將建築物的荷載通過樁傳遞到樁端堅硬土層或岩層上，即為端承樁。樁側較軟弱土對樁身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不計。
按施工方法，樁分為預製樁和灌注樁兩類。預製樁是在工廠或施工現場製成的各種材料和形式的樁，而後用沉樁設備將樁打入、壓入、旋入或振入（有時還兼用高壓水沖）土中。灌注樁是在施工現場的樁位下用機械或人工成孔，然後在孔內灌注混凝土或鋼筋混凝土而成，與預製樁相比，可節省鋼材。
2．地下連續牆
地下連續牆是利用專門的成槽機械在地下成槽，在槽中安放鋼筋籠（網）後以導管法澆灌水下混凝土，形成一個單元牆段，再將依次完成的牆段以特定的方式連線，組成一道完整的現澆地下連續牆體。地下連續牆具有擋土、防滲兼作主體承重結構等多種功能；能在沉井作業、板樁支護等難以實施的環境中進行無噪音、無振動施工；能通過各種地層進入基岩，深度可達50m以上而不必採取降低地下水的措施，因此可在密集建築群中施工。尤其是用於二層以上地下室的建築物，可配合“逆築法”施工而更顯出其獨特的作用。
3．沉井基礎
沉井基礎是以沉井作為基礎結構，將上部荷載傳至地基的一種深基礎。沉井是一個無底無蓋的井筒，一般由刃腳、井壁、隔牆等部分組成。在沉井內挖土使其下沉，達到設計標高後，進行混凝土封底、填心、修建頂蓋，構成沉井基礎。
沉井基礎的特點是埋深較大，整體性好，穩定性好，具有較大的承載面積，能承受較大的垂直和水平荷載。此外，沉井既是基礎．又是施工時的擋土和擋水圍堰結構物，其施工工藝簡便，技術穩妥可靠，不需要特殊專業沒備，並可做成補償性基礎，避免過大沉降，在深基礎或地下結構中套用較為廣泛，如橋樑墩台基礎、地下泵房、水池、油庫、礦用豎井以及大型設備基礎、高層和超高層建築物基礎等。但沉井基礎施工工期較長，在井內對粉砂、細砂類土抽水時易發生流砂現象．造成沉井傾斜；沉井下沉過程中遇到的大孤石、樹幹或井底岩層表面傾斜過大，也將給施工帶來一定的困難。
4．沉箱基礎
沉箱基礎又稱為氣壓沉箱基礎，它是以氣壓沉箱來修築的橋樑墩台或其他構築物的基礎。氣壓沉箱是一種無底的箱形結構，因為需要輸入壓縮空氣來提供工作條件，故稱為氣壓沉箱或簡稱沉箱。
特點
深基礎與淺基礎相比較，具有下列特點。
(1)深基礎施工方法較複雜
顧名思義，深基礎的埋置深度較大，一般基礎埋深大於5m的稱為深基礎。
深基礎通常需要考慮基礎側壁的摩擦力，而淺基礎無需考慮基礎側壁摩擦力。
深基礎一般採用特殊的結構形式、特殊的施工方法，而淺基礎一般採用開挖基坑的簡單方法。
(2)深基礎的地基承載力高
一方面由於深基礎選擇地基深層較堅實土層作為建築物的持力層，地基承載力本來就高；由於埋置深度大，承載力經過深度修正，有大幅度提高；而且深基礎不僅基底土層有較高的承載能力，而且其四周側壁的摩阻力也具有一定的承載能力。因此，深基礎的地基承載力較高。
(3)深基礎施工需專門設備
例如預製樁施工需打樁設備，灌注樁施工需成孔設備；沉井基礎施工，需要現場澆築混凝土的設備、井點降水、沉降觀測及糾傾等一整套設備。
(4)深基礎技術較複雜
深基礎需進行特殊結構設計；施工需專業技術人員負責，如發現問題，應及時處理。例如，沉井施工下沉，如發現沉井傾斜，應立即採取有效措施糾傾。
(5)深基礎的造價往往較高
基礎各方案應認真進行經濟分析。如上所述，通常只有在天然地基淺基礎無法滿足建築物的安全使用的情況下，才採用深基礎工程。
