由于地基(除岩石类土外)的承载力一般都比砖、石、混凝土等基础材料的承载力低,所以基础通常做成逐步加宽的形式,以扩大基础底面与地基接触的面积,使基础单位面积上的压力与地基的承载力相适应。确定基础底面积大小和断面形式的因素很多,但主要考虑以下两个方面的因素:一是建筑物的使用性质及其荷载的大小;二是地质情况及地基的承载力、地下水位和冰冻等情况。
在确定基础底面尺寸时,应首先算出作用在基础上的总荷载。作用在墓础上的上部结构荷载、基础自重和基础台阶上的回填土重量,就是作用在地基上的全部荷载。基础按受力情况分为中心受压基础和偏心受压基础。下面以墙下中心受压条形基础为例,说明确定基础底面积大小的方法。
取一段长为L的中心受压条形基础,基础宽度为B。这段基础的底而积为LxR,如图1-14所示,若通过这一面积传下来的总荷载为N(荷载是指上部结构传下来的荷载及基础自重与基础上面回填土重量的总和,以吨为单位),地基承载力为R (t/m²),则N=RXLxB。这一等式表达了总荷载、地基承载力、基础底面积三者之间的关系。
当房屋的总荷载不变时,则基础放在承载力较大的土层上,基础的底面积可以小些;放在承载力较小的土层上,基础的底面积就需要大些。它与基础本身材料的强度没有关系。
2.断面形式
我们在实际工程中会看到砖砌条形基础的断面是台阶形的,如图1-15所示。这种基础在荷重作用下不会发生显著的变形,不能承受较大的弯矩。这种基础叫刚性基础,刚性基础的断面形式是由基础所用材料木身的性能决定的。
常用的基础材料,如砖、石、混凝土等,它们的抗压强度较高,抗拉强度很弱,但抗拉强度往往是控制断面形状和尺寸的主要因素。丛础放大部分如同悬臂梁一样,当它受到土的反作用力后,悬臂长度d越大,则基础h截面受到的拉力就越大。