地基与基础.ppt

1 第七章基础和地下室 第一节基础 地基与基础 基础是建筑物与土壤直接接接触的部分 即建筑物的墙或柱深入土中的扩大部分 基础是建筑物的组成部分 它承受着建筑物的上部荷载 并将这些荷载传递给地基 起承上启下的作用 地基是基础下面承受建筑物的全部荷载的土层 地基不是建筑物的组成部分 其中地基包括 持力层 具有一定的地耐力 直接承受建筑荷载 并需进行力学计算的土层 下卧层 持力层以下的土层 基础必须具有足够的强度和稳定性 并能抵御地下水 冰冻等因素的侵蚀影响 基础与地基的关系 基础的类型与构造并不完全决定于建筑物上部结构 它与地基土的性质有着密切关系 建筑物的全部荷载是通过基础传给地基的 f FN A 地基承载力f 基础底面面积A FN建筑物的荷载 地基按土层性质不同 分为天然地基和人工地基两大类 天然地基 凡天然土层具有足够的承载力 不需经人工加固或改良便可作为建筑物的地基 常见的天然地基有哪些 人工地基 当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱 须预先对土壤进行人工加固或改良后才能才能承受建筑物荷载的土层称人工地基 人工地基处理方法 换填垫层法 预压法 压实法 深层挤密法 化学加固法 地基处理 1 换填垫层法当基础下土层比较软弱 或地基有部分较弱的土层 如淤泥 淤泥质土 填土等 不能满足上部荷载对地基的要求时 可将较弱土层全部或部分挖去 换成其他较坚硬的材料 这种方法叫换土法 压缩性低的无侵蚀性材料 砂 碎石 矿渣 石屑 等松散材料 2 预压法为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量 预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载 使地基土压密后再将荷载卸除的压实方法 为了防止堆载时压坏地基 需分级加载 即 在前一级荷载作用下地基基本固结后 再施加下一级荷载 直至达到设计荷载为止 3 压实法利用人工方法挤压土壤 排走土中的空气 提高土的密实性 强夯压实 指的是为提高软弱地基的承载力 用重锤自一定高度自由下落夯击土层使地基迅速固结的方法 振动压实法 将振动机械置于地基表面进行一定时间的振动 利用其激振力在土中产生的剪切压密作用 使一定深度内的土均匀增密 从而改善地基的力学性能 它适用于处理砂性土及松散性杂填土 炉灰 炉渣 碎砖瓦等 机械压实 利用压路机 羊足碾等碾压机械将地基土压实的方法 4 深层挤密法利用在土层中打桩成孔时对周围土体产生的挤压力使地基深层达到压实的方法 5 化学固结法通过化学溶液或胶粘剂的注入 使土胶结 从而提高地基强度 减少地基沉降量的处理方法 如 水泥搅拌 使固化剂和土发生化学反应使淤泥质土 粘性土这些软土硬结成水泥加固土 提高土基强度 注 打桩法当建筑物荷载很大 地基土层很弱 地基承载力不能满足要求时 可以采用桩基础 将钢筋混凝土桩 钢桩 砂桩 打入或灌入土 基础的埋置深度 室外设计地面到基础底面的垂直距离 叫基础的埋置深度 简称基础埋深 根据埋深 基础可分为浅基础和深基础 浅基础 基础埋置深度0 5 5m之间 深基础 基础埋置身度超过5m 基础的埋深一般不小于0 5m 1 影响基础埋深的因素 工程地质根据土层构成 确定基础的埋置位置 上层土质好而有足够厚度 则以埋在上层范围内为宜 如坚实平坦的土层或岩石 反之 上层土质差而厚度浅 则以埋置下层好土范围内为宜 水文地质 地下水上升下降影响建筑物的沉降 如黏性土在地下水上升时 土层因含水量增加而膨胀 使土的强度降低 当地下水下降时 基础将产生下沉 一般基础应争取埋在最高水位以上 200mm当地下水位较高 基础不能埋在最高水位以上时 不得不埋在地下水内 但应注意宜将基础底面埋置在最低地下水位以下200mm 建筑物地基上荷载的大小和性质当恒载较大或者水平荷载较大的情况下 为保证结构的稳定性 将加大基础埋深 建筑物的使用要求带有地下室 地下设备时基础必须深埋 地基土冻胀深度的影响 冰冻线 冻结土与非冻结土的分界线 冰冻深度 冰冻线至地表的垂直距离 地基土冻结后 是否对建筑产生不良影响 主要看土冻结后会不会产生冻胀现象 若产生冻胀 会把房屋向上拱起 冻胀向上的力会超过地基承载力 土层解冻 基础又下沉 这种冻融交替 使房屋处于不稳定状态 产生变形 如墙身开裂 门窗倾斜而开启困难 甚至使建筑物结构也遭到破坏等 基础应埋置在冻土线以下200mm 2 相邻基础的深埋 一般 新建筑物的基础埋深不应大于原有建筑物基础埋深 当新建建筑物基础的埋置深度大于原有建筑物基础时 基础间的净距应根据荷载大小和性质等确定 一般为相邻基础底面高差的1 2倍 相邻基础间的关系 基础的类型与构造 1 按基础使用材料及其受力特点可分为 刚性基础 砖基础 毛石基础 素混凝土基础 灰土与三合土基础这种基础抗压强度高而抗弯强度低 柔性基础 钢筋混凝土基础钢筋混凝土的抗弯性能和抗剪性能良好 根据试验得知 上部结构 墙或柱 在基础中传递压力是沿一定角度分布的 这个传为角度称压力分布角 或称刚性角 以 表示 常用刚性基础的种类 做补充 刚性基础 毛石基础 由未加工成形的毛石和砂浆砌筑而成 其截面有台阶形 锥形和矩形等 用于地下水位较高 冻结深度较深的矮层民用基础 砖基础 二皮一收式 每两皮砖的高度 收进1 4砖的宽度 二一间隔收式 两皮砖的高度与一皮砖的高度相间隔 交替收进 每次均收进1 4砖的宽度 砖砌条形基础放大脚形式 灰土基础 用经过消解后的生石灰和粘土按一定比例拌合而成 一般取灰土比例为3 7或2 8 灰土基础施工时应逐层铺设 每层夯实前虚铺220 夯实后的厚度为150 灰土基础的抗冻 防水性能差 在地下水位以下或较潮湿的地基上不宜采用 三合土基础 用石灰 砂 碎石 或碎砖 矿渣等 三种材料按1 2 4 1 3 6的体积比进行配合 在基槽内分层夯实 每层夯实前虚铺220 夯实后的厚度为150 多用于低层建筑 三合土基础 混凝土基础 用水泥 砂 石子加水拌合浇筑而成 常用混凝土强度等级为C15 C20 一般有矩形 台阶形和锥形的截面形式 柔性基础 建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时 由于基础底面宽度Bo需要加宽 如果采用刚性材料 势必导致基础深度也要加大 增加了挖土工作量 而且还使材料用量增加 对工期和造价都十分不利 用钢筋混凝土建造的基础 叫做柔性基础 如果在混凝土基础的底部配以钢筋 利用钢筋来承受拉力使基础底部能够承受较大弯矩 这时 基础宽度的加大不受刚性角的限制 2 按基础的构造形式分为 条形基础 独立基础 筏型基础 箱型基础 桩基础 条形基础 呈连续的带形 也称为带形基础 有墙下条形基础和柱下条形基础两类 墙下条形基础可以为粘土砖 灰土 三合土等材料的刚性条形基础 当建筑物荷载大 地基承载力较小或上部结构有需要时 可用钢筋混凝土条形基础 独立基础当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构承重时 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 独立基础是柱下基础的基本形式 常用的断面形式 阶梯形 锥形 杯形 优点 减少土方工程量 节约基础材料 缺点 基础之间无构件连接件 整体刚度较差 条形基础也可叫做 大放脚 一般在铺设条形基础之前 需先将土层夯实 做一道素混凝土垫层 筏形基础将墙或柱下基础连成一片 使整个建筑物的荷载承受在一块整板上 这种满堂式的板式基础称筏式基础或片筏基础 片筏基础的整体性好 常用于地基软弱的多层砌体结构 框架结构 剪力墙结构等 以及上部结构荷载较大且不均匀的情况筏形基础分 平板式 柱子支承在混凝土底板上 梁板式 梁在底板下方或梁在底板上方 柱子支承在梁上 筏形基础 箱形基础由钢筋混凝土底板 顶板和若干纵横墙体组成 是一个整体的空心箱体结构 箱形基础整体空间刚度大 抗震性能好 其内部空间可用作地下室 箱形基础 当建筑物上部荷载较大 地基的软弱土层较厚 地基承载力不能满足要求且做成人工地基又不具备条件或不经济时 常采用桩基础 采用桩基础能节省基础材料 减少挖填土方工程量 改善工人的劳动条件 缩短工期 桩基础 桩的组成 桩由桩身及承台梁组成 桩的上端浇注钢筋混凝土承台梁 承台梁上接墙体 第二节地下室 地下室的组成 墙身 底板 顶板 门窗 楼梯 采光井等部分组成 地下室构成 地下室墙体主要承受上部的垂直荷载 还承受土 地下水及土壤冻胀时产生的侧压力 要求具有足够的强度 及防潮 防水能力 可用砖或现浇钢筋混凝土 地下室底板主要承受地下室地坪的垂直荷载 当地下水位高于地下室地面时 还承受地下水的浮力 要求有足够的强度 刚度和抗渗能力 常采用钢筋混凝土底板 有时为了便于施工放线和保护钢筋底板不易沾染泥土 底板以下需做垫层 地下室顶板常采用现浇或预制钢筋混凝土板 地下室门窗当地下室窗台低于室外地面时 为满足采光和通风要求 应设采光井 地下室楼梯楼梯与地面以上部分的楼梯间结合布置 一个地下室至少应有两部楼梯通向地面 地下室的分类 按埋入地下深度 全地下室和半地下室 使用功能 普通地下室和人防地下室 按结构形式 砖墙结构和钢筋混凝土结构 地下室的防潮与防水 地下室构造设计的主要任务 保证地下室在使用时不受潮 不渗漏 当设计最高地下水位低于地下室底板300mm以上 地基范围内的土壤及回填土无上层滞水 地下室只需要做防潮处理 此时如地下室的墙为混凝土或钢筋混凝土结构时 本身就