第四讲建筑基础构造

1、建筑识图与构造345 迪拜处在沙漠地区，没有古迹文物和旅游景点，因此靠发展现迪拜处在沙漠地区，没有古迹文物和旅游景点，因此靠发展现代商贸、物流、及服务业吸引世界各地的淘金者，尤其是高端旅游代商贸、物流、及服务业吸引世界各地的淘金者，尤其是高端旅游一直领跑世界。一直领跑世界。MeydanMeydan跑马场项目是迪拜王子的工程，其位置直接跑马场项目是迪拜王子的工程，其位置直接和新开发的商业湾相对。和新开发的商业湾相对。 整个项目从空中俯视就像一只展翅的鹰，夜晚灯光打开后，会整个项目从空中俯视就像一只展翅的鹰，夜晚灯光打开后，会看到五颜六色的羽毛。整个项目分为酒店、看台、餐厅看到五颜六色的羽毛。整个

2、项目分为酒店、看台、餐厅泡泡餐厅泡泡餐厅、跑马场、停车场等，建筑群长、跑马场、停车场等，建筑群长1 1公里，酒店有公里，酒店有1111层楼组成，从层楼组成，从大厅进入直接抬头可看见楼顶，采光非常好大厅进入直接抬头可看见楼顶，采光非常好- -这是这是8 8米高并贴有防爆米高并贴有防爆玻璃墙的功劳。大月牙顶下面就是泡泡餐厅了，这是专为超级玻璃墙的功劳。大月牙顶下面就是泡泡餐厅了，这是专为超级VIPVIP专享的餐厅，在这也是最佳观赏比赛的位置。专享的餐厅，在这也是最佳观赏比赛的位置。6 跑马场的比赛仅仅是世界几个王室成员的赌桌，即使你再有钱跑马场的比赛仅仅是世界几个王室成员的赌桌，即使你再有钱，想要

3、参加比赛是不够资格的，其它有赛马传统的国家或地区会通，想要参加比赛是不够资格的，其它有赛马传统的国家或地区会通过外卡的方式来参加比赛。每场比赛的奖金也是相当的高昂过外卡的方式来参加比赛。每场比赛的奖金也是相当的高昂600600万美金，所以每到世界杯前期，英国、约旦、日本等皇室成员的宝万美金，所以每到世界杯前期，英国、约旦、日本等皇室成员的宝马都会空运到迪拜，提前让马儿适应迪拜的天气，当然每匹马都是马都会空运到迪拜，提前让马儿适应迪拜的天气，当然每匹马都是千万级的。千万级的。 本讲内容简介：本讲内容简介： 地基与基础概述地基与基础概述 基础的埋置深度及影响因素基础的埋置深度及影响因素 基础的分类

4、与构造基础的分类与构造建筑因地质灾害突然塌陷建筑因地质灾害突然塌陷上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（20092009年）年）施工方案错误导致施工方案错误导致桩基础破坏桩基础破坏 基础工程的重要性基础工程的重要性 基础的设计与施工质量将影响整个工程质量基础的设计与施工质量将影响整个工程质量 基础工程是隐蔽工程，有缺陷较难发现，修基础工程是隐蔽工程，有缺陷较难发现，修复与弥补难度大，代价高；复与弥补难度大，代价高； 基础工程的造价，通常在整个土建工程中占基础工程的造价，通常在整个土建工程中占相当大的比重相当大的比重 工程审计的重点工程审计的重点 工程审计的难点工程审计的难点 基础

5、基础的概念？的概念？ 地基地基的概念？的概念？ 基础与地基的区别与联系基础与地基的区别与联系v 基础基础是建筑物的组成部分，是建筑物地面以下的承重结构构件。是建筑物的组成部分，是建筑物地面以下的承重结构构件。v 地基地基不是建筑物的组成部分，是承受由基础传下来的荷载的土层或不是建筑物的组成部分，是承受由基础传下来的荷载的土层或岩层。建筑物必须建造在坚实的地基上。岩层。建筑物必须建造在坚实的地基上。基础基础建筑物最下部的承重构件建筑物最下部的承重构件6.1 地基与基础概述地基与基础概述1 1、地基与基础的概念、地基与基础的概念 地基的地基的组成组成？ 地基的地基的破坏破坏？ 力在地基内的力在地基

6、内的传递模式传递模式？ 事故原因事故原因：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻近建筑地基近建筑地基352kPa352kPa的承载力，事后的承载力，事后19521952年的勘察试验与计算表明，该地年的勘察试验与计算表明，该地基的实际承载力为基的实际承载力为193.8193.8276.6kPa276.6kPa，远小于谷仓地基破坏时，远小于谷仓地基破坏时329.4kPa329.4kPa的的地基压力，地基因超载而发生强度破坏。地基压力，地基因超载而发生强度破坏。 加加拿拿大大某某谷谷仓仓基础工程失败的例子基础工程失败的例子 1 1 意大利比

7、萨斜塔意大利比萨斜塔自自11731173年年9 9月月8 8日动日动工，至工，至11781178年建至第年建至第4 4层中部，高度层中部，高度29m29m时，因塔明显倾斜而停工。时，因塔明显倾斜而停工。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 2 2 该塔共该塔共8 8层，高层，高55m55m。地基持力层为。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉，基的不均匀下沉，塔向南倾斜塔向南倾斜，南北，南北两端沉降差两端沉降差1.8m 1.8m ，塔顶离中心线已达，塔顶离中心线已达5.27m 5.27m ，倾斜，倾斜5.55.5。 12721272年复工，经

8、年复工，经6 6年时间建完第年时间建完第7 7层层，高，高48m48m，再次停工中断，再次停工中断8282年。年。13601360年年再次复工再次复工13701370年竣工，年竣工，前后历经近前后历经近200200年。年。 苏州虎丘塔，建于五代周显德六苏州虎丘塔，建于五代周显德六年至北宋建隆二年年至北宋建隆二年( (公元公元959959961) 961) ，7 7级八角形砖塔，塔底直径级八角形砖塔，塔底直径13.66m13.66m，高，高47.5m47.5m，重，重63000kN63000kN。 其地基土其地基土层由上至下依次为杂填土、块石填土层由上至下依次为杂填土、块石填土、亚粘土夹块石、风

9、化岩石、基岩等、亚粘土夹块石、风化岩石、基岩等，由于地基土压缩层厚度不均及砖砌，由于地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，造成该塔向东北体偏心受压等原因，造成该塔向东北方向倾斜。方向倾斜。1956195619571957年间对上部结年间对上部结构进行修缮，但使塔重增加了构进行修缮，但使塔重增加了2000kN2000kN，加速了塔体的不均匀沉降。，加速了塔体的不均匀沉降。19571957年年，塔顶位移为，塔顶位移为1.7m1.7m，到，到19781978年发展到年发展到2.3m2.3m，重心偏离基础轴线，重心偏离基础轴线0.924m0.924m，砌，砌体多处出现纵向裂缝，部分砖墩应力体多处

10、出现纵向裂缝，部分砖墩应力已接近极限状态。已接近极限状态。 后在塔周建造一圈桩排式地下连续后在塔周建造一圈桩排式地下连续墙，并采用注浆法和树根桩加固塔基，墙，并采用注浆法和树根桩加固塔基，基本遏制了塔的继续沉降和倾斜。基本遏制了塔的继续沉降和倾斜。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 3 3 在建筑工程中，把在建筑工程中，把支撑建筑物重量的土层支撑建筑物重量的土层叫叫地基地基。直接承受建筑。直接承受建筑物荷载的土层叫物荷载的土层叫持力层持力层，持力层以下的土层为，持力层以下的土层为下卧层下卧层，它不是建筑物，它不是建筑物的组成部分。如图所示的组成部分。如图所示。 地基的组成地基的组成地基不均匀

11、沉降，地基不均匀沉降， 建筑倾斜建筑倾斜基岩基岩不均匀不均匀 软土层软土层地质剖面地质剖面图图 土的三相组成土的三相组成土土固相固相液相液相气相气相固相是土的骨架，中有孔隙，孔隙间有固相是土的骨架，中有孔隙，孔隙间有空气和水。空气和水。 土粒的大小、相关矿物成分、大小搭配情况以及三相之间的土粒的大小、相关矿物成分、大小搭配情况以及三相之间的相互作用和比例关系，对土的物理力学性质有明显影响。相互作用和比例关系，对土的物理力学性质有明显影响。 土的三相图土的三相图 气气水水土粒土粒软弱地基软弱地基 整体破坏整体破坏地基土承载力低，产生地基土承载力低，产生强度破坏强度破坏 地基的破坏地基的破坏 除满

12、足承载力的要求外，还要求地基不能发生过大的变形。图除满足承载力的要求外，还要求地基不能发生过大的变形。图示为墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉示为墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达降。该地的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达650650，具有极高的压缩性。，具有极高的压缩性。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 4 4结构荷载结构荷载基底压力基底压力 地基内力的传递模式地基内力的传递模式这两个筒仓是农场用这两个筒仓是农场用来储存饲料的，建于加拿大来储存饲料的，建于加拿大红河谷的红河谷的Lake

13、AgassizLake Agassiz粘土粘土层层上，由于两筒之间的距离上，由于两筒之间的距离过近，在地基中产生的过近，在地基中产生的应力应力发生叠加发生叠加，使得两筒之间地，使得两筒之间地基土层的应力水平较高，从基土层的应力水平较高，从而导致内侧沉降大于外侧沉而导致内侧沉降大于外侧沉降，仓筒向内倾斜降，仓筒向内倾斜基础工程失败的例子基础工程失败的例子 5 5全液压自动压桩机全液压自动压桩机右图为人右图为人工桩基础工桩基础施工。施工。 凡自身具有足够的强度并能凡自身具有足够的强度并能直接承受建筑物整体荷载的土壤直接承受建筑物整体荷载的土壤层称为层称为天然地基天然地基；凡土层自身承；凡土层自身承

14、载能力弱，或建筑物整体荷载较载能力弱，或建筑物整体荷载较大，需对该土壤层进行人工加工大，需对该土壤层进行人工加工或加固后才能承受建筑物整体荷或加固后才能承受建筑物整体荷载的地基称为载的地基称为人工地基人工地基。其加固。其加固处理方法有以下几种：处理方法有以下几种：2 2、地基的分类、地基的分类 人工地基的处理方法人工地基的处理方法换填垫层法换填垫层法预压法预压法强夯法强夯法强夯置换法强夯置换法深层挤密法深层挤密法化学加固法化学加固法3 3、对地基和基础的要求、对地基和基础的要求 （1 1）对地基的要求：）对地基的要求： 一定的承载力和较小的压缩性一定的承载力和较小的压缩性 地基的承载力分布均匀

15、地基的承载力分布均匀 一定承载力条件下，地基应有一定的深度范围一定承载力条件下，地基应有一定的深度范围（2 2）对基础的要求：）对基础的要求：足够的强度，传递荷载足够的强度，传递荷载材料具有耐久性（埋在地下，不便维修）材料具有耐久性（埋在地下，不便维修）尽量就地取材尽量就地取材二、基础的埋置深度及影响因素二、基础的埋置深度及影响因素1 1、基础的埋置深度、基础的埋置深度浅基础浅基础深基础深基础基础埋深：基础埋深：5m为深基础为深基础2 2、影响基础埋深的因素、影响基础埋深的因素 建筑物的用途及基础构造的影响建筑物的用途及基础构造的影响 作用在地基上的荷载大小和性质的影响作用在地基上的荷载大小和

16、性质的影响 工程地质和水文地质条件的影响工程地质和水文地质条件的影响 地基土冻胀和融陷的影响地基土冻胀和融陷的影响 相邻建筑基础埋深的影响相邻建筑基础埋深的影响建筑物的使用性质应建筑物的使用性质应根据建筑物的大小、根据建筑物的大小、特点、刚度与地基的特点、刚度与地基的特性区别对待，当为特性区别对待，当为高层建筑时，基础埋高层建筑时，基础埋深不小于建筑物高度深不小于建筑物高度的的l ll0l0左右。左右。高楼林立的上海浦东其高楼基础高楼林立的上海浦东其高楼基础埋深均不低于楼高的埋深均不低于楼高的1/10地基土土质条件地基土质的好地基土土质条件地基土质的好坏直接影响基础的埋深，土质坏直接影响基础的

17、埋深，土质好、承载力高的土层，基好、承载力高的土层，基础可础可以浅埋，相反则应深埋。当土以浅埋，相反则应深埋。当土层为两种土质结构时，如上层层为两种土质结构时，如上层土质好且有足够厚度，基础埋土质好且有足够厚度，基础埋在上层土范围内为宜；反之，在上层土范围内为宜；反之，则以埋置下层好土范围内为宜。则以埋置下层好土范围内为宜。总之，必须对地基土的性质综总之，必须对地基土的性质综合分析，求得最佳埋深。合分析，求得最佳埋深。建在岩层上的长城烽火台地基埋深建在岩层上的长城烽火台地基埋深取决于岩面的浮土和岩石风化层厚度取决于岩面的浮土和岩石风化层厚度地下水位的影响地下水对某些土层的承载能力有很大影响，一

18、般基础地下水位的影响地下水对某些土层的承载能力有很大影响，一般基础争取埋在最高水位以上。争取埋在最高水位以上。当地下水位较高，宜将基础底面埋置在最低地下水位以下当地下水位较高，宜将基础底面埋置在最低地下水位以下200mm200mm。这种。这种情况基础应采用耐水材料，如混凝土、钢筋混凝土等。情况基础应采用耐水材料，如混凝土、钢筋混凝土等。 基础埋置深度在土层基础埋置深度在土层冰冻冰冻线线以上，基础底面以下土以上，基础底面以下土层冻胀，严重会使基础上层冻胀，严重会使基础上抬起拱抬起拱( (冻胀向上的力会超冻胀向上的力会超过地基承载力过地基承载力) )，土层解冻，土层解冻，冻胀力消失，基础下沉。冻胀

19、力消失，基础下沉。寒冷地区基础埋深应在冰寒冷地区基础埋深应在冰冻线以下冻线以下200mm200mm。一列火车从青藏铁路一列火车从青藏铁路藏北念青唐古拉山脚下驶过藏北念青唐古拉山脚下驶过相邻基础关系相邻基础关系当新建建筑与原有建筑基当新建建筑与原有建筑基础相邻时，如基础埋深小础相邻时，如基础埋深小于或等于原有建筑基础埋于或等于原有建筑基础埋深，可不考虑相互影响；深，可不考虑相互影响；当基础埋深大于原有建筑当基础埋深大于原有建筑基础埋深时，必须考虑相基础埋深时，必须考虑相互影响。互影响。上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（1 1）上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（

20、2 2）上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（3）上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（4 4）上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（5 5）上海莲花河畔景苑大楼倒塌（上海莲花河畔景苑大楼倒塌（6）三、基础的分类和构造三、基础的分类和构造 条形基础条形基础条形基础当建筑物上部结构以条形基础当建筑物上部结构以墙体承重时，基础沿墙身设置，墙体承重时，基础沿墙身设置，做成连续带形，称为条形基础做成连续带形，称为条形基础或带形基础，多用于地基条件或带形基础，多用于地基条件较好，浅基础的砖混结构建筑较好，浅基础的砖混结构建筑中。如图所示，所用材料以砖、中。如图所

21、示，所用材料以砖、石、混凝土等为主。石、混凝土等为主。垫层垫层大放脚大放脚基础墙基础墙条形基础条形基础1、按基础的结构形式分类、按基础的结构形式分类 条形基础图条形基础图 独立基础独立基础独立基础主要用于柱下，故也称为柱下基础。当建筑物上部结独立基础主要用于柱下，故也称为柱下基础。当建筑物上部结构采用框架结构、单层排架或门架结构时，基础常采用独立基构采用框架结构、单层排架或门架结构时，基础常采用独立基础。其形式有台阶形、锥形、杯形等。当柱为预制柱时，采用础。其形式有台阶形、锥形、杯形等。当柱为预制柱时，采用杯形，如图所示。杯形，如图所示。房屋独立基础立体图 上部荷载较大，地基承载力较低时，独立

22、基础底面积不能满上部荷载较大，地基承载力较低时，独立基础底面积不能满足设计要求。这时可把若干柱子的基础连成一条构成柱下条形基足设计要求。这时可把若干柱子的基础连成一条构成柱下条形基础，以扩大基底面积，减小地基反力，并可以通过形成整体刚度础，以扩大基底面积，减小地基反力，并可以通过形成整体刚度来调整可能产生的不均匀沉降。来调整可能产生的不均匀沉降。单向单向条形基础条形基础 柱下条形基础柱下条形基础柱下十字交叉基础柱下十字交叉基础柱柱梁梁梁板式筏形基础梁板式筏形基础 板式筏形基础板式筏形基础 筏形基础筏形基础 当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都当柱子或墙传来的荷载很大，

23、地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力要求时，往往需要把整个房屋底面（或地下室部分）做不能满足地基承载力要求时，往往需要把整个房屋底面（或地下室部分）做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏形基础。成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏形基础。梁板式梁板式筏形基础筏形基础平板式平板式筏形基础筏形基础筏形基础（板式与梁板式）筏形基础（板式与梁板式）梁梁柱柱底版底版筏形筏形( (满堂满堂) )基础施工现场图基础施工现场图梁板筏式基础做防潮涂层施工梁板筏式基础做防潮涂层施工 箱形基础箱形基础 为了对筏板基础进行加强，增加基础板的刚度，以减小不均为了对筏板基础进行加

24、强，增加基础板的刚度，以减小不均匀沉降，高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量匀沉降，高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称为箱形基础。为箱形基础。箱形箱形基础基础箱形基础箱形基础柱柱顶板顶板底板底板梁梁隔板隔板3.3 3.3 浅基础浅基础 桩基础的分类：桩基础的分类：（1 1）按桩身材料分类）按桩身材料分类 混凝土桩混凝土桩 钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩 钢桩钢桩混凝土搅拌桩混凝土搅拌桩 桩基础桩基础(2)(2)按施工方法分类按施工方法分类按制作方法可分为：预制桩、

25、灌注桩两大类。按制作方法可分为：预制桩、灌注桩两大类。按桩的材料可分为：混凝土桩桩、钢筋混凝土桩、按桩的材料可分为：混凝土桩桩、钢筋混凝土桩、钢桩。钢桩。（3）按承载按承载特性可分为：特性可分为：摩擦型桩和端摩擦型桩和端承型桩承型桩。桩桩基基础础的的组组成成桩桩的的施施工工桩的施工桩的施工2、按所使用材料及受力特点分类、按所使用材料及受力特点分类 刚性基础（无筋扩展基础）刚性基础（无筋扩展基础） 材料：砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等。材料：砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等。 材料性能特点：抗压强度高，抗拉强度、抗剪强度低。材料性能特点：抗压强度高，抗拉强度、抗剪强度低。 构造要求：基础的外伸宽度和基础高度的比值（台阶宽构造要求：基础的外伸宽度和基础高度的比值（台阶宽高比）不超过规定的允许值。高比）不超过规