第三章 地基与基础

1、 第三章 地基(dj)与基础共一百零一页 本章主要介绍地基与基础的基本概念，基础的埋深及其影响因素，基础的类型(lixng)与构造，地下室的防潮和防水构造等。其中基础的类型(lixng)与地下室的防潮、防水构造是本章重点。 本章(bn zhn)提要共一百零一页第一节 地基与基础(jch)概述一 、地基与基础的关系基础与土层直接接触(jich)的承重构件地基支承建筑物荷载的土壤层共一百零一页关系(gun x) 【地耐力】：地基每平方米所能承受的最大压力（地基承载力）F 【持力层】：直接承受基础荷载的土层 【下卧层】：持力层以下的土层 为了保证建筑物的稳定和安全，必须控制建筑物基础底面的平均压应力

2、不超过地耐力。共一百零一页 建筑的全部荷载N（kN）是通过基础 传递给地基(dj)的。 ANf 当荷载一定时，可通过加大基础底面积A（m2）来减少单位面积上地基所承受的压力。 共一百零一页二、地基(dj)的分类【天然地基】指天然状态下即可满足承载力要求(yoqi)、不需人工处理的地基。包括岩石、碎石、砂土、黏性土等。【人工地基】经人工处理的地基称为人工地基。包括淤泥、淤泥质土、杂填土、充填土、饱和松散的细砂（粉土）处理方法有换土法、填土法、预压法、强夯法、深层搅拌法、打桩法。共一百零一页【预压、强夯法】 土的压实法主要是通过减小土颗粒间的孔隙，把细土粒压人大颗粒间的孔隙中去，并及时排去孔隙中的

3、空气，从而增加土的干容重，减少土的压缩性，提高地基的强度。 常用的压实法有：土的表面(biomin)压实法、机械压实法。共一百零一页 【换土、填土法】 当遇到地基持力层比较软弱，或部分地基有一定厚度的软弱土层，如淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基时，可将软弱土层的部分或全部挖去，换成其他较坚硬的材料，这种方法称换土法。 其特点是：能够充分利用地方(dfng)材料、节约三材。共一百零一页【打桩法】 当建筑物荷载较大，或建筑物很高，而地基土层较弱，采用浅埋基础已不能满足地基承载力的要求时，建筑物可采用桩基，即通过(tnggu)柱子似的桩，穿过深达十几米、甚至几十米的软弱土层

4、，直接支承在坚硬的岩层上，这种桩称柱桩或承桩。共一百零一页【深层搅拌法】： 利用水泥或石灰(shhu)作固化剂，通过特制的深层搅拌机和机械在一定深度范围内把地基土与水泥（或其他固化剂）强行拌和固化形成稳定和有足够强度的水泥土，制成桩体块体和墙体等并与原地基共同作用，提高地基承载力，改善地基变形特性的一种地基处理技术。共一百零一页三、地基与基础设计要求在设计地基、基础时，一般要求满足(mnz)下列条件：（一）地基承载力和均匀程度的要求 建筑物的建造地址尽可能选在地基土的地耐力较高且分布均匀的地段，如岩石类、碎石类等。若地基土质不均匀，会给基础设计增加困难。若处理不当将会使建筑物发生不均匀沉降，而

5、引起墙身开裂，甚至影响建筑物的使用。 共一百零一页比萨斜塔(b s xi t)之所以会倾斜，是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔(b s xi t)下的有好几层不同材质的土层，各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成共一百零一页共一百零一页共一百零一页共一百零一页（二）地基强度和耐久性的要求 基础是建筑物的重要的承重(chngzhng)构件，材料必须要有足够的强度。 基础的材料、构造选择应与上部建筑物的使用年限相适应。（三）基础工程应注意经济问题 基础工程约占建筑总造价的10%-40%，应尽可能选择良好的天然地基，选择较好的土质地段，应尽量使用地方材料，采用恰当的形式和构造方法。共一

6、百零一页四、基础的埋置深度(shnd)（重点）（一） 基础埋置深度的定义【基础埋置深度】是指室设计室外地坪(d pn)至基础底面的距离。设计室外地坪共一百零一页浅基础(jch)和深基础(jch)【浅基础】:基础埋置深度5m。不能小于500mm。【深基础】：基础埋置深度5m。 在确定基础的埋深时，应优先选择浅基础。只有在表层土质极弱或总荷载较大或其他(qt)特殊情况下，才选用深基础。 共一百零一页（二）基础(jch)埋深的选择 决定基础埋置深度的因素很多，主要应根据三个方面综合考虑确定，即土层构造情况、地下水位情况和冻结深度情况。1、地基土层构造的影响基础埋置的原则：在满足地基稳定和变形要求的前

7、提下，基础宜浅埋，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用(lyng)上层土做持力层。一般，应尽可能浅埋。但通常不浅于500mm共一百零一页1)地基(dj)由均匀的，压缩性较小的良好土层构成；(2)地基由两层土构成，上层弱土层厚度在2m，下层为良好土层；(3)地基由两层土构成，上层弱土层厚度在25m之内(4)弱土层厚度大于5m；(5)地基由两层土构成，上层是好土，而下层是弱土层；(6)地基由好土与弱土交替构成。共一百零一页共一百零一页2、 地下水位的影响地基土含水量的大小对承载力影响很大，所以地下水位高低直接(zhji)影响地基承载力。建筑物的基础应争取埋置在地下水位以上。地下水位较高的地区，宜

8、将基础埋置在最低地下水位以下200mm 的深度。共一百零一页共一百零一页3. 土的冻结深度的影响【冰冻(bngdng)线】冻结土与非冻结土的分界线称为冰冻线。一年四季建筑物的冻融变化： 冬季，土的冻胀会把基础抬起；春天，气温回升，土层解冻，基础就会下沉，使建筑物周期性的处于不稳定状态。因此，一般要求基础埋置在冰冻线下200mm。共一百零一页共一百零一页土壤冻胀现象及其严重程度与地基土的颗粒粗细(cx)、含水量、地下水位高低等因素有关。【冻胀土】粉砂、轻粉质粘土等土壤颗粒细，孔隙小 毛细作用显著，具有冻胀性的土壤。 冻胀土中含水量越大，冻胀就越严重；地下水位越高，冻胀越强烈。因此，如地基土有冻胀

9、现象，基础应埋置在冰冻线以下大约200mm的地方。共一百零一页4 、其他因素对基础埋深的影响 基础的埋深除与地基(dj)构造、地下水位、冻结深度等因素有关外，还需考虑周围环境与具体工程特点，如相邻基础的深度、拟建建筑物是否有地下室、设备基础、地下管沟等。共一百零一页新建建筑物基础埋深不宜大于相邻原有建筑物的基础埋深。若新建筑的基础埋深大于原有建筑的基础埋深时，应考虑原有基础的稳定性问题，如图所示。具体做法是必须满足下列条件：两基础之间的水平距离(jl)一般控制在两基础底面高差的12倍内。共一百零一页第二节 基础类型(lixng)构造共一百零一页三基础(jch)类型与构造按材料分为刚性基础（砖基

10、础、毛石(mo sh)基础、混凝土基础、毛石(mo sh)混凝土基础、灰土基础）和柔性基础（钢筋混凝土基础）等；按构造形式分为条形基础、独立基础、井格基础、筏片基础、箱形基础和桩基础。共一百零一页由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料制成的墙下条形基础或柱下独立基础又称为无筋扩展基础，适用(shyng)于低层和多层民用建筑。由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条形基础称为扩展基础，多用于地基承载力差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑 共一百零一页1、刚性基础 定义(dngy)：由刚性材料做的基础 【刚性材料】：抗压强度高而抗弯、抗剪等强度较低的材料如砖、石、素混凝土、灰土

11、等。 应用：用于荷载不太大的建筑，一般用于23层混合结构中 刚性基础断面宽度：应根据材料的刚性角来确定共一百零一页【刚性角】：通常按刚性材料的受力特点，基础的挑出(tio ch)长度与高度应在材料允许范围内控制，这个控制范围的夹角称为刚性角。共一百零一页基础受力在刚性角范围(fnwi)以内基础宽度(kund)超过刚性角范围而破坏共一百零一页2、柔性基础定义：钢筋(gngjn)混凝土基础称为非刚性基础，也称柔性基础。特点：这种基础不受刚性角的限制，基础底部不但能承受很大的压应力，而且还能承受很大的弯矩，能抵抗弯矩变形。应用：用于荷载较大的多、高层建筑断面形式：常为锥形，但最薄处不应小于200mm

12、为了保证钢筋混凝土基础施工时，钢筋不致陷入泥土中，常须在基础与地基之间设置混凝土垫层。共一百零一页柔性(ru xn)基础 钢筋(gngjn)混凝土基础共一百零一页为了使基础底面均匀传递对地基的压力，常在基础下部(xi b)用强度等级为C10的混凝土做垫层，其厚度宜为70100mm。有垫层时，钢筋距基础底面的保护层厚度不宜小于35mm；不设垫层时，钢筋距基础底面不宜小于70mm，以保护钢筋免遭锈蚀。共一百零一页混凝土主要用于抗压，混凝土的抗压强度是通过实验得出的，我国采用边长为150mm的立方体作为(zuwi)混凝土抗压强度的标准尺寸试件。规定以边长为150mm的立方体在（203）的温度和相对湿

13、度在90%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为(zuwi)混凝土强度等级.按照混凝土结构设计规范规定，混凝土强度分为14个等级，即：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。共一百零一页共一百零一页（二）、按构造形式(xngsh)分类 基础构造形式的确定随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。常见基础有以下几种： 1、条形基础 2、独立基础 3、井格式基础 4、满堂基础 5、桩基础共一百零一页（1）条形(tio xn)基础【上部结构】：（砖或石）墙承重【基础】：沿墙身设置

14、(shzh)成连续的带形，也称带形基础，所以，条形基础是砖石墙基础的基本形式。【优点】：基础纵向整体性好，可减缓局部不均匀下沉。【适用范围】：荷载较大，地基软弱时通常采用钢筋混凝土条形基础【材料】：砖、石、灰土、三合土。共一百零一页共一百零一页共一百零一页混合结构墙下条基 共一百零一页（一）毛石基础 毛石基础是由石材(sh ci)和不小于M5砂浆砌筑而成。毛石是指开采未经雕凿成型的石块，形状不规则。由于石材(sh ci)抗压强度高，抗冻、抗水、抗腐蚀性能均较好，所以毛石基础可以用于地下水位较高、冻结深度较大的底层或多层民用建筑，但整体性欠佳，有震动的房屋很少采用。二、条形基础(jch)构造共一

15、百零一页构造要求：毛石基础的剖面形式多为阶梯形。基础顶面要比墙或柱每边宽出100mm，基础的宽度、每个台阶挑出的高度(god)均不宜小于400mm，每个台阶挑出的宽度不应大于200mm，其台阶的宽高比应小于11.2511.50，当基础底面宽度小于700mm时，毛石基础可做成矩形截面。共一百零一页（二）砖基础(jch) 砌筑砖基础的普通粘土砖，其强度等级要求在MU10以上，砂浆(shjing)强度等级一般不低于M5。砖基础具有取材容易、价格低廉、施工方便等特点，由于砖的强度及耐久性较差，故砖基础常用于地基土质好、地下水位较低、5层以下的砖混结构中。 共一百零一页构造要求：砖基础采用逐级放大的台阶

16、式，其台阶的宽高比应小于11.5，常采用每隔二皮砖挑出1/4砖长的形式，简称二皮一收。当基础宽大(kund)时，也可采用二皮一挑与一皮一挑相间的砌筑方法，简称二一间隔收。如图6-8所示。，砖基础的大放脚下需设垫层，其厚度应根据上部结构荷载和地基承载力大小等确定，一般不小于100mm 共一百零一页（三）灰土(hu t)与三合土基础 灰土基础是由粉状的石灰与松散的粉土加适量水拌和而成，用于灰土基础的石灰与粉土的体积(tj)比为37或46，灰土每层均需铺220mm厚，夯实后厚度为150mm。由于灰土的抗冻、耐水性差，灰土基础适用于地下水位较低的低层建筑。三合土是指石灰、砂、骨料（碎石、碎砖或矿渣），

17、按体积比136或124加水拌和而成。三合土基础的总厚度大于300mm，宽度大于600mm。三合土基础广泛用于南方地区，适用于四层以下的建筑。与灰土基础一样，应埋在地下水位以上，顶面应在冰冻线以下。共一百零一页 灰土(hu t)与三合土基础 共一百零一页（四）混凝土基础(jch)混凝土基础具有坚固、耐久、耐腐蚀、耐水等特点，与前几种基础相比，可用于地下水位较高和有冰冻(bngdng)的地方。由于混凝土可塑性强，基础断面形式可做成矩形、阶梯形和锥形。为了施工方便。当基础宽度小于350mm时多做成矩形；大于350mm时，多做成阶梯形；当基础底面宽度大于2000mm时，还可做成锥形，锥形断面能节约混凝

18、土，从而减轻基础自重。 共一百零一页混凝土基础的刚性角为45，阶梯形断面宽高比应小于11或11.5。混凝土标号为C7.5C10。混凝土浇筑前应进行验槽，轴线、基坑（槽）尺寸和土质等均应符合设计要求，基坑（槽）内浮土、积水、淤泥、杂物等均应清除干净，基底局部软弱土层应挖去，用灰土或砂砾(sh l)回填夯实至基底相平，如图所示。共一百零一页（五） 毛石混凝土基础 为了节约水泥用量，对于体积较大的混凝土基础，可以在浇筑混凝土时加入20%30%的粒径不超过300mm的毛石，这种基础叫毛石混凝土基础。所用(su yn)毛石尺寸应小于基础宽度的1/3，且毛石在混凝土中应分布均匀。当基础埋深较大时，也可将毛

19、石混凝土做成台阶形，每阶宽度不应小于400mm。如果地下水对普通水泥有侵蚀作用时，应采用矿渣水泥或火山灰水泥拌制混凝土，如图所示 共一百零一页毛石(mo sh)混凝土基础共一百零一页（2）独立(dl)基础【上部结构】：框架结构或单层排架及门架结构承重【基础】：方形或矩形的单独基础，也称柱式基础，所以，独立基础是柱下基础的基本形式。【形式】：杯形、台阶(tiji)形、锥形、方形等。【优点】：减少土方工程量，便于管道穿过，节约基础材料。【缺点】：基础与基础之间无构件连接件，整体刚度较差。【适用范围】：土质均匀、荷载均匀的骨架结构建筑中。共一百零一页共一百零一页共一百零一页工业厂房的阶梯形独立(dl

20、)基础共一百零一页（3）井格式(g shi)基础当框架结构处在地基条件较差的情况时，为了(wi le)提高建筑物的整体性，以免各柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵、横方向连接起来，做成“十”字交叉的井格基础，故又称十字带形基础。柱下钢筋混凝土十字交叉基础共一百零一页（4）筏片基础(jch)当建筑物上部荷载大，而地基又软弱时【基础】：将墙下基础连成一片，使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形基础。【形式】：平板式（无梁式筏形基础）和梁板式（有梁式筏形基础）【使用条件(tiojin)】：上部荷载较大，地基承载力较低，【优点】：筏式基础具有减少基底压力，提高地基承载力和调整

21、地基不均匀沉降的能力【适用范围】：广泛应用于地基承载力较差或上部荷载较大的建筑物。共一百零一页共一百零一页共一百零一页（5）箱形基础(jch)【箱形基础】用钢筋混凝土将基础四周的墙、顶板、底板整浇成刚度很大的盒状基础。【优点】箱形基础整体空间(kngjin)刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有力，【适用范围】适用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物。当基础的中空部分尺度较大时，可用作地下室。共一百零一页箱形式基础（左上图） 利用(lyng)箱型基础的内部空间（右上图） 浇注箱型基础底板（左下图） 浇注箱型基础底板（右下图） 共一百零一页（6）桩基础当建筑物上部荷载较大，且地基的软弱土层较厚（5

22、m以上），地基承载力不能满足要求，做成人工地基又不具备条件或不经济(jngj)时，可采用桩基础。桩基础的组成：承台桩身类型：据材料不同：木桩、钢筋混凝土桩和钢桩据受力性能不同：端承桩、摩擦桩据施工方法不同：预制桩、灌注桩、爆扩桩据断面形式不同：圆、方、环、六角、工字形桩共一百零一页桩基础的组成(z chn)：承台桩身共一百零一页共一百零一页 预制桩是预制好后用打桩机打入土(r t)中，断面一般为（200350）mm（200350）mm，桩长不超过12m。 灌注桩是直接在地面上钻孔或打孔，然后放入钢筋笼，浇筑混凝土。 爆扩桩是用机械或人工钻孔后，用炸药爆炸扩大孔底，再浇注混凝土而成。 共一百零一

23、页某预制(y zh)桩施工现场共一百零一页预制(y zh)桩施工共一百零一页共一百零一页据受力性能不同(b tn)：端承桩、摩擦桩端承桩：通过桩端传给深处坚硬的土层的桩摩擦桩：通过桩侧表面与周围土的摩擦力传递给地基的桩。共一百零一页a、摩擦(mc)桩b、摩擦(mc)桩端承桩c、端承桩共一百零一页 第三节 地下室的防潮(fngcho)与防水建筑物下部的地下使用空间称为【地下室】。优势：不需要增加太多投资即可提高建设用地利用率，适用于设备用房、库房及战备防空等。地下室的组成 地下室属箱形基础的范围，一般由墙身、底板、顶板(dngbn)、门窗、楼梯5部分组成。共一百零一页地下室组成(z chn)共一

24、百零一页1、【墙体】地下室的外墙应按挡土墙设计。外墙应作防潮或防水处理。 钢筋混凝土或混凝土墙厚度不小于300mm。 砖墙厚度不小于490mm。2、【顶板(dngbn)】可用预制板、现浇板。在无采暖的地下室，顶板之上即首层地板处应设置保温层，以利于首层房间的使用舒适。共一百零一页3、【底板】（1）底板处于最高地下水位以上，并且无压力产生作用时，可按一般地面工程处理，即垫层上现浇混凝土6080mm厚做面层。（2）底板处于最高地下水位以下时，地板(dbn)不仅承受上部垂直荷载，还承受地下水的浮力荷载，因此应采用钢筋混凝土底板，并双层配筋，底板下垫层上还应设置防水层，以防渗漏。共一百零一页4、【门窗

25、】普通地下室的门窗与地上房间门窗一样，地下室外窗，如在室外地坪以下时，应设置(shzh)采光井和防护蓖，以利室内采光、通风和室外行走安全。5、【楼梯】可与地面上房间结合设置，层高小或用作辅助房间的地下室，可设置单跑楼梯。共一百零一页地下室采光(cigung)井 共一百零一页共一百零一页共一百零一页共一百零一页一、地下室类型【使用功能】：普通地下室、防空地下室【顶板(dngbn)标高位置】：全地下室：地坪差1/2房间净高半地下室：1/3房间净高地坪差 1/2房间净高【材料】：砖墙地下室、混凝土墙地下室共一百零一页共一百零一页共一百零一页三、地下室的防潮、防水构造地下室经常受到下渗地表水、土壤中的

26、潮气或地下水的侵蚀(qnsh)，因此防潮、防水问题便成了地下室构造设计中要解决的一个重要问题。因而必须对其外墙、底板采取相应的防潮、防水措施。其防潮或防水措施的选用取决于地下水位与地下室地坪标高的关系：共一百零一页地下室防潮(fngcho)、防水与地下水位的关系共一百零一页（一）地下室防潮(fngcho)对于砖砌或石砌墙体，要求墙体必须用M5级的水泥砂浆砌筑，灰缝要饱满(bomn)。地下室外墙外侧设垂直防潮层地下室所有墙体必须设两道水平防潮层两道水平防潮层： 1、设在地下室地坪之间。一般设在结构层之间 2、设在室外地面散水以上150-200mm的位置共一百零一页地下室防潮(fngcho)处理

27、（a）墙身防潮(fngcho)；（b）地坪防潮 共一百零一页共一百零一页（二）地下室防水(fn shu)当最高地下水位高于地下室地坪时，地下水不仅可以浸入地下室，而且地下室外墙和底板还分别受到地下水的侧压力(yl)和浮力。水压力(yl)大小与地下水高出地下室地坪高度有关，高差愈大，压力(yl)愈大。这时，对地下室必须采取防水处理 共一百零一页防 水 等 级 标准一级 不允许渗水，结构表面无湿渍 二级 不允许渗水，结构表面可有少量湿渍 工业与民用建筑：总湿渍面积不应大于总防水面积（包括顶板、墙面、地面）的1/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超过1处，单个湿渍的最大面积不大于0.1m2其

28、它地下工程：总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000; 任意100m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2三级 有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂 任意100m2防水面积上的漏水点不超过7处，单个漏水点的最大漏水量不大于2.5L/d,单个湿渍的最大面积不大于0.3m2四级 有漏水点，不得有线流和漏泥砂 整个工程平均漏水量不大于2L/m2d；任意100m2防水面积的平均漏水量不大于4 L/m2d地下室防水(fn shu)等级标准（表 3-2 ） 共一百零一页地下室防水构造主要类型1、材料防水：借材料的高效防水特性阻止(zzh)水的渗入，常用卷材、涂料和防水砂浆。 2、混凝土自防水共一百零一页（1）卷材防水 卷材防水是以防水卷材和相应的粘结剂分层粘贴，铺设在地下室底板垫层至墙体顶端的基面上，形成封闭防水层的做法。 根据防水层铺设位置的不同分为(fn wi)外包防水和内包防水。 具体做法是：在铺贴卷材前，先将基面找平并涂刷基层处理剂，然后按确定的卷材层数分层粘贴卷材，