建筑构造设计第二章基础与地下室构造

第二章根底与地下室构造本章提要本章内容：地基与根底的根本概念，根底的埋深及其影响要素，根底的类型与构造，地下室的防潮和防水构造等学习重点：根底的类型与地下室的防潮、防水构造本章内容2.1地基与根底的概念2.2根底的类型和构造2.3地下室的类型与构造基础：建筑物上部承重构造向下的延伸和扩展，它接受建筑物的全部荷载，并把这些荷载连同本身的分量一同传到地基上。地基：接受由根底传来荷载的土层，不是建筑物的组成部分。〔岩石、碎石土、砂土、粘性土、人工填土〕其中：持力层：具有一定的地耐力，直接接受建筑荷载，并需进展力学计算的土层。下卧层：持力层以下的土层。(图2.1)2.1地基与根底的概念2.1.1地基与根底天然地基：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地基人工地基：当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱，须预先对土壤进展人工加固或改良后才干作为建筑物地基地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类。人工地基的加固方法压实法换土法打桩法压实法夯实法采用人工夯，低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进展压实。也可对分层填筑土进展压实。重锤夯实法重锤夯实就是利用重锤自在下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其外表构成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。机械碾压法换土法换填法就是将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进展压实或夯实，构成良好的持力层。振冲置换法利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在地基中成孔，再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料构成桩体。夯(挤)置换法利用沉管或夯锤的方法将管(锤)置入土中，使土体向侧边挤开，并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。打桩法建筑物荷载很大，地基土层很弱，地基承载力不能满足要求时采用。桩基由承台和桩柱组成。按施工方法分为：预制桩、灌注桩、爆扩桩。优点缺点预制桩质量保证、不受施工条件限制用钢量大、噪音大灌注桩施工快、造价低爆扩桩设备简单、施工块、劳动强度低、投资少打桩法由室外设计地面到根底底面的间隔，称为根底的埋置深度，简称根底的埋深(图2.2)。埋深大于等于5m为深根底，小于5m为浅根底。2.1.2根底的埋置深度及其影响要素2.1.2.1根底的埋置深度土层构造情况地下水位(图2.3〕冻结深度(图2.4〕相邻建筑物根底其他要素2.1.2.2影响根底埋深的要素比萨斜塔倾斜的缘由在河流的入海口，地基土为沙质淤泥，高紧缩性；地下水位的季节性涨落。当存在相邻建筑物时新建建筑物的根底埋深不宜大于原有建筑物的根底；否那么，L=(1~2)H；不能满足要求时，应采取分段施工，设暂时加固支撑，或加固原有建筑物地基。按资料分：砖根底、毛石根底、混凝土根底、毛石混凝土根底、灰土根底和钢筋混凝土根底按构造方式分：条形根底、独立根底、井格根底、筏式根底、箱形根底和桩根底等无筋扩展根底：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等资料制成的墙下条形根底或柱下独立根底扩展根底：由钢筋混凝土制成的柱下独立根底和墙下条形根底2.2根底的类型和构造砖条形根底砖条形根底普通由垫层、大放脚和根底墙三部分组成。大放脚的做法有间隔式和等高式两种(图2.5)。2.2.1条形根底条形根底：根底沿墙体延续设置生长条状，是砌体构造建筑墙下根底的根本方式。毛石根底毛石根底是用毛石和水泥砂浆砌筑而成，其剖面外形多为阶梯形(图2.6)。混凝土根底混凝土根底是用不低于C15的混凝土浇捣而成，其剖面方式有阶梯形和锥形(图2.7)。钢筋混凝土根底钢筋混凝土根底因配有钢筋，可以做得宽而薄，其剖面方式多为扁锥形(图2.8)。当房屋为骨架承重或内骨架承重，且地基条件较差时，为提高建筑物的整体性，防止各承重柱产生不均匀沉降，常将柱下根底沿纵横方向衔接起来，构成柱下条形根底(图2.9)或十字交叉的井格根底(图2.10)。独立根底常用的断面方式有阶梯形、锥形、杯形等，如图2.11所示。2.2.2独立根底整片根底包括片筏根底和箱形根底。片筏根底当建筑物上部荷载较大，或地基土质很差，承载才干小，采用独立根底或井格根底不能满足要求时，可采用片筏根底。图2.12(a)、(b)。箱形根底箱形根底是一种刚度很大的整体根底，它是由钢筋混凝土顶板、底板和纵、横墙组成的，如图2.12(c〕所示。2.2.3整片根底箱形根底箱形根底刚度极大，可以防止因地基变形使建筑物开裂。此外，箱形根底的内部空间替代了大量的回填土．能减小根底底部土的自重压力。箱形根底适宜于高层建筑和有地下室的建筑。当建筑物的荷载较大，而地基的弱土层较厚，地基承载力不能满足要求，采取其他措施又不经济时，可采用桩根底。桩根底由承台和桩柱组成(图2.13)。2.2.4桩根底根底构造〔1〕刚性根底—凡由刚性资料建造受刚性角限制的根底。如砖、石、砼等。〔2〕柔性根底—砼底部配置钢筋，利用钢筋接受拉力，提高其抗拉强度。刚性根底刚性根底划分为砖根底、毛石根底、灰土根底、三合土根底、毛石混凝土根底和混凝土根底等六种。这些根底资料的抗压性能比较好，但是抗拉、抗剪强度不高。此类根底普通建造在土质较好的地基上，根底几乎不会发生弯曲变形，所以被称为“刚性根底〞。砖根底：低层建筑墙下根底。砌筑方便，强度低抗冻性差。砌法：二一间隔收〔1/4砖〕。砖根底的刚性角控制在26度-33度之间毛石根底：砌筑较方便，抗冻性好，适于6层及以下墙承重构造。砌法：错缝搭接。砼与毛石砼根底：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下构造。掺入毛石要求：占体积20~30%，尺寸≤300。素砼的刚性角应控制在45度以内柔性根底柔性根底，是指钢筋混凝土根底。这种根底是在其底板上配有受力钢筋，用以接受所产生的弯曲应力。根底底板厚度普通有300mm即能满足，而底板宽度可达2m以上。因此，柔性根底适用于需求“宽基浅埋〞的场所。柱肋梁砼垫层现浇柱下钢筋砼单独根底：台阶形:施工支模、浇筑简单，用材相对多。现浇柱下钢筋砼单独根底：锥形：受力与用材合理，施工浇注成型较难。根底底板配筋构造柱配筋预制柱下钢筋砼单独杯口根底：钢筋砼条形根底：墙下条形根底：不带肋与带肋柱下条形根底：带肋地下室：位于地面以下的建筑运用空间。按运用功能分为普通地下室和防空地下室；按构造方式分为砖墙构造地下室和混凝土构造地下室；按地下室埋入地下深度可分为全地下室和半地下室。(图2.14)2.3地下室的类型与构造2.3.1地下室的类型与组成2.3.1.1地下室的类型地下室普通由墙、底板、顶板、门窗、楼梯和采光井六部分组成(图2.15)。2.3.1.2地下室的组成地下室墙地下室的墙不仅要接受上部的垂直荷载，还接受土、地下水及土壤冻胀时产生的侧压力。地下室底板当地下水位高于地下室地面时，地下室底板不仅接受作用在它上面的垂直荷载，还接受地下水的浮力。地下室顶板地下室门窗当地下室窗台低于室外地面时，为到达采光和通风的目的，应设采光井(图2.16)。地下室楼梯做法：先在外墙外表抹一层20mm厚的水泥砂浆找平层，再涂一道冷底子油和两道热沥青，然后在外侧回填低浸透性土壤，如粘土、灰土等，土层宽度为500mm左右。地下室的一切墙体都应设两道程度防潮层，一道设在地下室地坪附近，另一道设在室外地坪以上150~200mm处，以防地潮沿地下墙身或勒脚处侵入室内(图2.17)。2.3.2地下室防潮地下室防水工程分为四个等级，各地下工程的防水方案应根据工程的重要性和运用要求按表2.1选定。2.3.3地下室防水2.3.3.1防水等级表2.1地下室防水工程设防表(待续)防水等级适用范围标准设防做法选择要求一级人员长期停留的场所；因有少量湿渍会使物品变质、失效的储物场所及严重影响设备正常运转和危及工程安全运营的部位；极重要的战备工程不允许漏水，结构表面无湿渍多道设防，其中应有一道钢筋混凝土结构自防水和一道柔性防水，其他各道可采取其他防水措施1.自防水钢筋混凝土；2.优先选用合成高分子卷材；3.增加其他防水措施，如架空层或夹壁墙等(续)表2.1地下室防水工程设防表防水等级适用范围标准设防做法选择要求二级人员经常活动的场所；在有少量湿渍的情况下不会使物品变质、失效的储物场所及基本不影响设备正常运转和工程安全运营的部位；重要战备工程

不允许漏水结构表面有少量湿渍；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，单个湿渍面积不大于0.1m2；其他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，单个湿渍面积不大于0.2m2

两道设防，一般为一道钢筋混凝土结构自防水和一道柔性防水

1.自防水钢筋混凝土；2.合成高分子卷材一层，或高聚物改性沥青防水卷材

防水等级适用范围标准设防做法选择要求三级人员临时活动场所；一般战备工程

有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂；任意100m2的防水面积上的漏水点数不超过7处，单个漏水点的最大漏水量不大于2.5L/(m2·d)，单个湿渍面积不大于0.3m2

可采用一道设防或两道设防；也可对结构做抗水处理，外做一道柔性防水层

合成高分子卷材一层或高聚物改性沥青防水卷材

四级对漏水无严格要求的工程

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/(m2·d)，任意100m2防水面积上的平均漏水量不大于4L/(m2·d)一道设防，也可做一道外防水层

高聚物改性沥青防水卷材

(续)表2.1地下室防水工程设防表目前我国地下工程防水常用的措施有卷材防水、混凝土构件自防水、涂料防水、塑料防水板防水、金属防水层等。选用何种资料防水，应根据地下室的运用功能、构造方式、环境条件等要素合理确定。普通处于侵蚀介质中的工程应采用耐腐蚀的防水混凝土、防水砂浆或卷材、涂料；构造刚度较差或受振动影响的工程应采用卷材、涂料等柔性防水资料。2.3.3.2防水构造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，构成封锁防水层的做法。根据防水层铺设位置的不同分为外