基础与地下室构造-基础构造（房屋构造）

基础与地下室

熟悉基础构造，具备基础施工图识读的能力；熟悉地下室防水构造，能识读地下室的防水防潮构造图；理解地基与基础的关系；理解基础埋置深度的概念及影响因素；掌握地基分类及加固措施；掌握基础分类及构造特点；掌握地下室防潮防水构造做法。学习目标.1地基与基础概述.2基础的埋置深度.3基础类型与构造.4地下室组成及构造处理.1地基与基础概述地基、基础及与其荷载的关系地基的分类地基与基础的设计要求地基与基础概述3.13.1.1地基、基础及与其荷载的关系基础是建筑物的墙或柱埋在地下的扩大部分。基础的作用是承受建筑物上部结构传来的全部荷载，并把这些荷载连同本身的自重一起传给地基，如图3.1所示。地基是指基础底面以下，受到荷载作用影响范围内的部分岩体、土体。基础是建筑物的重要组成部分,而地基则不是建筑物的组成部分，它只是基础下面承受建筑物荷载的土壤层。地基和基础共同保证建筑物的坚固、耐久和安全。图3.1地基与基础地基与基础概述3.13.1.1地基、基础及与其荷载的关系作为地基的岩体、土体,以其强度（地基承载力）和抗变形能力保证建筑物的正常使用和整体的稳定性，并使地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备。地基承受荷载有一定的限度，每平方米面积所承受的最大垂直压力，称为地基承载力。为了保证建筑物的稳定和安全，必须满足建筑物基础底面的平均压力不超过地基承载力。地基上所承受的全部荷载是通过基础传递的，因此当荷载一定时，可通过加大基础底面积来减少单位面积上地基所受到的压力。基础底面积A可通过下式来确定A≥N/f式中N——建筑物的总荷载；f——地基承载力。从上式可以看出，当地基承载力不变时，建筑总荷载越大，基础底面积也要求越大。当建筑物总荷载不变时，地基承载力越小，基础底面积越大。地基与基础概述3.13.1.2地基的分类地基可分为天然地基和人工地基两种类型。天然地基是指天然状态下即可满足承载力要求、不需经人工处理的地基。可做天然地基的岩、土体包括岩石、碎石、砂土、黏性土等。当达不到上述要求时，可以对地基进行补强和加固。经人工处理的地基称为人工地基。处理方法有多种，如换填法、预压法、强夯法、振冲法、深层搅拌法等。换填法是指用砂石、灰土、素土、工业废渣等强度较高的材料，置换地基浅层软弱土，并在回填土的同时，采用机械逐层压实。预压法指在建筑基础施工之前，对地基土预先进行加载预压，使地基土被预先压实，从而提高地基土的强度和抵抗沉降的能力。强夯法是利用强大的夯击功，迫使深层土液化和动力固结而密实。强夯对地基土有加密作用、固结作用和预加变形作用，从而提高地基承载力，降低压缩性。地基与基础概述3.13.1.3地基与基础的设计要求建筑物应尽量选择在地基承载力较高而且均匀的地段,如岩石、碎石等。地基土质应均匀,如果地基土质分布不均匀，处理不当就会使建筑物产生不均匀沉降,此时极易产生墙体开裂,严重时会影响建筑物的正常使用。

1.地基应具有足够的承载力和均匀程度基础是建筑物的重要承重构件，它承受着上部结构传来的全部荷载，是建筑物安全的重要保证。因此基础必须有足够的强度，才能够保证将建筑物的荷载可靠地传给地基。基础埋于地下，建成后检查和维修困难，所以在选择基础的材料与构造形式时，应考虑满足耐久性要求。

2.基础应具有足够的强度和耐久性地基与基础概述3.13.1.3地基与基础的设计要求基础工程占建筑总造价的10％～40％，降低基础工程的造价是减少建筑总投资的有效方法。这就要求选择土质好的地段来建造建筑物，以减少地基处理的费用。

3.经济方面的要求【例３.１】下列不属于建筑的组成部分的是（）。A．基础B．墙体C．地基D．楼地层答案:C[解题要点]建筑的六大组成部分分别是基础、墙或柱、门窗、楼梯、屋顶、楼板层和地坪。地基只是基础下面承受建筑物荷载的土壤层，不是建筑的组成部分。.2基础的埋置深度基础埋置深度的定义影响基础埋置深度的因素基础的埋置深度3.23.2.1基础埋置深度的定义基础埋置深度是指从室外设计地面至基础底面的垂直距离，如图3.2所示。基础按其埋置深度大小可分为浅基础和深基础。基础埋置深度不超过5m时称为浅基础，大于5m时称为深基础。在确定基础埋置深度时，应优先选择浅基础，它的优点是不需要特殊的施工设备，施工技术也较简单。一般情况下，基础尽量浅埋，但不应小于0.5m。若浅层土质不良，则将基础加大埋深，此时需采取一些特殊的施工手段和相应的基础形式，如采用桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等深基础。图3.２基础的埋置深度基础的埋置深度3.23.2.1基础埋置深度的定义【例３.２】基础的埋深是指()。A．从室内设计地面到基础底面的垂直距离B．从室外地面到基础底面的垂直距离C．从室外设计地面到基础底面的垂直距离D．从室外设计地面到基础垫层下皮的垂直距离答案：C[解题要点]室外地面有设计地面和自然地面之分，只说室外地面是不准确的。基础底面指的是基底，而不是到基础下面的垫层底。基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素

1.建筑物的使用要求、基础形式及荷载当建筑物设置地下室、设备基础或地下设施时，基础埋置深度应满足其使用要求；高层建筑基础埋置深度随建筑高度增加适当增大，才能满足稳定性的要求；荷载大小和性质也影响基础埋置深度，一般荷载较大时应加大基础埋置深度；受向上拔力的基础，应有较大埋置深度以满足抗拔力的要求。基础埋置深度的大小关系到地基的可靠性、施工的难易程度和造价的高低。影响基础埋置深度的因素很多，其主要影响因素有如下几个。

2.工程地质和水文地质的条件基础应建造在坚实可靠的地基上，而不能设置在承载力低、压缩性高的软弱土层上。地基土通常由多层土组成，直接支承基础的土层称为持力层，下部各层土称为下卧层。基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础尽量浅埋。如浅层土作持力层不能满足要求时，可考虑埋深，但应与其他方案比较。地基软弱土层在2m之内,下卧层为压缩性低的土时，一般应将基础埋在下卧层上；如软弱土层厚在2～5m，低层轻型建筑应争取将基础埋于表层软弱土层内，可加宽基础，必要时可用换土、压实等方法进行地基处理；如软弱土层大于5m，低层轻型建筑应尽量浅埋于软弱土层内，必要时可加强上部结构或进行地基处理；如地基土由多层土组成且均属于软弱土层或上部荷载很大时，常采用深基础方案，如桩基等。按地基条件选择埋置深度时，还经常要求从减少不均匀沉降的角度考虑，当土层分布明显不均匀或各部分荷载差别很大时，对同一建筑物可采用不同的埋置深度来调整不均匀沉降量，图3.3是地质构造与基础埋置深度的关系。基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素图3.3地质构造与基础埋置深度的关系基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素存在地下水时，基础埋置深度一般应考虑埋于最高地下水位以上不小于0.2m处。当地下水位较高，基础不能埋置在地下水位以上时，宜将基础埋置在最低地下水位以下不少于0.2m的深度，且同时考虑施工时基坑的排水和坑壁的支护等因素。对地下水位以下的基础选材时，应考虑地下水对地基的腐蚀性而要采取防腐措施，如图3.4所示。3.土的冻结深度影响粉砂、粉土和黏性土等细粒土具有冻胀现象，冻胀时会将基础向上拱起。土层解冻融化，基础又会下沉，使基础处于不稳定状态。冻融的不均匀会使建筑物发生变形，严重时产生开裂等破坏情况。因此，建筑物的基础应埋置在冰冻层以下且不小于200mm。基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素图3.4地下水位对基础埋置深度的影响基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素

4.相邻建筑物基础埋置深度新建的建筑物基础埋置深度不宜大于相邻原有建筑物基础，如果新建基础大于原有建筑物的基础，则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，即L≥(1~2)H,如图3.5所示。若不能满足，则应采取加固原有地基或分段施工、设临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施。图3.5基础埋置深度与相邻基础的关系基础的埋置深度3.23.2.2影响基础埋置深度的因素5.其他为保护基础，一般要求基础顶面低于设计室外地面不小于0.1m，地下室或半地下室基础的埋置深度则要结合建筑设计的要求确定。.3基础类型与构造按所用材料和受力特点分类按构造形式分类基础类型与构造3.33.3.1按所用材料和受力特点分类

1.刚性基础刚性基础是指由刚性材料制作的基础。一般抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低的材料就称为刚性材料，常用的有砖、灰土、混凝土、三合土、毛石等。为满足地基允许承载力的要求，需要加大基础底面积。基础底面尺寸的放大应根据材料的刚性角来决定。刚性角是指基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角（角α），如图3.6所示。凡受刚性角限制的基础称为刚性基础，为设计施工方便，将刚性角α换算成正切值b/h，即宽高比。表3.1是各种材料基础的宽高比b/h的容许值。如砖基础的大放脚宽高比不大于1∶1.5。大放脚的做法，一般采用每两皮砖挑出1/4砖或每两皮砖挑出1/4砖与一皮砖挑出1/4砖相间砌筑。基础类型与构造3.33.3.1按所用材料和受力特点分类图3.6刚性基础(无筋扩展基础)的受力、传力特点基础类型与构造3.33.3.1按所用材料和受力特点分类【例３.３】有关基础刚性角的叙述正确的是()。A．刚性角是基础大放脚外沿连线与垂直线的夹角B．刚性角是基础大放脚外沿连线与水平线的夹角C．刚性角与基础材料和大放脚形状尺寸有关D．刚性角只与基础材料有关答案：D[解题要点]基础受墙体或柱传来的竖向力后，是以一定的扩散角向下传力的，不同材料的扩散能力不同。在扩散角范围内的基础底面只受到压力，在扩散角范围以外的基础受到的是反弯力。受拉性能差的刚性材料在反弯产生的拉应力作用下会开裂破坏。上述两种情况的界限扩散角就是刚性角。刚性角只与材料性质有关与基础外形无关。各种材料的刚性角以宽高比来表示。基础类型与构造3.33.3.1按所用材料和受力特点分类2.柔性基础钢筋混凝土基础称为柔性基础。钢筋混凝土的抗弯和抗剪性能好，可在上部结构荷载较大、地基承载力不高以及水平力和力矩等荷载较大的情况下使用，这类基础的高度不受台阶宽高比的限制，故适宜在宽基浅埋的场合下采用。在同样情况下,与混凝土基础比较，采用钢筋混凝土可节省大量材料和挖土的工作量。钢筋混凝土基础的构造如图3.7所示。图3.7钢筋混凝土基础构造基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类

1.独立基础当建筑物上部结构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独立式基础，这类基础称为独立基础或柱式基础，常用断面形式有阶梯形（图3.8（a））、锥形（图3.8（b））和杯形。适合于多层框架结构或厂房排架柱下基础，地基承载力不低于20kPa时，其材料通常采用钢筋混凝土、素混凝土等。当柱为预制时，则将基础做成杯口形，然后将柱子插入并嵌固在杯口内，故称为杯口基础。有时因建筑物场地起伏或局部工程地质条件变化，以及避开设备基础等原因，可将个别柱基础底面降低，做成高杯口基础，或称长颈基础。杯口基础如图3.9（a）、（b）所示。基础形式的选择与上部结构形式直接相关，另外与土层分布情况、地基承载力、荷载大小、受力方向等条件也密切相关。通常，上部结构形式直接影响基础的形式，当上部荷载大,地基承载能力有变化时，基础形式也随之变化。常用的基础有以下几种基本结构形式。基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类图3.8独立基础基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类2.条形基础当建筑物上部结构采用墙承重时，基础沿墙身设置，多做成长条形，这类基础称为条形基础或带形基础，是墙承式建筑基础的基本形式,有墙下条形基础和柱下条形基础两类。图3.9杯口基础基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类（1）墙下条形基础。一般用于多层混合结构的墙下，低层或小型建筑常用砖、混凝土等刚性条形基础。如上部为钢筋混凝土墙或地基较差、荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础，如图3.10所示。图3.10条形基础基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类（2）柱下条形基础。当上部结构为框架结构或排架结构，荷载较大或荷载分布不均匀，地基承载力偏低时，为增加基底面积或增强整体刚度，以减少不均匀沉降,常用钢筋混凝土条形基础，将各柱下基础用基础梁相互连接成一体，形成井格基础,如图3.11所示。图3.11井格基础基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类3.筏板基础建筑物的基础由整片的钢筋混凝土板组成，板直接作用于地基上，称为筏板基础。筏板基础的整体性好，可以跨越基础下的局部软弱土。筏板基础常用于地基软弱的多层砌体结构、框架结构、剪力墙结构的建筑，以及上部结构荷载较大且不均匀或地基承载力低的情况，按其结构布置分为梁板式和无梁式，其受力特点与倒置的楼板相似，如图3.12所示。技术提示墙下刚性条形基础或柱下刚性独立基础，通常称为无筋扩展基础；墙下钢筋混凝土条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础通常称为扩展基础。基础类型与构造3.33.3.2按构造形式分类图3.12筏板基础基