第五章 基础与地下室

第五章

基础第一节，基础的分类一、地基与基础的概念1、受建筑物荷载影响的土层------地基2、建筑物向地基传递荷载的下部结构——基础3、直接能承受荷载的土层——持力层4、持力层以下的土层——下卧层

二、地基1、建筑物对地基的要求：a、强度：地基的承载能力能满足上部结构的要求b、稳定：地基在受力后的变形应在规范允许的范围内c、经济：地基处理的费用应做到经济合理2、设计地基、基础的资料：a、地形图（红线图）：以了解相关地形地貌、周围建筑、沟渠、暗塘、交通、供电、供水等情况b、地质资料：普查——现场临时布点，钻孔、取样、了解土层分布、地质结构及各土层的物理力学性质技术设计钻孔——按总平面布置、按建筑物大小、形状、高度等选择有代表性的孔数、孔位进行工程地质勘探并提出地质技术报告地基的评价：建议采用何种基础，持力层设在何土层等,必要时建筑专业修改总平面、结构专业选择合理的持力层及结构形式3、地基分类：a、天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需经人工改良或加固便可作为建筑地基者。如：一般岩石，岩石风化后的土层（有一定厚度）.b、人工地基：当上部荷载较大或土壤的承载能力较低，缺乏足够的坚固性和稳定性时，必须对土壤进行人工处理，才能作为建筑物的地基者4、地基处理：a、碾压、夯实法——重锤夯实、机械碾压、震动压实b、换土法——挖去软弱土层换成较坚硬的材料如：中砂、粗砂、碎石、矿渣等c、堆载法——在软弱土层上堆载重物，如：废钢锭、废钢筋混凝土预制板等d、化学加固法——利用高压旋喷方法注入水泥浆或水玻璃等粘固剂提高土壤强度三、基础

基础是建筑物的一部分，基础按其埋置深度分为浅基础与深基础，埋置深度（H）当：H＞5m时为深基础——费工、费料当：H＜5m时为浅基础——剩工、剩料、造价低。但太浅时基础暴露室外易受损，一般地表腐殖土有一定厚度，所以H≮0.5mb、考虑因素:工程地质条件:按荷载大小,结构性质选择可靠的持力层地下水位条件:最好在最低水位地以下200(图1),或尽量在最高地下水位以上(图2)冰冻线的影响:在北方地区冰冻会影响基础安全,因为水结冰后体积膨胀,冰化后又收缩.造成基础破坏因此基础底应在冰冻线以下200(图3),各地冰冻线深度不同如:

与相邻基础的关系:一般不深于原有相应基础.如必须深于已有基础则要采取一定措施.如阶梯式放脚;保持一定的净距L=1~2(基础底差)其他:遇井,穴;局部土质欠佳;管道穿基础;------由结构工种采取相应措施基础的类型和构造1）条形基础

2）独立基础3）柱下条形基础1、按基础的结构形式分类4）筏形基础5）箱形基础6）桩基础剖面室外地面室内地面基础底面轴侧

砖墙

碎砖三合土平面独立基础墙体基础梁独立基础垫层墙下独立基础柱下独立基础条形基础柱下条形基础

井格式柱下条形基础钢筋混凝土基础钢筋混凝土柱平面柱下条形基础柱柱托平板梁板式

平板式平面筏形基础箱形基础

桩基础顶板柱底板平面软弱土层中密土层坚硬土层软弱土层２、按所用材料及受力特点分类（１）无筋扩展基础

定义：无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等为材料，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。

特点：这种基础的材料抗压性能比较好，但是抗拉、抗剪强度不高，要保证基础不被拉力或冲切力破坏，必须控制基础的高宽比。无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。（２）扩展基础定义：将上部结构传来的荷载，通过向侧边扩展成一定底面积，使作用在基底的压应力等于或小于地基上的允许承载力，而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求，这种起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。它包括柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。

特点：由于扩展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，可做得很宽，很薄。还可尽量浅埋。

无筋扩展基础的受力、传力特点

(b)hbb1b2h2h1αB0B1Bbhb1b2h2h1αB0B基础受力在刚性角范围以内.

基础宽度超过刚性角范围而破坏.c、d类适用于四层以下的一般民用建筑及单层轻型厂房的承重墙基础。１.混凝土基础h1,h2≥200mmb1≥150mm2．毛石基础h1,h2≥400mmb1≥150mm

阶梯型基础bhb1b2h2h1α

砖基础砖基础的台阶逐级向下放大,形成大放脚．放脚方式:1）两皮砖挑1/4砖长2）两皮砖挑1/4砖长与一皮砖挑1/4砖长相间砌筑。60606012010012012050B50606060（60）无筋扩展基础构造示意

独立基础

条形基础扩展基础构造示意ＨB0荷载≥200受力筋分布筋≥70垫层50505050受力筋B0≥200Ｈ≥70垫层50505050受力筋

深基础——桩基1、浅基础：a、分类：（按形式分）a1.独立式基础——上部结构为框架、排架形式时往往是独立的柱子承重，所以每根柱下设置独立基础a2.条型基础（联合基础）——当上部框架结构荷载较大或地基承载力较低，为扩大基础的受力面积，就将独立基础连成条型；当上部结构为砖混结构，底部用砖墙承重，一般亦采用条型基础a3.井格式基础——当联合基础不能满足要求时可将条型基础横向再相联，形成井格形式，以扩大承载面积a4.筏式基础（满堂基础）——如井格式还不能满足力的要求时。可以把整个基础用钢筋混凝土浇成一片，达到最大受力面，形成片筏有时为了节省材料、提高基础的整体刚度，可在片筏上（下）面设梁、肋井格，成为带肋板基a5.箱型基础——为了加强筏式基础的刚度，换取土重，利用空间而做成箱型基础a6、其它型式的基础基础薄壳基础独立基础条型基础反拱梁基础

b.分类（按受力性能分）：

b1.受刚性角控制的基础————刚性基础,不同材料基础的刚性角不同,其大小取决于材料本身的性能a.b类适用于五层及五层以下的民用建筑或单层、多层轻型厂房的承重墙基础。c、d类适用于四层以下的一般民用建筑及单层轻型厂房的承重墙基础。b2.不受刚性角控制的基础——柔性基础由于钢筋混凝土具有很好的抗弯能力可以满足上部荷载对基础的要求c、浅基础小结：2、深基础的类型(桩基)：若浅层土质不良，无法满足建筑物对变形和强度方面的要求时，可利用较深部位的坚实土层或岩层作为持力层------通过桩基将力传递下去,一般深度在十几米至几十米a、按材料分------木,钢材,钢筋混凝土等b、按形式分预制桩,断面>200x200现浇灌注桩------震动桩,爆破桩,钻孔桩c、按受力情况分:(c1)、端承桩------桩端直接插入坚硬的土层或岩石中由桩端将荷载传给地基(c2)、摩擦桩(挤压桩)-----大部分荷载通过土层对桩的挤压产生的摩擦力来平衡(上海是冲积平原,高层建筑基本上是采用磨擦桩)

深基础——桩基四、基础设计的要点:1、类型选择：a、充分利用地基的承载能力b、尽量就地取材,节约三材(水泥,钢材,木材)c、结合当地条件,力求做到便于施工,减少工作量d、考虑对周围建筑的影响，优先采用新技术2、常用刚性基础的设计深度:a、基础埋置深度愈浅愈经济,但不能过浅,基础暴露地面以上容易风化.一般H(埋置深度)>0.5m人工挖孔桩与爆破桩四、地下室的类型与构造按使用功能分为普通地下室和防空地下室；按结构形式分为砖墙结构地下室和混凝土结构地下室;按地下室埋入地下深度可分为全地下室和半地下室全地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超过该房间净高的1/2；半地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超过该房间净高的1/3，但不超过净高的1/2。如图11.14所示。1地下室的类型与组成1.1地下室的类型图11.14地下室的类型地下室一般由墙、底板、顶板、门窗、楼梯和采光井六部分组成（图11.15）。（1）地下室墙（2）地下室底板（3）地下室顶板（4）地下室门窗图11.16（5）地下室楼梯2地下室的组成图11.15地下室组成图11.16地下室采光井当地下室地坪高于地下水的常年水位和最高水位时，由于地下水不会直接侵入地下室，墙和底板仅受土层中毛细水和地表水下渗而形成的无压水影响，只需做防潮处理（图11.17）。地下室外墙的防潮做法是：先在外墙表面抹一层20mm厚的水泥砂浆找平层，再涂一道冷底子油和两道热沥青；然后在外侧回填低渗透性土壤。3.地下室防潮图11.17地下室防潮处理（a）墙身防潮；（b）地坪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使用要求按表11.1(详见P157)选定。1.地下室防水1.1防水等级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。选用何种材料防水，应根据地下室的使用功能、结构形式、环境条件等因素合理确定。一般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；结构刚度较差或受震动影响的工程应采用卷材、涂料等柔性防水材料。2防水构造（1）卷材防水卷材防水是以防水卷材和相应的粘结剂