单元2 地基与基础1.ppt

1、地基与基础,学习目标要求,1.掌握基础的埋置深度、常见类型； 2.掌握基础的基本构造； 3.掌握地下室的组成； 4.掌握地下室的防潮、防水构造。,学习重点难点 重点：基础的埋深，基础和地基的关系，基础的类型，地下室的组成和分类； 难点：基础的构造和地下室的防潮、防水构造。,2.1. 地基与基础的基本概念,一 地基、基础及其与荷载的关系 基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构。它直接与土层相接触，承受建筑物的全部荷载，并将这些荷载连同自重传给地基。,地基:指支承建筑物荷载的那一部分土层（或岩层）。 持力层：直接与基础底面相接触的岩层 下卧层：持力层以下的土层,建筑物的全部荷载用N表示。 地基在保持

2、稳定的条件下，每平方米所能承受的最大垂直压力称为地基的承载力（或地耐力），用R表示。 由于地基的承载力一般小于建筑物地上部分的强度，所以基础底面需要宽出上部结构（底面宽为B），基础底面积用A表示。 三者的关系式：RN/A成立时，说明建筑物传给基础底面的平均压力不超过地基承载力，地基就能够保证建筑物的稳定和安全。 建筑总荷载越大，基础底面积也要求越大。或当建筑物总荷载不变时，地基承载力越小，基础底面积越大。,二 地基的分类 按土层性质分：(1)天然地基天然状态下土层具有足够的承载能力，不须经人工改良或加固，可直接在上面建造房屋的地基。天然地基包括岩石、碎石、砂土、粘性土等。 (2)人工地基土层的

3、承载力较差，或虽然土层较好，但上部荷载较大时，为了使地基具有足够的承载力，对土层进行人工加固和改良，这种经过人工处理的土层，称为人工地基.人工加固地基通常采用方法压实法、换土法、化学加固法、打桩法,换土法用砂石、素土、灰土、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。可选换土的材料有：砂、碎石、矿碴、石屑、灰土、三合土等（从应力状态属垫层）。,换土法,化学加固法：是在地基处理中，利用高压射流技术，喷射化学浆液，将化学溶液或胶结剂灌入土中，破坏地基土体，并强制土与化学液混合，以提高地基强度、减少沉降量的方法。并形成具有一定强度的加固体来处理软基的一种方法。,挤

4、密法：一般是采用打桩机成孔，桩管打入地基对土体产生剂密作用，土体颗粒彼此靠近，空隙减少，使土体密实度得以提高，地基土强度亦随之增加。,三 地基与基础的设计要求,地基承受着建筑的全部荷载，基础是建筑物的主要承重构件，两者的质量好坏，关系着建筑物的安全问题。建筑设计中合理地选择地基和基础极为重要。 1地基应具有足够的强度和刚度 应尽量选择地基承载力较高而且土质均匀的地段，如岩石、碎石等，避免因基础处理不当造成建筑物的不均匀沉降，引起墙体开裂，甚至影响建筑物的正常使用。,2基础应具有足够的强度和耐久性 基础是建筑物的重要承重构件，起着承受和传递上部结构荷载的作用，是建筑物安全的重要保证。因此基础必须

5、有足够的强度，才能保证其将建筑物的荷载可靠地传给地基。同时由于基础埋于地下，长期受地下水或其他有害物质的侵蚀，并且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，应考虑其耐久性要求。 3经济要求 基础工程约占建筑总造价的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，以减少地基处理的费用。合理选择基础的材料和构造形式，降低工程造价。,2.2 基础的埋深及影响因素,一、基础埋深的概念 室外地坪面到基础底面的垂直距离称为基础埋深。 自然地坪（施工地段的现存地坪） 设计地坪（按设计要求工程竣工后，室外场地经垫起或开挖后的地坪） 基础埋深小于5m浅基础（不小

6、于500mm）； 基础埋深大于或等于5m深基础,基础埋深愈小，基础造价愈低，但基础若没有足够的土层包围，基底土层受到压力后，把基础四周的土挤出，基础将产生滑移而失稳，故同时规定基础埋深不应小于0.5m。,二、影响基础埋深的因素 （1）建筑物使用要求、上部荷载的大小和性质 一般高层建筑的基础埋置深度为地面以上建筑物总高度的1/l0。当建筑物设置地下室、设备基础或地下设施时，基础埋深应满足其使用要求；高层建筑基础埋深随建筑高度增加适当加大；荷载的大小和性质也影响基础埋深，一般荷载较大时应加大埋深；受向上拔力的基础应有较大埋深以满足抗拔要求。,2）工程地质条件 设计之前应进行场地地质勘察。多层建筑一

7、般根据地下水位及冻土深度等来确定埋深尺寸。基础底面应尽量选在常年未经扰动而且坚实平坦的土层或岩石上，俗称老土层。因为在接近地表的土层内，常带有大量植物根茎的腐殖质或垃圾等，故不宜选为地基。基础埋深愈小，基础造价愈低，但基础若没有足够的土层包围，基底土层受到压力后，把基础四周的土挤出，基础将产生滑移而失稳，故同时规定基础埋深不应小于0.5m。,（3）水文条件 场地存在地下水时，应确定地下水的常年水位和最高水位，以便选择基础的埋深。般宜将基础落在地下常年水位和最高水位之上，这样即可以避免施工时排水困难，还可防止或减轻地基土层的冻胀或者应埋在最低地下水位以下200mm，以使基础处于较稳定的水压状态。

8、,（4）地基土壤冻胀深度 土层的冻结深度取决于当地的气候条件，土壤冻胀时产生冻胀力将基础向上拱起，天气转暖，冻土解冻，冻胀力消失，基础又下沉，这种冻融循环容易造成基础变形，严重时使基础开裂破坏。因此，一般应根据当地的气候条件了解土层冻结深度，将基础埋置在冻结深度以下100-200mm，以避免土壤冻融交替对基础的不利影响。,（5）相邻建筑物基础的影响 新建建筑物基础埋深不宜大于相邻原有建筑基础埋深，但新建建筑基础埋深大于原有建筑物基础埋深时，两基础间的净距一般为相邻基础底面高差的12倍,2.3 基础的类型,基础的类型较多，划分方法也较多 1按材料分：砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、

9、灰土基础和钢筋混凝土基础 按基础中是否有钢筋分 无筋扩展基础：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 扩展基础：由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条形基础 2按构造形式分：条形基础、独立基础、井格基础、筏式基础、箱形基础和桩基础等,1按基础中是否有钢筋 （1）刚性基础构造要求: 刚性基础指由刚性材料构成的基础。 刚性材料的力学特点是抗压强度高，但其抗剪、抗拉强度相对而言很低。为满足地基容许承载力的要求，需要加大基底面积，基底宽B一般大于上部墙宽，当基础B很宽时，挑出部分b很长，而基础又没有足够的高度H，又因为刚性材料的抗拉、抗剪强度低，基础就会因受

10、弯曲或剪切而破坏。 因此，对于刚性基础构造设计应注意刚性角的问题。,为了保证基础不被拉力、剪力而破坏，基础底面尺寸的放大应根据材料的刚性角决定。刚性角是指基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角，用表示，特定的材料中是按一定的角度分布与传递，这个角叫力的分布，也叫这种材料的刚性角。,刚性基础的受力、传力特点 (a)基础在刚性角范围内传力 (b)基础底面宽超过刚性角范围而破坏,当刚性基础底部宽度超过刚性角控制范围时，基础底部就容易因受剪而开裂因此，刚性材料基础设 计时为避免受拉或受剪而破 坏必须使基底宽度在刚性角 控制范围内。,刚性角用bh表示: 砖石基础bh =1:1.25-1.5 混凝土基础bh

11、 = 1:1,(2)非刚性材料：在混凝土基础的底部配以钢筋，由钢筋来承受拉应力使基础底部能够承受较大的弯矩，这时，基础底面宽度的加大不受刚性角的限制，因此称钢筋混凝土基础为非刚性基础或柔性基础。钢筋混凝土基础常做成锥形，但最薄处不应小于200mm，一般为200-400mm。阶梯状态，每步高约300500mm。,(a)混凝土基础与钢筋混凝土基础比较 (b)基础配筋情况,3、刚性基础构造 1）毛石基础：抗压、冻、抗水、抗腐蚀性能好（1）组成：石材砂浆,砂浆不低于M5。 （2）剖面形式：矩形基础，底面宽度700mm。 阶梯形基础，每阶高400mm, 每阶放宽200mm。 （3）适用于地下水位较高或冻

12、结深度较深的多层民用建筑。,2、砖基础1）组成：粘土砖砂浆 2）剖面形式：台阶形 3）砌筑方式：等高式、间隔式 4）特点： 因砖易受潮，抗冻性差，在砖基下面放置垫层，垫层材料可用3：7灰土、碎砖三合土或砂等。砖不低于MU10,砂浆不低于M5. 5）适用于地基土质好，地下水位较低的低层建筑（5层以内）。,3、灰土与三合土基础 砖基础下设的灰土或三合土垫层。 （1）组成：灰土： 灰：粘土3：7或2：8， 三合土：石灰：砂：集料=1：3：6或1：2：4加水拌合夯实而成。(每层虚铺220，夯实至150） （2）厚度：150mm为一步，一般3层为2步，3层为3步。 （3）适用：灰土：4层及4层以上建筑厚

13、度一般采用450；3层及3 层以下建筑厚度一般采用300 三合土：一般只能用于4层以下建筑的基础，基础宽度一般不小于600mm。在我国南方应用较广。 灰土和三合土基础一般埋置于地下水位以上。,4、混凝土基础 混凝土基础具有坚固、耐久、不怕水的特点。 （1）材料组成：混凝土强度等级C15；矩形(H350mm) （2）剖面形式 阶梯形（H 350m）锥形(B 2m)； （3）适用于地下水位以下（地下水位较高时）。,条形基础,单独基础,交叉梁式基础,筏形基础,箱形基础,桩基础,2、按构造形式不同有：,按构造型式分类,1、条形基础是连续带形，也称带形基础。可分为墙下条形基础和柱下条形基础。 （1）墙下条形基础。当建筑物上部结构采用墙承重时，基础沿墙身设置，这类基础称为墙下条形基础（图3-8），是墙承式建筑基础的基本形式。条形基础一般用于多层混合结构建筑，低层或小型建筑常用砖、混凝土等刚性条形基础，如上部结构为钢筋混凝土墙，或地基较差、荷载较大时，可采用钢筋混